丰田氢燃料电池

人人关注的丰田汽车到底展示了什么“黑科技”？

第一电动大牛作者电动大咖·新能源汽车 2018-05-15 12:05

自动驾驶和电动汽车代表着汽车工业“智能化”“电气化”两大方向，而最近丰田的自动驾驶概念车e-Palette和氢燃料电池车Mirai成为人们关注的焦点。

丰田e-Palette概念车

开放式自动驾驶系统

丰田e-Palette概念车采用低底盘、箱式的造型设计，该车基于模块化理念打造，可以按照共享乘车式、酒店式、零售店式等不同用途需求更换各类设备。丰田e-Palette概念车还可以根据不同底盘+不同车厢的组合、不同的底座提供4-7米不等的车身尺寸。

值得注意的是，丰田e-Palette概念车搭载了丰田的Guardian自动驾驶系统，丰田将向自动驾驶组件开发公司开放其多年研发的车辆控制系统的控制接口。

丰田认为开放自动驾驶模块，不仅可以加强与科技公司的合作，也可以让自己在选择自动驾驶模块方面有更多选择，对于丰田来说可以带来双赢。

目前丰田e-Palette项目已经和必胜客、Uber、亚马逊以及滴滴达成合作。e-Palette相关服务有望在2020年的东京奥运会上亮相。

丰田燃料电池车Mirai

燃料电池车Mirai是丰田FCV（Fuel Cell Vehicle）计划的产物，Mirai的动力系统由高压储氢罐、储能电池、氢燃料电池、电控系统和驱动电机组成。

丰田Mirai整车重达1.8吨，为了保证良好的中低速动力响应，丰田Mirai配备了一台最大功率118kW，峰值扭矩335N·m的电机，发电功率3.1kW/L的燃料电池位于前排车座下方。

由碳纤维和凯夫拉材料制成的储氢罐则位于后排座椅下方，最大能承受70MPa的压力，后备箱底部则布置了储能电池。丰田Mirai续航里程可达650公里，加氢仅需3分钟，使用体验媲美传统内燃机汽车。

搭载氢燃料电池的量产车不止有丰田Mirai，现代NEXO、本田CLARITY也都是已经量产的氢燃料电池车。

虽然三元锂电池在当前的新能源车型储能单元中占据了主流态势，但其能量密度理论上限仅为300Wh/kg，而氢燃料电池的理论上限高达1万-2万Wh/kg，比汽油的能量密度还要高，可以说，燃料电池将完全解决电动汽车的续航问题，有望成为未来最有潜力的电池形式之一。

氢是地球上储量最丰富的元素之一，可以说是取之不尽，用之不竭。而且氢燃料电池在将氢气和氧气通过质子膜催化后逆电解发电时，仅有清洁的水排放，没有任何污染排放，因此氢燃料电池被认为是终结清洁能源。

日本占据产业先导地位

我国与之尚有较大差距

日本是燃料电池技术最为领先的国家，早在1992年，丰田就开始研发氢燃料电池技术，至今已申请了5000余项关于氢燃料电池技术的专利，目前丰田氢燃料电池电堆成本已经比10年前下降了80%。而在加氢站建设方面，全日本已有100余座加氢站投入运营。

众所周知，日本是一个资源匮乏的国家，相比靠供电网络充电的普通电动汽车，氢燃料电池汽车更适合日本的国情。基于国家能源战略角度出发，日本新能源和产业技术综合开发机构计划至2040年在日本普及氢燃料电池车。

我国的燃料电池产业的起步较晚，研发技术相对落后，在氢燃料电池上发展上仍处于探索起步阶段，在大规模制氢、氢气供给系统、系统安全等方面都还存在较大困难。

▲大连新源动力

目前国内具有完全自主知识产权的燃料电池电堆主要由大连新源动力提供，但在寿命方面，国产电堆寿命为几千小时，国外已经达到上万小时，技术成熟度仍有较大差距。在催化剂、质子交换膜、碳纸、空压机、氢循环泵等关键材料和零部件方面，中国与国外水平相比仍存在较大差距，有能力配套的企业较少，很多关键技术被国外企业垄断。

在整车制造方面，2017年全国燃料电池商用车产量为1226辆，其中产量最大车型为物流车，物流车产量最大企业为东风公司，普通客车产量最大企业为上汽大通，公交客车产量最大企业为佛山飞驰。

在加氢站建设方面，国内目前投入使用的加氢站仅有8座，分别位于北京和上海、大连、佛山等地。可以说我国在燃料电池汽车领域与日本尚有较大差距。

目前我国已将氢燃料电池汽车列为重点支持领域，2016年工信部组织制定的《节能与新能源汽车技术路线图》明确提出2020年实现5000辆级规模在特定地区公共服务用车领域的示范应用，建成100座加氢站。2017年上海市发布的《上海市燃料电池汽车发展规划》提出，2020年将在上海范围内建设5-10座加氢站。