豐田Mirai是一種氫燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV），它的電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)和牽引電池使得駕駛感覺與普通電動(dòng)車輛非常相似，而加氫則延續(xù)了5分鐘的加油站加油經(jīng)驗(yàn)。豐田計(jì)劃將氫燃料電池規(guī)模化量產(chǎn)。
豐田汽車公司正在加大對(duì)氫燃料電池汽車的投資，并設(shè)計(jì)出成本更低、面向大眾化市場(chǎng)的乘用車和SUV，還會(huì)將該技術(shù)推向公共汽車和卡車，以實(shí)現(xiàn)燃料電池技術(shù)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
同時(shí)，豐田也在加快步伐對(duì)燃料電池車Mirai進(jìn)行改進(jìn)，下一代Mirai有望于2020年之后的幾年里推出。豐田希望能以此證明，某些汽車制造商和一些專家稱“燃料電池車無法商業(yè)化”的論調(diào)是錯(cuò)誤的。
分階段推出燃料電池SUV、商用車
傳奇車型普銳斯——世界首款“環(huán)境友好”的混合動(dòng)力汽油車，由豐田在20世紀(jì)90年代大規(guī)模量產(chǎn)。如今，豐田則希望能通過降低成本來推廣燃料電池汽車，并且對(duì)此信心滿滿。
“我們將從限量生產(chǎn)轉(zhuǎn)向大規(guī)模生產(chǎn)，并減少如鉑等昂貴材料的用量，使系統(tǒng)更加緊湊和強(qiáng)大，”Mirai首席工程師田中良和說道。
“我們將在燃料電池卡車中盡量多地使用現(xiàn)有量產(chǎn)乘用車的零件和其它的模塊，”豐田燃料電池項(xiàng)目新業(yè)務(wù)規(guī)劃經(jīng)理大田育生說：“ 否則，我們無法看到大規(guī)模生產(chǎn)的好處。”
據(jù)知情人士透露，豐田汽車公司計(jì)劃從2025年左右開始分階段推出其它燃料電池車型，包括一系列SUV、皮卡和商用卡車車型。豐田雖然未公布具體的未來產(chǎn)品開發(fā)計(jì)劃， 但其已經(jīng)在現(xiàn)有車型基礎(chǔ)上開發(fā)了小型運(yùn)輸車和大型運(yùn)輸卡車的燃料電池原型車。
幾乎世界上的汽車制造巨頭都在研發(fā)代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油汽車的新能源汽車，比如特斯拉公司從頭開發(fā)了一款純電動(dòng)半掛卡車。但是目前生產(chǎn)燃料電池車的僅剩豐田、本田和現(xiàn)代等。此前雷諾-日產(chǎn)、戴姆勒、福特三家企業(yè)共同研發(fā)商用化燃料電池車的合作已經(jīng)終止。
氫或?qū)⒊蔀?00年后的關(guān)鍵清潔能源
早在上世紀(jì)90年代開始，豐田就開始研發(fā)燃料電池汽車，因?yàn)樵摴鞠嘈牛诮窈蟮?00年，氫能源將是一種主要的清潔能源。2014年上市銷售的Mirai是世界上首款量產(chǎn)的燃料電池汽車，但是價(jià)格非常高昂，政府補(bǔ)貼前的售價(jià)高達(dá)60000美元。而且由于加氫基礎(chǔ)設(shè)施的限制，目前全球僅售出約6000輛。
LMC Automotive預(yù)測(cè)燃料電池汽車在2027年僅可能占到全球乘用車銷量的0.2%，而電池電動(dòng)車則為11.7%。國(guó)際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，即便到2040年，燃料電池汽車存量仍將少于純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力車。
但熟悉豐田計(jì)劃的人士表示，隨著包括中國(guó)在內(nèi)的更多國(guó)家熱衷于燃料電池技術(shù)，豐田汽車認(rèn)為未來需求將會(huì)增加。 該公司還將燃料電池汽車視為對(duì)抗如鈷等電動(dòng)車電池材料稀缺的解決方案。
今年5月，豐田還宣布計(jì)劃在2020年之后將燃料電池車的銷量從目前的每年約3000輛擴(kuò)大至3萬輛以上，同時(shí)增強(qiáng)關(guān)鍵零部件燃料電池包和高壓儲(chǔ)氫罐的產(chǎn)量。豐田合成也參與了高壓儲(chǔ)氫罐的生產(chǎn)制造，投入了月120億日元新建工廠。
如何降低成本？
目前，Mirai在豐田市的一家工廠手工組裝，13名技術(shù)人員將部分建造的單元推入裝配區(qū)進(jìn)行詳細(xì)檢查。 這個(gè)過程每天只能生產(chǎn)6.5輛汽車，在豐田國(guó)內(nèi)日均產(chǎn)量（所有車型）約13400輛中，只是微不足道的一小部分。
戰(zhàn)略分析公司（Strategic Analysis Inc）分析了包括Mirai在內(nèi)的燃料電池汽車的成本，估計(jì)豐田汽車每件燃料電池堆的成本約為11000美元，是目前燃料電池汽車最昂貴的部分。豐田一直在擴(kuò)充產(chǎn)能以改變這種狀況，如果每年生產(chǎn)3萬輛燃料電池汽車，規(guī)模效應(yīng)將使每個(gè)燃料電堆的成本降低到約8000美元。
如果燃料電池組只用于Mirai車型，那么降低成本是非常困難的。但通過在不同級(jí)別車型上使用通用零部件就可以降低成本。 豐田汽車已經(jīng)開始在其它車型上使用為Mirai開發(fā)的零部件，例如燃料電池堆已經(jīng)用在 了在加利福尼亞州試驗(yàn)的Kenworth貨運(yùn)卡車上。今年3月在日本開始運(yùn)行的Sora燃料電池巴士以及豐田和7-11超市合作，將于2019年開始運(yùn)行的貨運(yùn)卡車也使用了Mirai的燃料電池組。
Mirai的高成本很大程度上是因?yàn)槿剂想姵亟M中昂貴材料的使用，例如鉑、鈦和碳纖維等在燃料電池和儲(chǔ)氫系統(tǒng)中的使用是很普遍的。工程師們已經(jīng)在通過提高鉑催化劑的效率來降低鉑的用量，催化劑是這塊370層的燃料電池的關(guān)鍵部件，它可以大大提高氫氧反應(yīng)的效率，而這一化學(xué)反應(yīng)是燃料電池中電流的來源。
“我們已經(jīng)能夠在降低鉑的用量10%~20%的情況下使燃料電池達(dá)到同樣的性能，”豐田旗下催化劑研發(fā)公司Cataler Corp的工程師告訴記者。
根據(jù)現(xiàn)在豐田燃料電池每單元使用大約30g鉑的用量來看，戰(zhàn)略分析公司估計(jì)，通過縮減鉑的用量，豐田大約每個(gè)燃料電池組可以降低約300美元的成本。
