丰田汽车社长：未来不只是某一种车型，氢燃料汽车是关键

丰田汽车社长：未来不只是某一种车型，氢燃料汽车是关键

2017年12月18日，丰田发布电动化车型计划。丰田宣布，到2020年将推出10款纯电动车型；到2025年，其所有车型都将配备电动版本；到2030年，公司整体销量超过1000万辆的汽车中至少有一半是新能源汽车。其中，纯电动汽车销量将超过100万辆。

此举被外界解读为“这家热衷于氢燃料电池汽车的公司终于在全球趋势和某些特定地区的法规上做出了妥协”——根本不存在。

事实上，支撑上述计划的一个重要元素就是氢燃料电池汽车。

丰田汽车总裁丰田章男表示：“当人们问我未来 10 年、20 年或 30 年我会开什么样的汽车时，我总是回答，肯定不会只是某一款车型。”这是丰田未来非常关键的一部分。”

这些言论注定了丰田绝不“妥协”，为公司多元化的电动化​​战略定下了基调。

将氢燃料电池汽车作为最终的环保愿景并不是丰田突然得出的结论，而是有更深层次的原因。

对于81岁的丰田来说，出生在日本这个石化能源有限的国家，既是祸也是福。稀缺的能源储备让包括丰田在内的许多日本汽车制造商在几十年前就预见到了未来的能源形式。因此，丰田探索混合动力领域的意识在保护环境、维持社会可持续发展方面走在世界前列。

几十年来，日本主要依靠核电发电，但2011年福岛核电站核泄漏事件迫使日本政府缩减核电发电规模。此后，日本的电价不断上涨。显然，不依赖石油和电力的氢燃料电池汽车更符合日本市场的需求。理论上，它们也可以解决日本石油和电力造成的能源危机。因此，清洁、高效、可本地生产的氢能源自然成为日本的首要能源目标。

另一方面，从技术角度来看，目前热门的插电式混合动力和纯电动汽车的技术门槛远低于需要精确功率控制策略的油电混合动力汽车。丰田深耕20多年的燃料电池技术，也依赖于其在油电混合动力领域的技术积累，已有40多年的研发历史。

在丰田内部一份题为《混合动力普及后的下一个挑战》的PPT中，明确指出丰田的FCEV“仅”20年就能从研发到量产，很大程度上依赖于混合动力技术。积累。

与此同时，认为丰田是电动汽车领域薄弱环节的刻板印象是错误的。在丰田官网上，其首款量产纯电动汽车的时间线下，清晰地标注着“1992年”。

按照技术门槛从低到高排列，分别是PHEV/EV（插电式混合动力/纯电动汽车）、HEV（汽油混合动力汽车）、FCEV（燃料电池汽车）。

虽然目前国内新能源汽车市场以纯电动汽车为主，但对氢燃料汽车的研究并没有停止。

在2017年第二届国际燃料电池汽车大会上，科技部部长万钢指出，“氢燃料电池技术创新正在成为全球能源技术革命的重要方向和各国未来能源战略的重要组成部分”在汽车能源领域，氢燃料电池被认为是实现汽车使用过程中“零排放”和全生命周期“低排放”的重要技术方案，是未来汽车技术竞争的制高点。行业。”

丰田涉足燃料电池汽车20多年来，其关注点不仅仅局限于车辆本身，还涵盖氢的生产、储存、运输、基础设施等各个方面。丰田的最终愿景并不局限于汽车行业，而是建设一个多种能源共存的社会。

打造氢燃料电池汽车的目的很简单，就是清洁、安全、高效。

从最初的制氢开始，最简单的方法就是电解水。水+电=氢+氧+热。太阳能、风能和海洋能也可以通过电力生产氢气，并利用氢气作为中间能源载体来调节和储存转换后的能量。

煤炭是中国的主要能源形式，也可以通过焦化或气化方法制取氢气。此外，天然气和轻油制氢也被认为是一种可行的方法，其反应式为：CH4+H2O→CO+H2。

除上述方法外，还有相应的从动物粪便和生活垃圾中提取氢气的方法。因此，氢能非常容易获得。

从安全性上来说，普通氢气具有挥发性、不爆炸性，运输过程中风险很小。压缩后放入“储氢瓶”中，电磁阀、安全阀、溢流阀、热熔塞、手动截止阀、温度传感器、压力传感器等辅助安全装置不仅能有效解决储氢问题氢气泄漏，还可以大大降低汽车剧烈碰撞时发生氢气爆炸的可能性。

以丰田的 Mirai 燃料电池汽车为例。车内的两个储氢瓶可承受700个大气压（1个大气压为1.01*10^5 Pa）。

氢燃料电池汽车感知到火灾的威胁，可以在极短的时间内立即喷出氢气。这种非常高压的状态可以产生灭火效果。

效率方面，氢燃料电池的能量转化率为85%，比目前世界最高内燃机效率41%（丰田和马自达都能达到）高出一倍多。

对于丰田来说，氢不仅可以用于燃料电池汽车，还可以用于构建氢动力低碳社会。

2017年10月，丰田汽车公司新业务企划部部长秦志道做了题为《打造低碳氢能供应链——区域一体化可再生能源生产和本地消费》的报告。详细介绍了丰田与日本环境省、神奈川县政府、日本环境技术研究院等机构“利用氢能构建低碳社会”的实证实验。

该实验在横滨市和川崎市进行。具体氢气的生产、储存、运输和使用流程见下图。

从横滨风力发电站获得的电力参与水电解反应，将氢能储存在特定的储氢罐中，并通过简单的充氢车为京滨沿海地区的燃料电池叉车提供能量。

在该示范项目中，叉车用于果蔬市场、冷库仓库和物流仓库之间的货物流通。

上述项目是丰田构建基于氢燃料的低碳社会的尝试，主要服务于商业领域。

在乘用车领域，丰田做了很多尝试和改进，才推出了如今家喻户晓的Mirai氢燃料电池汽车。

丰田于1992年开始研发，1996年发布首款FCEV，并于2002年率先在北美市场销售丰田FCHV车型。2014年12月量产上市的Mirai是丰田的“第五款”燃料电池模型。

丰田官方对该车燃料电池系统的描述提到，“该车采用了以公司自主研发的‘丰田燃料电池组’和高压储氢罐为核心的燃料电池技术，以及混合动力技术。”丰田燃料电池系统（TFCS）'”。

它再次强调，燃料电池汽车源自混合动力电动汽车（HEV）。这在一定程度上解释了为什么目前专门从事插电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（EV）的企业很难快速攻克燃料电池汽车。

关于MIRAI，我们先从它的名字说起，在日语中是未来的意思。 MIRAI这个名字含有“为了汽车、地球、我们的子孙的未来”的含义。

MIRAI的燃料电池系统组件从前到后排列为：动力控制单元、电动机、升压转换器、燃料电池、高压储氢罐（大）、驱动电池、高压储氢罐（小） 。

通过汽车前进气格栅吸入的空气与高压储氢罐中的氢气发生化学反应（H2+1/2O2=H2O），产生水和电。来自燃料电池堆的电力和来自驱动电池的电力驱动电机，使车辆能够移动。同时，驱动电池（镍氢电池）除了在加速时提供辅助能量外，还可以在减速时存储回收的能量。

燃料电池作为MIRAI的重要组成部分，是这款车的核心技术之一。与丰田2008年开发的上一代电池组相比，新型燃料电池堆的体积功率密度提高了2.2倍，从1.4kW/L（0.83kW/kg）提高到3.2kW/L（2.0kW/kg）。千克）。同时，电池组从64L减少到37L，重量从108kg减少到56kg。

在系统中，升压变压器一般不会在工作原理中描述，但其作用却不容忽视——从比输入电压更高的电压获得输出的装置。该装置是一种小型、高功率、大容量的变压器，可以将燃料电池堆的电压提高到650V。

MIRAI目前续航里程为700公里（JC08模式），最高车速为175km/h，电机最大功率为113kW，峰值扭矩为335牛米。

得益于采用碳纤维增强塑料层状结构的储氢罐，MIRAI具有更好的储氢性能。同时，其充电效率也提升至3分钟即可充满。

MIRAI还可以为建筑物内的空调、冰箱、电视等电器供电，最大输出功率为9kW，蓄电容量为60kWh。

目前，全球量产的燃料电池汽车只有丰田MIRAI、本田、现代ix35 FCV这三款。

仅从性能上来说，本田的新款燃料电池车与MIRAI处于同一水平，而现代的ix35 FCV则相对落后。不过，后者在2017年上海车展上展出的燃料电池概念车声称，量产后续航里程将达到800公里，超越了目前的续航里程。未来和。

虽然性能看似相似，但从系统布局就能看出三大车企理念的差异。 ix35 FCV和ix35 FCV都将燃料电池和电机集成在汽车前部，而MIRAI则将燃料电池安装在汽车地板下方。

根据本田官方的描述，该布局未来可以更轻松地演进PHEV和EV车型。 MIRAI的发展理念是专注于特种车辆和研究。

丰田（中国）执行副总裁董长征曾表示，“今天的普锐斯可能就是明天的MIRAI”。前者被认为是全球油电混合动力汽车的启蒙典范。如今，丰田也试图通过MIRAI引领燃料电池汽车行业。

无独有偶，在随后的一次活动中，丰田先进技术实验室的首席检查官也表达了类似的观点。他表示：“丰田的FCEV绝不是丰田的一个孤立的研究单位，它在内部结构上可以说与丰田的HEV车型非常接近。如果外界认可丰田的HEV技术，从技术角度来看应该是这样的。” FCEV 汽车的认可度如何？”

然而，即使氢燃料电池汽车具有环保、高效、安全等特点，但它仍然会遇到其他新能源汽车在推出时遇到的同样问题——基础设施和成本。

目前，MIRAI的成本已比2008年降低了95%，而丰田的最终目标是将其成本降低到2008年的1%。至此，MIRAI截至目前的总销量约为3000台。

经过在日本和北美市场的小试，丰田希望将这款终极环保车型推广到中国这个全球最大的汽车市场。中国市场的表现将很大程度上影响丰田能否实现“2020年生产3万辆MIRAI”的目标。

2017年10月30日，丰田汽车在常熟市山塘街55号启动氢燃料电池汽车MIRAI在中国的实证实验，并建成丰田汽车在中国的首个加氢站。

与2006年普锐斯进入中国时国人对“混合动力”的陌生相比，现在丰田MIRAI也作为新技术载体进入中国。

不同的是，MIRAI的价格比12年前的普锐斯更实惠；当时国内对于氢燃料电池汽车的政策也比油电混合汽车更加友好。

上海、北京率先出台政策，开始为燃料电池汽车产业奠定“基础”。

今年9月，上海市科委发布《上海市燃料电池汽车发展规划》，制定了近期、中期和长期目标，推动我国燃料电池汽车商业化发展。短期目标（2017-2020年）阶段，建设5-10个加氢站和2个客车示范区，运营规模3000辆，积极推进燃料电池客车、物流等车辆试点；中期目标（2021-2025年），建成加氢站50座，乘用车不少于2万辆，其他特种车辆不少于1万辆；远期目标（2026-2030年）是实现上海燃料电池汽车全产业链年产值突破3000亿元。推动燃料电池产品在全国范围内多元化应用。

在世界其他国家，氢能也成为全社会努力建设的产业。例如，日本预计2018年将建设120座加氢站，德国将在2030年建设超过1000座加氢站。

日本是氢燃料电池汽车的发源地。今年3月，丰田牵头包括3家汽车公司、5家基础设施公司和2家金融机构在内的共计11家公司成立了日本加氢站网络公司（JHyM）。

目前，越来越多的汽车制造商开始意识到氢燃料电池汽车的市场前景，但丰田在这一领域的独特优势体现在其高于竞争对手的战略定位——创建氢能源社会。

这个概念一旦提出，无论其追随者如何努力将其商业行为贴上“创造可持续发展社会”的标签，他们都不再有能力产生共鸣。

在氢燃料电池汽车乃至氢动力低碳社会建设这个话题上，追随者的出发点一定与丰田有很大不同。