或許這才是未來(lái) 豐田MIRAI

當(dāng)年豐田推出第一代混合動(dòng)力汽車普銳斯時(shí)，遭到不少來(lái)自外界的白眼。不少歐美車企對(duì)混動(dòng)不屑一顧，認(rèn)為HEV不過(guò)是過(guò)渡到電動(dòng)車前的權(quán)宜之計(jì)。之后的結(jié)果讓預(yù)言家們大跌眼鏡，截止到去年7月，豐田的“過(guò)渡性產(chǎn)品”全球總產(chǎn)量已超過(guò)800萬(wàn)輛，包括奔馳、通用在內(nèi)的大多數(shù)跨國(guó)巨頭，都已經(jīng)或正在加碼HEV產(chǎn)品。與百年前相比，如今汽車的性能早已不可同日而語(yǔ)，汽車行業(yè)也再度行至歷史性變遷的十字路口。科技進(jìn)步極大拓展了未來(lái)交通的可能，擺在面前的能源路徑變得更加多元，從汽油、柴油、混合動(dòng)力、電動(dòng)車直至燃料電池的路徑越多。就當(dāng)多數(shù)車企還在迷惘的時(shí)候，豐田量產(chǎn)了自己的氫動(dòng)力燃料電池車。

數(shù)十年來(lái)，諸多汽車廠商一直都在尋找這樣一種燃料，它必須容易獲取、沒(méi)有污染，最好是地球上那種取之不盡、用之不竭的資源。后來(lái)他們發(fā)現(xiàn)氫氣可以滿足以上所有的要求。然而在數(shù)十年前，研究燃料電池車的高成本以及電池技術(shù)的不成熟使得汽車廠商們不愿意在這條道路上花費(fèi)太多的精力。不過(guò)豐田汽車卻在燃料電池車的研發(fā)方面不愿放棄-并最終研發(fā)出了具有實(shí)際使用意義的氫燃料電池車——Mirai（日語(yǔ)“未來(lái)”的意思）。

一輛藍(lán)色的Mirai無(wú)聲地駛進(jìn)加油站，工作人員連接好加氫的接口——不會(huì)立刻進(jìn)行液態(tài)氫加注，系統(tǒng)會(huì)先進(jìn)行安全檢測(cè)，過(guò)一小會(huì)兒，綠色指示燈亮起，意味著可以加氫了。儀表上的數(shù)字開始起跳，大約兩分多鐘，加注完畢。儀表顯示，此次加氫1.15公斤，總計(jì)1366日元。刷卡付費(fèi)，Mirai無(wú)聲地駛離……。這不是科幻，而是位于日本愛(ài)知縣豐田市環(huán)保村里的實(shí)際場(chǎng)景。作為公認(rèn)的世界上首臺(tái)量產(chǎn)氫燃料電池車，豐田的Mirai推出以來(lái)大受歡迎——到什么程度？現(xiàn)在下定金，最快2年半以后才能提到車，最長(zhǎng)的時(shí)候，甚至要等3年！所以，如果等幾個(gè)月才能提車就算火爆的話，那么Mirai是不是火爆得有點(diǎn)變態(tài)了？

現(xiàn)在，在日本東京、名古屋這些地方，擁有一輛Mirai是讓人羨慕的事。不是因?yàn)樗幔且驗(yàn)樗砹宋磥?lái)。氫是地球上最廣泛存在的元素，可以多種渠道獲得；電的來(lái)源當(dāng)然也很廣泛，但是它難以儲(chǔ)運(yùn)，充電效率又很低，而液態(tài)氫儲(chǔ)運(yùn)方便，價(jià)格低廉，以日本市場(chǎng)的Mirai為例，折算下來(lái)，每公里燃費(fèi)不到8日元，約人民幣5毛不到，比用汽油便宜很多，更重要的是，加氫幾乎和加油一樣方便，因?yàn)樨S田已經(jīng)開發(fā)出了普通加油站改造加氫站的完整方案。此外豐田還公開了所有氫燃料電池的專利技術(shù)，這也是為了讓更多廠商參與進(jìn)來(lái)。

燃料電池堆的成本，也已經(jīng)大幅降低，同等續(xù)航里程條件下，F(xiàn)CV的成本已經(jīng)大大低于純電動(dòng)汽車。現(xiàn)在Mirai在日本的價(jià)格是700萬(wàn)日元出頭，和皇冠的高配車型相當(dāng)，算上政府200萬(wàn)左右日元的補(bǔ)貼，和20多萬(wàn)日元的減稅，也就一款低配皇冠的價(jià)格。在東京、愛(ài)知這些加氫站相對(duì)比較密集的區(qū)域，有500萬(wàn)日元的預(yù)算，買皇冠還是買Mirai？這個(gè)選擇并不難做。

更值得期待的是FCV的成本仍有進(jìn)一步下降空間，一是鉑金等貴金屬的用量還會(huì)下降，和2008年相比，鉑的用量已經(jīng)降低了2/3，將來(lái)還能再降一半：燃料電池車目前成本仍比較高的原因，主要在于機(jī)加工的難度、電解質(zhì)膜等特殊材料，隨著全新的專業(yè)化生產(chǎn)線的建成，豐田有信心使FCV的成本再降低25%，在2025年降到和普通混合動(dòng)力車相同的水平。換句話說(shuō)，雖然豐田Mirai是2014年底上市，但是真正的普及起點(diǎn)應(yīng)該是11年以后的2025年。從1997年普銳斯上市開始，豐田混合動(dòng)力全球累計(jì)銷量從0到第一個(gè)100萬(wàn)輛，整整用了10年，但從2012年起，單年銷量就已經(jīng)超越120萬(wàn)輛。如今Mirai似乎在FCV領(lǐng)域重新復(fù)制普銳斯的故事。當(dāng)然，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)辦法享受這個(gè)未來(lái)汽車，因?yàn)閲?guó)內(nèi)的加氫站一只手就能數(shù)過(guò)來(lái)。

1 燃料電池堆

豐田Mirai搭載的燃料電池堆棧是由370片薄片燃料電池組成的，因此被稱為“堆棧”，一共可以輸出114千瓦的發(fā)電功率。豐田的燃料電池堆棧經(jīng)歷了十幾年的技術(shù)優(yōu)化，形成了自己的特色結(jié)構(gòu)，比如3D立體微流道技術(shù)，通過(guò)更好地排出副產(chǎn)物水，讓更多空氣流入，有效改善了發(fā)電效率。所以整個(gè)堆棧的發(fā)電效率達(dá)到了世界頂級(jí)水平，達(dá)到了3.1千瓦/升，比2008年豐田的技術(shù)整整提升了2.2倍。

2 燃料電池升壓變頻器

由于燃料電池堆棧中每片電池發(fā)電的電壓大約在0.6V-0.8V之間，整體也不會(huì)超過(guò)300V電壓，所以為了更好驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，還需要安裝一個(gè)升壓器，將電壓提升到650V。

3 蓄電池

除了燃料電池堆棧發(fā)電之外，Mirai后軸上方布置的1.6千瓦時(shí)的鎳氫電池組也有著非常重要的作用——?jiǎng)恿﹄姵?儲(chǔ)能電池。這個(gè)電池組基本上跟凱美瑞混動(dòng)的電池完全一樣，在整車負(fù)載低的時(shí)候可以單獨(dú)用它供電帶動(dòng)車輛前進(jìn)，與此同時(shí)燃料電池堆棧發(fā)出來(lái)的啊以給電池充電，用鎳氫電池充當(dāng)一個(gè)“緩存”。

4 高壓儲(chǔ)氫罐

了解氫氣物理特性的人都清楚，氫氣跟汽油不同，常溫下氫氣是氣體，密度非常低并且非常難液化，常溫下更是無(wú)法液化，所以氫氣要安全儲(chǔ)藏和運(yùn)輸并不容易。所以氫氣無(wú)法像汽油那樣直接注入普通油箱里。豐田設(shè)計(jì)了一大一小兩個(gè)儲(chǔ)氫罐，通過(guò)高壓的方式盡可能多充入一些氫氣。以目前的主流儲(chǔ)存技術(shù)，豐田選用了700Mpa也就是700個(gè)大氣壓的高壓儲(chǔ)氣罐，類似我們常見的“煤氣罐”，只不過(guò)罐體更厚重。兩個(gè)儲(chǔ)氫罐—共的容量是122.4升，采用700個(gè)大氣壓儲(chǔ)存，也只能容納約5公斤的氫氣。所以實(shí)際上燃料的重量并不大，反而儲(chǔ)氫罐特別笨重。

電動(dòng)機(jī)

直接驅(qū)動(dòng)Mi0rai車輪的電動(dòng)機(jī)功率是113千瓦，峰值扭矩335牛米，基本相當(dāng)于一輛2.0升自然吸氣家轎的動(dòng)力水平。這臺(tái)電動(dòng)機(jī)其實(shí)就是雷克薩斯RX450h上的那一臺(tái)，可靠眭有保證。

氫氣儲(chǔ)存性能

儲(chǔ)氫罐被設(shè)計(jì)成四層結(jié)構(gòu)，鋁合金的罐體內(nèi)部襯有塑料內(nèi)膽-外面包裹一層碳纖維強(qiáng)化塑料的保護(hù)層，保護(hù)層外側(cè)再增加一層玻璃纖維材料的減震保護(hù)層，并且每一層的纖維紋路都根據(jù)所處罐身位置不同而做了額外的優(yōu)化，使纖維順著壓力分布的方向，提升保護(hù)層的效果。

多重纖維材料的組合應(yīng)用以及不同的纖維編制形式，能夠有效發(fā)揮各種纖維的物理特性，適應(yīng)不同的罐體區(qū)域的受力情況，減少了40%的纖維用量。

駕乘感受雖然豐田Mirai的整車重量超過(guò)2噸，但其低重心設(shè)計(jì)和近乎平衡的配置（氫燃料罐和FC電池堆均被置于座椅下方，前后配置比達(dá)到了近乎平衡的58：42），使得豐田Mirai的操控起來(lái)會(huì)非常平穩(wěn)。Mirai無(wú)論是車身平穩(wěn)性還是靜謐性方面都超越了高端車，駕駛感受超越皇冠。或許豐田要表達(dá)的就是未來(lái)的“買菜車”也有如今豪華車的乘坐感受。