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執念已深,豐田的燃料電池之路

最大功率155馬力,9秒破百;

它叫MIRAI,與燃油車別無差異。

所謂“新能源”,現今絕大部分集中於電能,正是電池技術的高速發展,實現了高能量密度電池打包驅動汽車的願景。

但電能並非完美解決方案,尤其是以火力發電為主的國家,根本上無法實現零排放。電能的產生本就伴隨著排放和環境汙染,更不論後期的回收治理問題。

風能、太陽能暫未成熟之際,另一種替代能源方案浮出水面——氫能源,也就是人們俗稱的燃料電池。

燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置。它是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應後,放出電子通過外部的負載到達陰極,最終產物只有水。它本身工作過程不產生一氧化碳和二氧化碳,也沒有硫和微粒排出。

因此,採用氫燃料電池驅動的汽車FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)真正意義上實現了零排放、零汙染。有這樣一個品牌,堅持燃料電池必為汽車發展的未來,在這一領域深耕20余年。

專注氫能20年

就如韓國人熱衷於整容行業,日本對於替代能源的積極探索同樣有著歷史原因——資源匱乏,石油、天然氣依賴進口,曾幾何時核電能成為第一選擇,但安全性是核電能無法規避的風險。

豐田的執念始於上世紀90年代,2002年豐田就已經開始在日本、美國限量發售氫燃料電池車豐田FCH;2008年針對特定用戶銷售的Toyota FCHV-adv,把一次加氫後的最大行駛裡程從以往的330km提高到了830km,並且能在零下30度的低溫地帶啟動行駛;第一款量產的氫燃料電池車是MIRAI,2014年12月15日在日本正式發售。

豐田在氫燃料電池的技術領域究竟有多強?

從國際專利分類號來看,豐田汽車在H01M8燃料電池及其製造領域申請的專利數量最多,達到9671件,佔總量的61%。

包括量產車和四代概念車在內,豐田汽車已在21個國家和地區、2個國際知識產權組織申請了15867件與燃料電池相關的專利,涵蓋燃料電池堆專利、高壓儲氫罐專利、燃料電池系統控制專利以及加氫站技術等,建立了氫燃料電池方面獨一無二的技術壁壘。

究竟是什麽如此吸引豐田?除了零排放的先天優勢,燃料電池還具備哪些得天獨厚特質?

首先,原料天然存在、可再生,不受環境限制,並可實現大規模儲存,熱效率高於60%;

其次,燃料補充(加氫)速度快,十幾分鐘時間遠勝於動輒8-10小時的鋰電池充電;

另外,燃料電池儲存方便,供給車輛長距離行駛,且不會由於環境低溫大幅影響續航距離(低溫啟動溫度可以達到-30℃)。

最後,與鋰電池相同,無過多機械機構,安靜舒適,後期保養成本更低。

豐田申請專利出於知識產權的保護,而非閉門造車。早在2015年和今年4月,豐田兩次向全球範圍內開放專利使用權,包括燃料電池技術、MIRAI關鍵技術以及電機、電控技術等超過2萬項,與全球新能源研發者共同分享。

“氫”裝上陣

豐田於2014年12月開始在本土銷售燃料電池汽車MIRAI,從2015年秋季開始將銷售範圍擴大至美國和歐洲。隨著產量與銷量的雙重提升,豐田在全球FCEV市場佔據絕對優勢,市場份額超過70%。

技術及成本控制上的不斷突破,推動著豐田在氫燃料電池領域的發展。目前,日本本土豐田MIRAI最終補貼完的售價在人民幣26萬元左右,這比氫燃料電池車剛剛起步階段降低幾十倍。

2019款的MIRAI,氫燃料電池驅動電機,為車輛提供全部動力,擁有500km續航,最高車速可達200km/h,它擁有155馬力和9秒破百加速能力,氫氣可在5分鐘內補充完畢,這幾乎解決了電動汽車所有“痛點”。

和當下電動汽車類似,FCEV的普及同樣需要經過用戶教育和配套設施大規模布局的陣痛期。

所幸有了前期電動汽車作為鋪墊,替代能源轉型不會過多影響人們的消費決策,那基礎建設就成為關鍵問題。

目前國內在運營的加氫站僅19座,在建23座,規劃44座,加起來尚未過百;反觀全國的加油站數量已超過11萬座,充電樁也在大規模擴建中,可見氫能源的普及並非一朝一夕。

去年10月,豐田開始啟動氫燃料電池車“MIRAI 未來”在中國的實證實驗。同時,豐田汽車研發中心有限公司的加氫站也同時落成。

豐田計劃通過3年時間,利用“MIRAI 未來”針對“中國使用環境下的車輛行駛調查”、“氫燃料品質調查”、“各種品質耐久性評測”等方面進行實證實驗。並且希望通過本次實證實驗項目,與政府和汽車行業共同摸索構建“氫能源社會”的各種可能性。

尾巴

不得不佩服日企執著,馬自達的轉子與壓燃點火技術、本田的VTEC,還有豐田在新能源領域的鍥而不捨。或許有朝一日FCEV真能成為未來汽車終極形態。

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