中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：提起氫燃料電池汽車，或者目前唯一真正實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化量產(chǎn)的氫燃料電池車——豐田MIRAI（中文譯作“未來”），外界的態(tài)度總是有些糾結(jié)。
一方面，世界范圍內(nèi)，通用、寶馬等汽車制造商均曾大張旗鼓地宣布將只排放純凈水的FCV推向市場(chǎng)，但卻因技術(shù)、成本、基礎(chǔ)設(shè)施等問題戛然止步，從而造成消費(fèi)者對(duì)這種新能源汽車天然的質(zhì)疑。
另一方面，豐田混合動(dòng)力車?yán)鄯e900多萬輛的全球銷量、整車企業(yè)中令人側(cè)目的利潤率，以及穩(wěn)坐世界第一“老大”的頭銜，又讓人們產(chǎn)生敬畏，不敢輕易懷疑名古屋人的選擇。按照豐田的設(shè)想，從生產(chǎn)汽油車，到創(chuàng)造面向21世紀(jì)的汽車——混合動(dòng)力（HEV），再到邁入普及終極清潔能源汽車——燃料電池車（FCV），是一條必經(jīng)之路。
▲MIRAI自2015年初在日本上市到2016年10月，累積賣出2000余輛，本土銷量占一半，其余則是在美國和歐洲；私人和商公務(wù)市場(chǎng)約各占一半。
在這種曖昧的輿論環(huán)境中，MIRAI自2015年初在日本上市到2016年10月，累積賣出2000余輛，其中本土銷量占一半，其余則是在美國和歐洲；私人和商公務(wù)市場(chǎng)約各占一半。
事實(shí)上，豐田早在1992年便啟動(dòng)了對(duì)FCV的研究，2008年曾推出過一款FCHV-adv，沒有公布售價(jià)，但日租金超過一萬日元，燃料電池系統(tǒng)是高成本的主要來源。
與FCHV-adv比較，MIRAI燃料電池系統(tǒng)成本降低了95%，在日本的售價(jià)僅為723萬日元，享受政府補(bǔ)貼后只需520萬日元，與皇冠的價(jià)格相近。一輛車3～5分鐘即可加滿氫，行駛里程650公里，平均每公里所需燃料費(fèi)用7.7日元。
2014年底，豐田宣布無償公開自己的氫燃料電池專利技術(shù)，主要目的是促進(jìn)汽車行業(yè)更多企業(yè)加入到FCV的開發(fā)中，并共同推進(jìn)加氫站的建設(shè)。
一座加氫站的建設(shè)成本是5億日元（包括土地成本）。日本政府已確定大力扶持加氫站的建設(shè)和運(yùn)行，為參與公司發(fā)放補(bǔ)貼。目前，日本全國共有七十多座加氫站，到2017年計(jì)劃建成90家。
顯然，加氫站建設(shè)與FCV的推廣相輔相成。豐田汽車公司專務(wù)、MIRAI研發(fā)總工程師田中義和2016年10月26在元町工廠接受《汽車商業(yè)評(píng)論》采訪時(shí)透露，豐田的目標(biāo)是2020年，MIRAI的年銷售數(shù)字達(dá)到3萬輛，而且“未來豐田會(huì)不斷在燃料電池車方面有產(chǎn)品布局?！?
如果以目前MIRAI的市場(chǎng)表現(xiàn)看，達(dá)成3萬輛似乎有一定難度，但并非絕對(duì)。比如，產(chǎn)能是限制這款車當(dāng)下銷量的一個(gè)重要因素。MIRAI現(xiàn)在在元町工廠進(jìn)行組裝，生產(chǎn)方式接近手工打制，26名工人每天只能生產(chǎn)7輛汽車。日后這種情況將被改變，豐田將建立一條全新的生產(chǎn)線。
此外，MIRAI的成本也會(huì)進(jìn)一步降低。比如，在技術(shù)提升方面，這款車的氫燃料電池是以貴金屬鈷和鉑為催化劑，用量為“幾十克這樣一個(gè)量級(jí)”，豐田近期目標(biāo)是通過提高催化性能，將其使用量減少到一半，最終目標(biāo)則要“接近為零”，從而減少整車成本。MIRAI的鉑金使用量已經(jīng)是FCHV-adv的三分之一。
除產(chǎn)品本身和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)外，F(xiàn)CV更大的挑戰(zhàn)則在于，在與電動(dòng)車技術(shù)路線的競(jìng)爭(zhēng)中，能否贏得市場(chǎng)的認(rèn)可。盡管田中義和表示，兩者并非非此即彼，純電動(dòng)“也是一個(gè)非常好的解決方案”，但在消費(fèi)者層面，一番比較總是不可避免。
不過，去年以來氫燃料汽車領(lǐng)域出現(xiàn)了一些值得關(guān)注的細(xì)節(jié)，本田、寶馬和日產(chǎn)相繼推出了新的FCV產(chǎn)品。其中，寶馬與豐田正在合作開發(fā)氫燃料汽車，后者是目前世界上唯一獨(dú)立研發(fā)燃料電池堆和高壓儲(chǔ)氫罐的整車企業(yè)。此外，豐田、本田和日產(chǎn)也已達(dá)成協(xié)議，與能源公司聯(lián)手推動(dòng)FCV基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。這些嘗試頗耐人尋味。
以下為田中義和10月26日接受《汽車商業(yè)評(píng)論》采訪的內(nèi)容（有刪節(jié)），包含諸多有關(guān)MIRAI技術(shù)開發(fā)和豐田FCV路線的“干貨”，供君參考。同時(shí)，歡迎參與文章后的小調(diào)查，并留言您對(duì)氫燃料汽車的看法。
▲豐田汽車公司專務(wù)、MIRAI研發(fā)總工程師田中義和，曾是普銳斯插電混動(dòng)版的總工程師。
MIRAI只有4個(gè)座位，為什么不設(shè)計(jì)成5座？
《汽車商業(yè)評(píng)論》：MIRAI的運(yùn)行工況，除了燃料電池堆，還有蓄電池。在動(dòng)力輸出上，這兩種方式以哪個(gè)為主？還是有分工、配合？
田中義和：豐田的氫燃料電池車和豐田混合動(dòng)力車的原理基本上是一致的。
當(dāng)電池處于滿負(fù)荷時(shí)，燃料電池堆里發(fā)出來的電不會(huì)對(duì)電池進(jìn)行充電，在電池的電量減少到一定程度的時(shí)候，才有一部分燃料電池堆里的電在驅(qū)動(dòng)車輪的同時(shí)給燃料電池堆充電。
蓄電池里的電什么時(shí)候會(huì)供給車輪去用？通常情況下是燃料電池堆里發(fā)出的電驅(qū)動(dòng)行駛，但在需要大馬力時(shí)，加速的情況下，除了燃料電池堆之外，電池里的電也會(huì)共同作用于車輪，成為復(fù)合式的動(dòng)力來源。
MIRAI只有4個(gè)座位，為什么不設(shè)計(jì)成5座？
關(guān)于MIRAI只有4座有兩個(gè)原因：
第一，氫燃料電池堆放置在前排座椅的下方，后排座椅會(huì)控制它的位置。
第二，和后方的懸掛系統(tǒng)也有關(guān)系。如果把后懸掛系統(tǒng)以及后驅(qū)加以改進(jìn)的話，由4座變成5座是完全有可能的。但即便改成5座，后排乘客伸腿仍然會(huì)被被前面的氫燃料電池堆影響。所以，要不要變成5座不可，其實(shí)是我們面臨的一個(gè)選擇。
這種情況下，我們決定索性讓后排乘客有一個(gè)相對(duì)寬松的空間，比較好的乘坐感受，所以形成了4座設(shè)計(jì)。當(dāng)然市場(chǎng)上也有希望要5座的聲音。豐田的企業(yè)文化就是持續(xù)的改善，所以在未來新款MIRAI的開發(fā)中我們會(huì)認(rèn)真考慮這個(gè)問題。
未來的氫燃料電池車是否可以通過管理燃料反應(yīng)堆系統(tǒng)來控制動(dòng)力輸出，形成類似汽油車的不同功率版本？
MIRAI的燃料電池堆是由370個(gè)電池單元組成，如果增加電池單元，輸出功率肯定就會(huì)增加。如果把燃料電池堆平行、并列使用，就可以運(yùn)用到巴士這種車輛上。此外，還可以減少電池單元，比如我們研發(fā)的叉車就是用了84個(gè)電池單元。
所以說，只要調(diào)整電池單元的使用量就可以控制不同的功率輸出，從這方面看，燃料電池車比傳統(tǒng)汽車在功率調(diào)整方面相對(duì)更簡(jiǎn)單一些。
您也參加了普銳斯插電混動(dòng)的開發(fā)，MIRAI在開發(fā)上是否借鑒了普銳斯的一些經(jīng)驗(yàn)，如理念、成本控制等？
確實(shí)豐田氫燃料電池車的開發(fā)中應(yīng)用了很多豐田開發(fā)混合動(dòng)力車的技術(shù)，具體來講包括逆變器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、蓄電池，這些都是氫燃料電池車和混合動(dòng)力車共通的一些核心部件。
在氫燃料電池車上我們還新開發(fā)了一款升壓變壓器，把電池的電量提升到650V。650V的電壓和混合動(dòng)力車的電壓是一樣的，因?yàn)樵O(shè)置了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，MIRAI才可以應(yīng)用到混合動(dòng)力車所用的逆變器、電動(dòng)機(jī)等這些共通的部件。
采用這些和混合動(dòng)力車共通化的、標(biāo)準(zhǔn)的量產(chǎn)零部件，顯然對(duì)于降低、控制MIRAI的成本是有幫助的。
另外一方面氫燃料電池車采用的一些混合動(dòng)力核心零部件都是已經(jīng)大量生產(chǎn)的，品質(zhì)、可靠性都有保證。
MIRAI和混合動(dòng)力車零部件共享的比例大約是多少？
很難回答零部件具體占比的問題，但可以這樣理解：兩者相比，混合動(dòng)力車的發(fā)動(dòng)機(jī)變成了燃料電池車?yán)锏娜剂想姵囟?，混合?dòng)力車?yán)锏挠凸茏兂闪巳剂想姵剀嚴(yán)锏母邏簝?chǔ)氫罐，混合動(dòng)力車是雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的形式，燃料電池車是單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的形式。其他的，包括電控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電池等，燃料電池車和混合動(dòng)力車都是一樣的。
氫燃料車大規(guī)模量產(chǎn)的瓶頸是什么？
《汽車商業(yè)評(píng)論》：在開發(fā)MIRAI的過程中，最大的挑戰(zhàn)是什么？
田中義和：比較大的挑戰(zhàn)主要有兩個(gè)方面：
第一，此前豐田是沒有大規(guī)模生產(chǎn)氫燃料電車經(jīng)驗(yàn)的，而MIRAI是一款面向市場(chǎng)，真正意義上的量產(chǎn)車。這款車實(shí)際推向市場(chǎng)之后，需要面對(duì)不同的使用條件，比如各個(gè)地區(qū)的溫度變化、濕度都不同。這些外部使用環(huán)境的變化對(duì)于車輛，包括電池性能等等都會(huì)產(chǎn)生影響，我們要去評(píng)估這些變化影響，并且在量產(chǎn)過程中滿足這些變化和需求。
這在開發(fā)過程中是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
第二，豐田之前開發(fā)了混合動(dòng)力車，在使用高壓電方面具備了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，但是這次要使用氫燃料，在氫燃料的安全性方面，如何制定、并充分滿足安全的標(biāo)準(zhǔn)，讓車輛推向市場(chǎng)后能確保安全性，我們也是一邊思考，一邊進(jìn)行開發(fā)的。
目前影響MIRAI大規(guī)模量產(chǎn)的因素有哪些？什么情況下這款車可以實(shí)現(xiàn)全球化的量產(chǎn)？
目前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的瓶頸主要是兩個(gè)核心部件現(xiàn)在很難一下實(shí)現(xiàn)量的突破。
一個(gè)是燃料電池堆。燃料電池堆看起來像是一個(gè)部件，但實(shí)際是由370個(gè)電池單元組成的，這是個(gè)龐大的內(nèi)部零部件數(shù)字，目前還沒有辦法快速制造出這么多的電池單元。
另一個(gè)是高壓儲(chǔ)氫罐。從材料上講它是碳纖維增強(qiáng)塑料，需要高溫加工成型，這方面的技術(shù)不是可以馬上提升的。
我們正在這兩方面積極努力，有望在未來實(shí)現(xiàn)技術(shù)的突破。
未來燃料電池車是否會(huì)有成本大幅下降的趨勢(shì)？
大幅降低成本的可能性肯定是有的，主要取決于兩個(gè)方面：一是量化的規(guī)模效應(yīng)，形成一定量的話成本自然會(huì)降低。目前MIRAI這款車和2008年銷售的燃料電池車相比，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大幅度的成本降低，主要就是通過量化規(guī)模效應(yīng)實(shí)現(xiàn)。另外從技術(shù)進(jìn)步的角度，未來的方向肯定是開發(fā)高效、高品質(zhì)的零部件，盡可能少用貴金屬，加強(qiáng)零部件的內(nèi)部共享。
為實(shí)現(xiàn)量化生產(chǎn)，就要開發(fā)出相應(yīng)的新生產(chǎn)技術(shù)，這也需要新的設(shè)計(jì)才能實(shí)現(xiàn)。比如剛才提到燃料電池堆的370個(gè)電池單元，每個(gè)單元都是由非常薄的“膜”制造成的，制作精度非常高。370個(gè)電池單元涉及到成千上萬個(gè)“膜”，而目前的制造技術(shù)很難提升這方面的制造速度。未來如果能形成像報(bào)紙印刷似的技術(shù)應(yīng)用到制造電池模塊，電池模塊就能實(shí)現(xiàn)更大批量的制造，帶動(dòng)產(chǎn)品的量化規(guī)模，從而帶來成本的下降。
在您看來，燃料電池車推廣使用的難度在哪里？
首先，使用氫作為燃料這個(gè)想法很早就有了，最早是在“阿波羅登月計(jì)劃”的時(shí)候，氫可以作為火箭燃料。但是把它用在汽車上，是我們?cè)陂_發(fā)MIRAI的時(shí)候才有的這個(gè)想法。把氫用在汽車上而且能夠讓它高效發(fā)揮能量，這本身就是一個(gè)挑戰(zhàn)。
第二，正是因?yàn)閺膩頉]有過在汽車上用氫作燃料，所以將其市場(chǎng)化還存在很大難度，降低成本的難度也非常高。
第三，如何安全地儲(chǔ)存氫，在汽車上用氫不出問題，難度也是非常大的。
▲目前，日本全國共有七十多座加氫站，到2017年計(jì)劃建成90家。
豐田如何看待FCV與EV的路線之爭(zhēng)？
《汽車商業(yè)評(píng)論》：2016年巴西奧運(yùn)會(huì)期間，日產(chǎn)發(fā)布了一款固體氫燃料車。您如何看待氫燃料電池車的發(fā)展趨勢(shì)？
田中義和：日產(chǎn)采用的是通過乙醇分解來得到氫，這種人造氫過程本身是否環(huán)保？他們的想法和豐田不太一樣。采用生物制能，從自然材料得到的氫是環(huán)保的，這或許是日產(chǎn)的想法。
另外，通過生物制能得到的氫應(yīng)用于普通乘用車上是否可行，也還沒有得到最終驗(yàn)證。因?yàn)榘l(fā)生化學(xué)反應(yīng)得到氫，然后才能驅(qū)動(dòng)車輛行駛，而反應(yīng)時(shí)間還是挺長的。但用在商用車上，比如卡車，是可行的。
日產(chǎn)這種思路是在不需要加氫站這種基礎(chǔ)設(shè)施的條件下擴(kuò)大氫的應(yīng)用，也是不錯(cuò)的。
固態(tài)氫作為燃料，升溫需要花一段時(shí)間，所以我們考慮是否可以除燃料電池外，有一個(gè)很大的驅(qū)動(dòng)電池，在燃料電池升溫等待的這段時(shí)間內(nèi)，先用這種電池來提供驅(qū)動(dòng)力讓車輛行駛，等溫度升高之后，再由燃料電池來提供驅(qū)動(dòng)力。這類似于串聯(lián)式混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)。
不少企業(yè)都曾經(jīng)嘗試過燃料電池的道路，但很多都放棄了，轉(zhuǎn)向純電，而豐田仍在堅(jiān)持這條道路。豐田認(rèn)為未來FCV能夠打敗EV的原因是什么？
首先，豐田從未否定過純電動(dòng)的技術(shù)路線，包括插電式混合動(dòng)力，也是一個(gè)非常好的解決方案。
對(duì)豐田而言，燃料電池車在未來的競(jìng)爭(zhēng)中誰勝誰敗并不是最重要的。豐田更多關(guān)注的是面向未來的氫能源社會(huì)構(gòu)建，能夠把氫燃料的應(yīng)用推廣到全球范圍。所以，比起相互競(jìng)爭(zhēng)，豐田更愿意與大家一道去開拓這個(gè)市場(chǎng)，把氫能源在全世界更大的范圍內(nèi)加以普及。
為什么豐田能夠把氫燃料電池車做成？
作為開發(fā)團(tuán)隊(duì)，我們很相信自己，也相信氫能源的潛力，因此我們非常執(zhí)著于技術(shù)開發(fā)，再加上豐田講究造車的技能，負(fù)責(zé)車輛開發(fā)的人和負(fù)責(zé)制造開發(fā)的人共同想辦法把這款車盡快打造出來。可以說，是這種共同的信念和非常執(zhí)著的堅(jiān)持，讓我們把燃料電池車最終開發(fā)成功。
另一個(gè)原因是，當(dāng)時(shí)這款車的開發(fā)遲遲沒有完成，豐田內(nèi)部也在焦慮，甚至有批評(píng)，但是批評(píng)歸批評(píng)，整個(gè)管理團(tuán)隊(duì)出于對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)的態(tài)度，仍堅(jiān)信氫能源未來對(duì)環(huán)境社會(huì)的貢獻(xiàn)和價(jià)值?；谶@種考慮，所以燃料電池車開發(fā)中我們雖然很著急，但是從來沒有動(dòng)搖，管理層也給了很大的支持。
豐田將FCV稱為終極環(huán)保車，但技術(shù)進(jìn)步應(yīng)該是永無止境的，對(duì)豐田來說，終極之上，F(xiàn)CV之后如何再繼續(xù)在環(huán)保車領(lǐng)域有所突破？
很難講燃料電池車之后，再終極的環(huán)保車是什么，比如說，會(huì)不會(huì)有不需要充電的電動(dòng)車？
為什么說更終極的環(huán)保車很難講，因?yàn)槲磥砩鐣?huì)究竟是用電，還是用氫，這不是一個(gè)選擇題，而要發(fā)揮兩種能源各自的特長。比如EV的短板是續(xù)航里程，如果跑得更遠(yuǎn)就需要有更多的電池。小車還好，電動(dòng)巴士電池的數(shù)量就非常龐大，相對(duì)來講用氫就更有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)闅涞哪茉疵芏雀?，充滿的時(shí)間更短。而且氫能的儲(chǔ)存、運(yùn)輸，比電能有更多的優(yōu)勢(shì)。
其實(shí)，多了氫是多了能源的選擇，并非用氫還是用電的選擇題。對(duì)于車輛，我們應(yīng)該根據(jù)使用用途來區(qū)分能源形式，是不同能源發(fā)揮各自的特點(diǎn)。
