在日语中,Mirai一词有着“未来”的含义,而丰田以此为旗下首款量产的燃料电池汽车命名,自然是看重了燃料电池技术对于日本汽车产业和能源格局的影响。正如丰田的社长丰田章男所讲,与电动汽车盛行的北欧以及汽油车称王的中东地区不同,在国土面积小且资源相对匮乏的日本,如何合理、环保地利用自身资源,才是汽车行业面临的最大难题。背负着丰田对未来的期望,Mirai燃料电池汽车诞生了。
那么,Mirai这款应用“小众”技术的新能源车,在日本普及的情况如何?又能否为中国的新能源汽车市场带来新的启示?为此,我们特地前往日本,全面体验了丰田的这款“未来之车”。
在日本市场,Mirai的售价为723.6万日元,另可获得200万日元的补贴,终端售价523.6万日元(约30.7万人民币)。这一售价在日本能够买到雷克萨斯IS300。然而Mirai依然热销,需要2个月才能提车。
Mirai略显怪异的造型让“初见”并不美好,但细细回味起来,它的另类元素的确成功给人留下了深刻的印象,也许这正是未来汽车的主要特征吧。
前大灯采用了全LED光源,科技感十足。左右两侧的虎牙造型进气格栅面积巨大,为燃料电池系统提供了充足的氧气。
在它的前脸部分,还是能够捕捉到一些我们熟悉的丰田元素,但经过一些独特、巧妙的线条组合,形成了一种闻所未闻的设计风格。
翼子板上的FUELCELL标识说明了它的特殊之处:这是一款少见的燃料电池汽车。
丰田Mirai的外部尺寸为4890mm×1815mm×1535mm,轴距则是2780mm。
为了降低风阻、提高燃效,Mirai运用了很多符合空气动力学的设计。
相比前脸来说,Mirai尾部的大胆、新颖的设计语言,才让人瞠目结舌。
尾灯采用了全LED光源,在其侧面有丰田标志性的导流鳍片。
没有了排气的底部设计,让整车看上去更加封闭和完满。当然,这也是对它零排放的最有力佐证。位于中央的反光板颇有赛车的气质,为它增加了一些运动感。
Mirai的7辐轮圈造型比较平淡,与之配合的是普利司通Ecopia系列低滚阻轮胎,规格为215/55 R17。
关于Mirai,其实你很难从美与丑的角度去评判,就像它的名字一样,无论是设计还是燃料电池技术,都是丰田对未来的阐释。
Mirai的内饰充满了我们熟悉的丰田元素,但是在整体的设计风格上却又有所不同,Mirai的设计要更加前卫一些。
Mirai的多功能方向盘手感不错,功能丰富,并带有电动调节功能。
中控屏是Mirai的内饰里最有特点的地方,它与副驾驶前方的曲线饰条连成一体,却又悬浮于仪表台之上,令人印象深刻。
我们在日本接触到的所有丰田车型都采用了同一套车载系统,功能性不错,但是界面设计还有待改进。
仪表盘的设计突破了传统,它的界面可以分为左中右三个部分。
最左侧的区域显示的是相对传统的功能,包括挡位、主动安全功能等等。
中间的多功能显示区域主要提供能量流等与燃料电池系统相关的信息。Mirai的能量流信息很有特点,对氢和氧发生反应产生电能的过程有生动的演示。当中的电池代表的是动力电池,并非燃料电池。
离驾驶员最近的区域用于显示速度等车辆基本信息。其中左侧显示的是动力系统的输出情况,ECO代表系统运行在经济状态,PWR表示系统全力加速,CHG表示正在进行能量回收。
中控台面板的视觉效果出色,但同时也是一个指纹收集器。空调的控制面板均采用触摸按键,温度调节的方式很有未来感。
Mirai的换挡杆采用了丰田新能源车型一贯的设计,短小精悍。B挡是强制能量回收的挡位。
整体来说,Mirai的配置要明显高于普锐斯等车型,它的皮质座椅舒适性不错,不过坐姿会比普通车型高一些。
Mirai的座椅配置不俗,电动调节并带有2组记忆。同时座椅加热和方向盘加热功能也一应俱全。
身高1.74m的体验者坐进前排,将座椅位置调至最低,头部空间还剩余1拳以上。
宽大的中央扶手可以前后移动,带来了上佳的舒适性。不过向前移动之后会对杯架造成遮挡。
掀起中央扶手,里面是一个专门为手机设计的储物格,带有无线充电功能和USB接口,非常人性化。
前门板上的储物格空间较大,实用性不错。
进入到后排,Mirai采用了与高端豪华车类似的两个独立座椅设计。
燃料电池系统往往对车内空间有着巨大的影响。丰田Mirai采用了全新设计的底盘,以及新一代的燃料电池堆和储氢罐,在空间表现上已经与传统车型非常接近了。
身高1.74m的体验者在后排可以获得3指的头部空间和三拳左右的膝部空间。
宽大的中央扶手为后排乘客带来了良好的舒适性。同时配置也很齐全,带有后排出风口和两挡调节的座椅加热功能。
中央扶手内部是一个很大的储物格。这么看来,Mirai的后排做成三座也不是不行,但这样一来中间位置的舒适性得不到保障,于是丰田干脆把后排设计成了2个独立座椅。
Mirai的后排有丰富的接口,100V电源(日本标准插座)让乘客可以方便地使用笔记本电脑等电子设备。
比较遗憾的是后门板上只有一个小储物格,实用性还是略低了一些。
Mirai的行李厢容量还可以,但是不太规整,对承载能力有一些影响。另外在行李厢和后排座椅之间是动力电池,所以后排座椅是无法放倒的。
Mirai并未提供备胎,不过在行李厢地板之下有一套补胎工具。
在行李厢内部,还有一个标准的CHAdeMO接口,这是日本标准的充电接口。但是在Mirai上,其作用却不是充电,而是外接供电。
Mirai可利用燃料电池系统产生的电能为家庭供电。日本的自然灾害比较多,Mirai作为应急电源在救援工作中可以发挥很大作用。
丰田Mirai最大的特点和优势就是它的燃料电池系统,这套系统有着很高的技术含量。
整套燃料电池动力系统包括燃料电池堆、高压储氢罐、升压变频器、电动机、动力控制单元等等。
燃料电池动力系统的工作原理是氢和氧发生反应产生电能,然后驱动电动机运行。我们可以把它理解成增程式电动汽车,只不过增程器由内燃机变成了燃料电池堆。
燃料电池堆并不是电池,而是发电设备,氢和氧在这里发生反应。Mirai的燃料电池堆发电功率114kW,重量仅56kg,体积仅37L。升压变频器负责将电压提升至650V,以满足高性能电动机的需求。
燃料电池堆的工作原理是什么?这显然超出了一般人能够理解的范畴。通俗一点说就是氢气被分解成氢离子和电子,并在多层膜的作用下分离,电子的运动形成了电流。
氢气是密度最小的气体,必须经过压缩才方便储存,否则体积过大会严重影响实用性。Mirai的储氢罐采用了3层设计,可以承受700个大气压。Mirai的2个储氢罐一共可以储存约5kg的高压氢气。
通过解剖车我们可以看到,燃料电池堆位于前排座椅下方,两个储氢罐分别位于后排座椅下方以及后轴上方。丰田通过合理的设计减小了这些设备对车内空间的影响。
氢气具有可燃性,在空气中点燃可能发生爆炸。丰田通过优化车身结构保护了储氢罐,在80km/h的追尾试验中,储氢罐依然能够保持完好。
加氢口位于车身的左后方,最高可以承受87.5Mpa的加注压力。配合专业的加氢设备,3分钟内即可为Mirai加满氢气。充满之后,5kg的氢气可以驱动Mirai行驶650km(日本的JC08标准)。
燃料电池堆在稳定工作时效率最高,但车辆对动力的需求变化频繁。所以,需要有动力电池来存储燃料电池堆产生的富余电能,并在加速时为电机提供额外电能。另外,它也存储回收的制动能量。
位于Mirai前舱里的是动力控制单元和驱动电机。前者用于控制燃料电池堆和动力电池的工作情况,使电力能被高效利用;后者是Mirai唯一的动力来源,最大功率113kW(154Ps),最大扭矩335Nm。
为了减小风阻、降低能耗,Mirai的底盘被大面积的护板包裹起来。Mirai采用了前麦弗逊后扭力梁悬挂,整体调校偏重舒适性。
Mirai的动力输出100%来自于电动机,所以动力特性和纯电动汽车类似:起步快、动力响应快、加速线性、顺畅无顿挫。Mirai在80km/h后也有不错的动力储备,官方0-100km/h加速时间为9.6s。
Mirai有三种驾驶模式,分别是标准模式、经济模式(ECO)、运动模式(POWER)。在运动模式下,动力的响应会更快一些。
我们此前也接触过一些燃料电池汽车,一个共同的问题是燃料电池堆在工作时会产生比较明显的噪音。好在Mirai的燃料电池堆比较先进,同时NVH性能也不错,车内的静谧性很好。
Mirai的排放物只有水,完全无污染。对于排水工作,Mirai并不是就地解决,而是专门在方向盘边设计了排水键,以免随意排水对其他人造成麻烦。这个细节无疑体现了日本人的细致。
在燃效方面,我们提车时仪表显示1kg氢气只能跑不到50km,驾驶过程中这个数字不断上升。根据比较严苛的美国EPA标准,Mirai的续航里程是500km,燃效为100km/kg。
相比纯电动汽车,燃料电池汽车的优势就在于加氢比充电要快得多,但目前的问题是加氢站比较少。日本对燃料电池汽车的推广力度比较大,因此加氢站还是比较好找的。
加氢站的布局和运营模式都与传统加油站类似。在这个位于东京台场地区的加氢站内,一共有3台加氢的设备,可以同时为3辆车加氢。
加氢工作需要由工作人员来操作,为我们加氢的是一位礼貌热情的日本大叔。
加注的过程和加油差不多。需要注意的是,加氢站里存储的氢气并没有70MPa那么高的压力,所以加注到车内之后会被压缩,并导致升温。为了温度的稳定,加注的氢气只有零下40℃左右。
加氢的速度很快,我们一共加了0.94kg,耗时1分多钟。费用方面,每公斤氢气含税价格为1188日元。以100km/kg的燃效来计算,百公里费用约合70人民币,与油耗10L/100km的燃油车相当。
在现阶段,由于还没有形成规模效应,燃料电池汽车在使用成本方面并无优势。但是从环保的角度来看,燃料电池零排放无污染,氢气的来源也很环保,主要是工业废气和风力发电电解水制氢。
氢气制备完成后,需要压缩、灌装,然后运输到加氢站。
氢气的运输也是整个燃料电池产业链当中的关键一环。运输车的储氢罐压力为45MPa,相比Mirai上70MPa的储氢罐,成本会低不少。图中的这辆运输车一次可以装载24.3kg的氢气。
目前,未来新能源汽车的发展方向还未最终尘埃落定,纯电动和燃料电池同为完全零排放无污染的技术路线,应该说都有机会。
纯电动汽车的弱点在于电池技术迟迟无法突破,续航里程和充电时间都受到了很大的限制。
燃料电池汽车的弱点在于基础设施建设进展缓慢,包括氢气的制备、运输,以及加氢站的建设。由于需要很多专业的设备,所以成本上存在劣势。
对比电动汽车和燃料电池汽车,电动汽车将最困难、最繁琐的充电和续航问题交给了消费者来承担,而燃料电池汽车的难题则是由企业和政府来解决的。站在消费者的角度来看,燃料电池汽车续航里程长、加氢快,驾乘感受优于电动汽车(特性一致但重量更轻),无疑能够带来更好的用户体验。
编辑点评:对于中国的消费者来说,燃料电池汽车还是一个陌生的事物。丰田Mirai告诉我们,在里程焦虑和充电时无聊的等待之外,新能源汽车还有另一种未来。
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来源:爱卡汽车
作者:张璇
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