豐田氫燃料發(fā)動機-豐田氫燃料發(fā)動機規(guī)劃

【太平洋汽車 評測頻道】如果您早前有留意冬奧會的新聞片段，會發(fā)現(xiàn)工作車中有大量豐田車的身影，其中，Mirai可算是其中最能吸引車迷目光的一員。作為豐田旗下首款量產(chǎn)氫燃料電池汽車，Mirai也是世界首批量產(chǎn)的氫燃料電池車。第一代Mirai于2014年在全球上市，目前全球銷量已超過2萬臺；第二代Mirai于2020年底全球上市，它搭載的氫燃料電池技術(shù)在效率和性能上均進一步革新。

如今，聽起來似乎還有些遙遠的氫燃料電池車，即將來到我們身邊。今年9月26日 廣汽豐田宣布正式引進并銷售第二代豐田Mirai（詢底價|查參配）氫燃料電池車，新車將以進口車形式銷售，售價74.8~75.1萬元。本次引進限量50輛，將于2022年末交付。首批Mirai將由北京、上海、廣州、佛山的指定廣汽豐田經(jīng)銷店開啟銷售。

對于豐田Mirai，小編一向是非常好奇的。一方面，它標(biāo)榜著氫燃料電動車的前進步伐，另一方面，它的設(shè)計取向卻竟然是日漸失傳的傳統(tǒng)日式豪華轎車，前衛(wèi)和傳統(tǒng)的碰撞，造就了這款神奇的高級轎車。

豐田Mirai是誰？

相信不少人對豐田Mirai的名字都十分陌生，因其暫時還沒有相應(yīng)的官方中文名，有些人喜歡音譯成“米娃”，但它的日文名發(fā)音“みらい”——意為“未來”。

Mirai是豐田FCV（Fuel Cell Vehicle，燃料電池車）計劃的產(chǎn)物，最早在1992年的時候，豐田就開始研究氫燃料電池汽車了，當(dāng)時受限于種種因素才沒有開發(fā)新車型，而是采用那時候成熟的汽油車平臺去改造成氫燃料電池車。

第一代Mirai于2014年上市銷售，劃時代地成為了世界上首批量產(chǎn)的燃料電池車，擁有“快充3分鐘，續(xù)航600km（NEDC工況下豐田測試值）”、“好比移動空氣凈化器，只排水不排碳”、“無懼嚴(yán)寒暢行無阻”、“避難或野營時，可作為移動應(yīng)急發(fā)電站對外供電”等商品特性。

（早在2011年東京車展，豐田就帶來了FCV-R概念車，這可算是Mirai的雛形，而在2013年東京車展，豐田繼續(xù)推出了FCV概念車，這一次的造型已經(jīng)非常量產(chǎn)版。）

（直至2014年12月15日，豐田FCV概念車基本完成了技術(shù)驗證，第一代“Mirai”在日本全球首發(fā)。）

到2019年的東京車展上，豐田則帶來了第二代Mirai的概念版，相較于第一代車型，其基于TNGA-L后驅(qū)平臺打造（也就是與雷克薩斯LS同平臺），而續(xù)航里程提升了30%，可達850km。

在2020年9月舉行的北京車展上，豐田也將第二代Mirai帶來了現(xiàn)場，讓更多國內(nèi)的消費者了解到“這才是汽車的未來”。

2020年12月，豐田汽車公司宣布，F(xiàn)CEV(燃料電池汽車)“MIRAI Ⅱ”全新?lián)Q代，率先在美國和日本上市。參考最新的官網(wǎng)資訊，第二代Mirai在日本售價為710-860萬日元（折合人民幣34.9-42.3萬元）;美國售價為4.95-6.60萬美元（折合人民幣35.9-47.9萬元）。

定位大升級 化身迷人高級轎車

誕生于2014年的初代量產(chǎn)版對于國內(nèi)車迷來講也許頗為陌生，小編的印象中也只在2017年上海車展目睹過它的身影?？偟膩碚f，初代Mirai與同時期第四代普銳斯屬同一種車身風(fēng)格，如果您對這款車稍有印象，就知道如今第二代Mirai的顏值提升有多么翻天覆地：傾斜幅度巨大的車頭擁有”瞇瞇眼“大燈和兩側(cè)嚇人的倒梯形霧燈區(qū)、高聳的車身和相對細小的車輪似乎不成比例、還有令人摸不著頭腦的尾部造型走向......您甚至一時半刻很難用兩廂or三廂來定義它。

（左為第四代普銳斯、右為初代Mirai：或者豐田當(dāng)初想讓技術(shù)新穎的Mirai顯得更親民，于是把它的定位為類似普銳斯的緊湊型家庭轎車，不過外界對此造型并沒有太買賬。來到第二代Mirai，豐田干脆來個翻天覆地的升級，直接將它變身為傳統(tǒng)日系豪華轎車，并跟15代、雷克薩斯LC、LS同享TNGA-L平臺。）

來到眼前的第二代Mirai，小編最初看到官圖的時候甚至可以用“驚艷”二字來形容，出挑的前大燈一直延伸到輪眉中間，超長的發(fā)動機蓋把乘員艙往后壓縮，這種布局現(xiàn)在看來可以說是任性的，再加上性感的轎跑式大溜背，簡直令人挪不開眼睛。本次試駕的Mirai是冬奧會退役工作車，采用較為沉穩(wěn)嚴(yán)肅的黑色車漆，如果是藍色或白色，相信更能展示這副傲人的美態(tài)身軀。

車廂裝潢精致易用 車機系統(tǒng)夠"復(fù)古"

座椅舒適性高 后排受氫罐影響大

Mirai工作原理/駕駛感受

在聊到Mirai的駕駛感受之前，我們不妨先搞清楚氫燃料電池（Hydrogen Fuel Cell）是什么、以及Mirai運作原理，其實它并不是遙不可及的高深事物，從字面意義上解讀就是使用氫作為原料的電池。

氫燃料電池的基本原理其實就是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負載到達陽極，從而產(chǎn)生出電能。對于化學(xué)是語文老師教的同學(xué)則可以簡單理解為通過氫和氧氣結(jié)合，產(chǎn)生出電能和水，其中電能就輸出供車輛使用，水則排出車外。

機械結(jié)構(gòu)上，第二代Mirai主要由4大零部件組成，其中分別為：1、燃料電池單元；2、儲氫罐；3、驅(qū)動電池；4、驅(qū)動電機。

其中全新的燃料電池單元采用了固態(tài)聚合物，體積較老款有了明顯提升，同時功率密度更高，而燃料電池DC-DC轉(zhuǎn)換器也比老款型號小21％，輕2.9kg；而最重要氫氣罐從老款的一個升級為三個，并且呈T字型布局設(shè)置在后排座椅和行李箱的下方，三個儲氫罐可裝載5.6kg氫氣（老款為4.6kg）。

而第二代Mirai的后置驅(qū)動電機可產(chǎn)生134kW（182PS）的最大功率和300N·m的峰值扭矩，最高時速達到175km/h。配合全新的電池組，可實現(xiàn)低配750km的續(xù)航；高配850km的續(xù)航，真正意義解決了以往電動車充電慢的問題，根本上做到了充氫5分鐘續(xù)航850km的表現(xiàn)。

不過，要想850km的續(xù)航表現(xiàn)，也引發(fā)了一個問題，目前我們國內(nèi)大多的加氫站只能加35Mpa的氫氣，而Mirai的官方標(biāo)定則建議在70Mpa，兩者有著較大差距，所以我們的試駕車在“滿氫”狀態(tài)表顯續(xù)航只有410-420km左右。

淺談氫燃料電池車發(fā)展

● 氫燃料電池車是移動的？

提起氫能源，相信不少網(wǎng)友都會第一時間想起"爆炸"。在我們的中學(xué)的課本中確實有提到，氫氣和其他氣體混合后點燃，容易發(fā)生爆炸；但那畢竟是在實驗室特意制造的環(huán)境下。

而在真實的氫燃料汽車上，想要爆炸那可不是那么容易，首先Mirai上的全部氫氣都是儲存在儲氫罐內(nèi)，而這種罐都是用碳纖維和凱夫拉復(fù)合材質(zhì)制作，可以抵擋輕型攻擊；同時儲氫罐還裝有止逆閥式的易熔塞泄壓閥，在車輛著火的情況下會易熔塞受熱熔化排出氫氣。

再加上氫氣本身較空氣來說更為輕，即使在泄漏后也會迅速上升，只要通風(fēng)良好，在開闊的馬路上一般不會發(fā)生爆炸危險。

（根據(jù)報道，日本曾有實驗室進行過一次“著火”實驗，分別派出了氫燃料電池汽車和汽油車在燃料泄露和著火條件下進行對比，其中3秒內(nèi)汽油車下方漏油著火，而氫氣則是迅速沖高在汽車上方著火。一分半鐘以后燃料電池汽車的明火已經(jīng)熄滅，而汽油車火勢正旺最終燒得只剩車架，由此看來氫燃料電池汽車的安全反而比汽油車還高。）

● 高昂的制氫/儲氫成本

第二代Mirai的3個儲氫罐可裝載5.6kg氫氣（老款為4.6kg），以北京地區(qū)的70MPa壓縮氫氣為例，其每kg價格為95元，以此計算，加滿一次需花費532元，按850km續(xù)航能力計算的話，新車的每公里花費約為0.62元，比起電動車來并不占優(yōu)勢。

而導(dǎo)致這樣高價格，背后最大影響還是制氫/儲氫成本。

氫元素雖然隨處可見，但是它的制取也并不容易，目前氫氣的制取主要有三種，一是石油工業(yè)的副產(chǎn)品，主要是含氫的尾氣，這是目前最主要的氫氣來源。二是利用化石能源制氫，比如利用煤或者天然氣裂解制氫，這種制氫法能耗很低，成本也不貴，產(chǎn)能還相當(dāng)可觀。三是可再生能源制氫，比如利用太陽光電、風(fēng)電、水電等，這類制氫的優(yōu)勢是絕對的環(huán)保，但是成本就比較高了。

而在存儲的過程中，目前主要分為高壓氣罐、液態(tài)罐以及固體罐，其中高壓氣罐是現(xiàn)在常見的方式，但這種方式的存儲量非常有限；而液態(tài)罐需要將其保持在-252.77攝氏度，意味著非常高昂的成本，不太現(xiàn)實。

而固體儲氫是利用固體對氫氣的物理吸附或化學(xué)反應(yīng)，將氫儲存于固體材料中。雖然固體儲氫方式安全穩(wěn)定，但是能在常溫下還原的多為鈀、銠等稀有貴重金屬，同樣不太現(xiàn)實。最好的方法就是現(xiàn)場制氫、儲氫，免去運輸過程。

同時對于建造一座于200公斤的加氫站往往成本都在1000萬元以上，如此高昂的建設(shè)成本顯然也是加氫站快速發(fā)展的最大障礙。

不過，國內(nèi)早在《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，就提到了發(fā)展氫能燃料電池技術(shù)，目標(biāo)是到2030年，燃料電池車輛保有量要達到200萬輛，加氫站數(shù)量達到1000座，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破1萬億元。對于氫能源的普及，還是有不少幫助的。

● 僅少數(shù)車企積極參與

眾所周知，目前對氫燃料汽車有研發(fā)投入的車企那是屈指可數(shù)，其中，豐田、本田、現(xiàn)代以及寶馬就是其中的佼佼者。

以現(xiàn)代汽車為例，早在2021年1月，現(xiàn)代汽車集團與廣州市廣州開發(fā)區(qū)政府簽訂投資合作協(xié)議，成立現(xiàn)代汽車氫燃料電池系統(tǒng)（廣州）有限公司，并于2月開工建設(shè)集團全球首個海外氫燃料電池系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售基地——“HTWO廣州”?？⒐ず髮⒊蔀榘瑲淙剂想姵仉姸焉a(chǎn)工廠、氫燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)工廠、研發(fā)中心和創(chuàng)新中心在內(nèi)的綜合型基地，向汽車、船舶、軌道交通、發(fā)電等領(lǐng)域拓展供應(yīng)全球領(lǐng)先的氫燃料電池系統(tǒng)。

（現(xiàn)代汽車已擁有24年的氫燃料電池研發(fā)歷史，旗下氫燃料電池SUVNexo，截止2022年9月全球累計銷量已突破3萬輛。是全球銷量最高的氫燃料電池車型之一。）

（寶馬在今年也已經(jīng)開始在位于慕尼黑的氫能技術(shù)中心生產(chǎn)燃料電池，意味著寶馬iX5 Hydrogen Protection VR6概念車將會進入限量生產(chǎn)階段。）

（自主品牌方面，長安深藍SL03氫電版也已經(jīng)在7月份上市，售價高達69.99萬，其搭載的氫燃料電池系統(tǒng)，可輸出最大功率160kW，綜合工況續(xù)航里程可達700km以上。）

寫在最后

相比起純電車型，豐田在氫燃料電池車上的投入程度可謂有過之無不及。隨著技術(shù)的成熟、基礎(chǔ)設(shè)施的配套網(wǎng)絡(luò)的不斷建設(shè)、政策的扶持等等，氫能在我們的日常交通領(lǐng)域的參與度將會漸漸提高。不過萬事開頭難，鑒于眾多技術(shù)壁壘和居高不下的制氫/儲氫成本，要想短期內(nèi)像電動車那樣迅速擴展顯然是不現(xiàn)實的。豐田作為行業(yè)巨頭，用Mirai這類的氫燃料電池車為未來量打開了一扇交通解決方案的大門，令交通工具更為多元，不得不說是美事一樁。（圖/文/攝：太平洋汽車 楊嘉臻）