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丰田汽车:氢燃料电池汽车的领跑者

发布时间: 2014-12-15 09:24:51    来源: 电池中国网综合
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[摘要]在业内并不看好燃料电池汽车之时,一直致力于混合动力汽车的丰田公司推出了首款丰田氢燃料电池汽车Mirai,并公布了2015年底前在日本销售400辆的目标。

  日本丰田低价上市燃料电池车背后的课题

  丰田2014年11月18日曾宣布,将于12月15日上市燃料电池车(FCV)“MIRAI”。丰田开发FCV最早是在1992年。最初每辆FCV的价格被认为会高达1亿日元,而MIRAI降到了723.6万日元(含税)。利用日本经济产业省的FCV购买补贴后,实际价格会降到520万日元左右,与“皇冠”差不多。将来产量增加的话,价格应该还会进一步降低。

  丰田副社长加藤光久的介绍相当谨慎:“在日本的销售目标是到2015年底、也就是一年里售出400辆。将首先从政府机关用途入手,逐渐扩大订单。海外方面,丰田计划2016年在欧洲销售50~100辆,2017年之前在美国销售3000辆以上。这样做的目的是为了应对加利福尼亚州ZEV(零排放汽车)规定的强化。

  MIRAI为4座车,拥有与汽油车不相上下的舒适性和行李舱容量,行驶性能与纯电动汽车(EV)相同,静音性高而且动力十足。充氢时间约为3分钟,能行驶650km左右(JC08模式),这是相对于EV的一大优点。氢燃料方面,岩谷产业宣布以1100日元/kg的价格销售,因此充满氢(约5kg)约需5500日元。按汽油价格160日元/L换算,经济效益与燃效为18km/L的混合动力车(HEV)属于相同水平。

  继混合动力车之后的又一项强大核心技术

  丰田此次市售的FCV彻底解决了4、5年前存在的技术课题。燃料电池组的体积输出密度高达3.1kW/L,设置在前座下方。最高输出功率为114kW(155PS),相当于家用燃料电池(0.7kW)的160倍。而且,输出功率会根据驾驶员的油门操作迅速做出响应,随时变动。

  燃料电池单元内的水和空气流动的路径采用了微小的新构造,单元整体能够均匀发生化学反应。另外,还开发出了使化学反应生成的水在电池单元内部循环的方式,去掉了外部加湿器。可对电池单元内的湿度进行精密管理,即使放置1年不用,启动后也能立即发电。在-30℃的寒冷地区停车17个小时,启动后35秒输出功率能达到60%,70秒就能达到100%。而且,燃料电池单元使用10年以上,输出功率仅降低十几%,所以无需更换。

  升压转换器和高压氢燃料罐等也实现了小型、轻量化。其中,原来占行李箱约一半面积的氢燃料罐通过分成两个小罐,正好设置在了后座下方和后座背面。

  燃料电池的主要部件收纳在车体下部,车内和行李舱都确保了宽敞的空间。车辆重心低,行驶稳定性高。氢燃料罐采用3层全树脂构造,确保了较高的碰撞安全性。万一发生氢气泄漏,也会扩散到车体外部。

  从这些完成度很高的技术上可以感受到丰田想把FCV培养成为继混合动力车之后的又一项强大核心技术的打算。不过,丰田对FCV的中长期普及预测并不乐观。加藤表示,“连普锐斯(实现全面普及)都用了10年时间。而FCV还存在加氢站的建设问题,因此普及进程应该无法相提并论”。

  障碍不单单来自氢基础设施

  日本经济产业省以2015年度设置100座加氢站为目标提供了补贴,不过目前只确定了约45座。而且是由吉坤日矿日石能源和岩谷产业两家公司拿下了其中近8成的订单。也就是说,希望涉足这项业务的企业非常少。

  建设一座加氢站的费用高达5亿日元左右。尽管经济产业省能补贴其中一半左右,但再加上运营费用等,如果FCV不能大量普及,就无法盈利。反之,对FCV销售商来说,加氢站不增加,汽车就卖不出去。可以说陷入了鸡和蛋问题的两难困境。

  即使加氢站一定程度得到增加,FCV的普及还是存在问题。FCV用氢的原料目前大部分来自化石燃料。如果不能以低价格采购通过光伏发电等电解的氢,FCV就很难算得上是终极环保车。用户为何要购买不能为减排做贡献,而且因为加氢站的问题行驶范围受限的高价汽车呢?

  丰田和本田推进FCV的商品化是为了应对2017年以后美国对ZEV规定的强化。从2018年的车型开始,混合动力车将不再是ZEV的对象,如果EV、FCV或者插电式混合动力车(PHEV)的销量达不到一定比例,汽车厂商就需要缴纳巨额的罚款。汽车厂商对FCV的期望与终端用户要求的终极环保车之间似乎还存在巨大的鸿沟。(来源:日经技术在线)

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