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豐田汽車:氫燃料電池汽車的領跑者

發布時間: 2014-12-15 09:24:51    來源: 電池中國網綜合
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[摘要]在業內并不看好燃料電池汽車之時,一直致力于混合動力汽車的豐田公司推出了首款豐田氫燃料電池汽車Mirai,并公布了2015年底前在日本銷售400輛的目標。

  日本豐田低價上市燃料電池車背后的課題

  豐田2014年11月18日曾宣布,將于12月15日上市燃料電池車(FCV)“MIRAI”。豐田開發FCV最早是在1992年。最初每輛FCV的價格被認為會高達1億日元,而MIRAI降到了723.6萬日元(含稅)。利用日本經濟產業省的FCV購買補貼后,實際價格會降到520萬日元左右,與“皇冠”差不多。將來產量增加的話,價格應該還會進一步降低。

  豐田副社長加藤光久的介紹相當謹慎:“在日本的銷售目標是到2015年底、也就是一年里售出400輛。將首先從政府機關用途入手,逐漸擴大訂單。海外方面,豐田計劃2016年在歐洲銷售50~100輛,2017年之前在美國銷售3000輛以上。這樣做的目的是為了應對加利福尼亞州ZEV(零排放汽車)規定的強化。

  MIRAI為4座車,擁有與汽油車不相上下的舒適性和行李艙容量,行駛性能與純電動汽車(EV)相同,靜音性高而且動力十足。充氫時間約為3分鐘,能行駛650km左右(JC08模式),這是相對于EV的一大優點。氫燃料方面,巖谷產業宣布以1100日元/kg的價格銷售,因此充滿氫(約5kg)約需5500日元。按汽油價格160日元/L換算,經濟效益與燃效為18km/L的混合動力車(HEV)屬于相同水平。

  繼混合動力車之后的又一項強大核心技術

  豐田此次市售的FCV徹底解決了4、5年前存在的技術課題。燃料電池組的體積輸出密度高達3.1kW/L,設置在前座下方。最高輸出功率為114kW(155PS),相當于家用燃料電池(0.7kW)的160倍。而且,輸出功率會根據駕駛員的油門操作迅速做出響應,隨時變動。

  燃料電池單元內的水和空氣流動的路徑采用了微小的新構造,單元整體能夠均勻發生化學反應。另外,還開發出了使化學反應生成的水在電池單元內部循環的方式,去掉了外部加濕器。可對電池單元內的濕度進行精密管理,即使放置1年不用,啟動后也能立即發電。在-30℃的寒冷地區停車17個小時,啟動后35秒輸出功率能達到60%,70秒就能達到100%。而且,燃料電池單元使用10年以上,輸出功率僅降低十幾%,所以無需更換。

  升壓轉換器和高壓氫燃料罐等也實現了小型、輕量化。其中,原來占行李箱約一半面積的氫燃料罐通過分成兩個小罐,正好設置在了后座下方和后座背面。

  燃料電池的主要部件收納在車體下部,車內和行李艙都確保了寬敞的空間。車輛重心低,行駛穩定性高。氫燃料罐采用3層全樹脂構造,確保了較高的碰撞安全性。萬一發生氫氣泄漏,也會擴散到車體外部。

  從這些完成度很高的技術上可以感受到豐田想把FCV培養成為繼混合動力車之后的又一項強大核心技術的打算。不過,豐田對FCV的中長期普及預測并不樂觀。加藤表示,“連普銳斯(實現全面普及)都用了10年時間。而FCV還存在加氫站的建設問題,因此普及進程應該無法相提并論”。

  障礙不單單來自氫基礎設施

  日本經濟產業省以2015年度設置100座加氫站為目標提供了補貼,不過目前只確定了約45座。而且是由吉坤日礦日石能源和巖谷產業兩家公司拿下了其中近8成的訂單。也就是說,希望涉足這項業務的企業非常少。

  建設一座加氫站的費用高達5億日元左右。盡管經濟產業省能補貼其中一半左右,但再加上運營費用等,如果FCV不能大量普及,就無法盈利。反之,對FCV銷售商來說,加氫站不增加,汽車就賣不出去。可以說陷入了雞和蛋問題的兩難困境。

  即使加氫站一定程度得到增加,FCV的普及還是存在問題。FCV用氫的原料目前大部分來自化石燃料。如果不能以低價格采購通過光伏發電等電解的氫,FCV就很難算得上是終極環保車。用戶為何要購買不能為減排做貢獻,而且因為加氫站的問題行駛范圍受限的高價汽車呢?

  豐田和本田推進FCV的商品化是為了應對2017年以后美國對ZEV規定的強化。從2018年的車型開始,混合動力車將不再是ZEV的對象,如果EV、FCV或者插電式混合動力車(PHEV)的銷量達不到一定比例,汽車廠商就需要繳納巨額的罰款。汽車廠商對FCV的期望與終端用戶要求的終極環保車之間似乎還存在巨大的鴻溝。(來源:日經技術在線)

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