【科普】让地球一身“氢”松 丰田氢燃料电池车投入量产

大家或许早已听说过油电混合动力汽车,这个由丰田汽车主导的,在当时反其道而行之的节能汽车技术经过十多年的发展早已深入人心,已被认为是汽车进化到零排放时代的一个过渡性但相当有效的方案。而在19年之后的今天,世界都在提倡节能减排,给地球“减负”,而当汽车业界无不聚焦于电动汽车,这种未来的节能环保汽车时,丰田宣布,以实现量产氢燃料电池车MIRAI,并在不久的将来推向全世界。这次丰田的选择能否再一次正确,而氢燃料汽车又是如何运作的?下文将为您一一解答。

在新技术使用方面,全球第二大汽车厂商丰田一向是敢为人先的。早在90年代初,全球汽车市场发展迅猛,西方发达国家,尤其是美国崇尚大排量和豪华汽车。丰田却敏锐地察觉到大排量汽车对环保的危害,毅然投入油电混合动力汽车研发并于1997年成功将油电混合动力技术量产到新车型普锐斯上,到2003年第二代普锐斯推出时,由于技术和产品体验已相对成熟,一时间在欧美国家掀起了一阵环保风暴,销量也从第一代的12.3万辆跃升到119.2万辆。至今普锐斯已经推出了4代,累计售出了570万辆。但是普锐斯贡献给丰田的并不单是销量,而是油电混合动力的推广。如今国内销售的丰田和雷克萨斯车型,几乎每一款都有混合动力版本。丰田在这个领域早已独步天下。

而正当业界普遍认为丰田将继续潜心开发油电混合动力的时候,2014年,丰田发布了MIRAI。MIRAI是日语“未来”的音译,显然,丰田认为MIRAI这款车代表了丰田,甚至汽车业的未来。和油电混合动力技术一样,丰田在氢燃料电池汽车领域,又至少领先了世界两年。

MIRAI最大的特点就是首次采用了丰田燃料电池系统(TFCS),将燃料电池和油电混合动力技术进行了深度整合。TFCS主要使用氢元素替代传统的燃油,而使用电动马达代替内燃机产生动力。但和丰田自家的油电混合动力相似的是,燃料电池和车轮并不是直接连接的,在燃料电池内氢与空气中的氧发生反应,此时产生的电力才用来驱动马达。利用这种方式实现的能源转换率可以高达83%。

燃料电池工作时是没有声音的,而且燃料电池内部的电解质膜工作时需要湿气,而发电时产生的水就可以循环利用,用于湿润电解质膜,这是世界上首个汽车动力用的加湿器。

MIRAI使用一个可承受强度高达70兆帕的储氢罐,大小跟传统汽车的油箱相仿,所以并不会出现油电混合动力汽车的电池占用大量后备箱空间的情形。同时参照日本JC08燃油模式测试的情况下,MIRAI的巡航里程达到了650公里,同时单次氢燃料补给只需3分钟。

氢燃料相对于传统燃料汽车,使用氢为燃料,排放物只有氢氧化合而成的水,理论上是可以实现零排放的,对于排放大量二氧化碳和各种化合物的传统燃料汽车可谓是“秒杀”。且通过丰田对于燃料电池和油电混合动力技术的整合,动力系统做功效率相对传统内燃机有了明显的提升。而相对目前大热的电动车来说,氢燃料电池车补充能量的速度对于充电动辄数小时的电动车来说是碾压性的。总之,氢燃料汽车集合了传统燃料汽车和电动车的优势,可谓前途无量。得益于丰田在油电混合动力领域的技术积累,氢燃料汽车目前已经可以正常上路行驶,这相对于其他厂商尚在襁褓中的氢燃料电池技术,丰田再一次独步天下。

但目前对于MIRAI来说,挑战还是无处不在的。首先,其价格昂贵。MIRAI在日本上市的价格约合人民币38万元,这绝对不是一个平民化的售价,对其迈向普及形成了十分严重的阻碍。其次,即使在丰田的大本营日本,加氢站也是十分匮乏的,这是氢燃料电池车最大的劣势,毕竟没有人想自己开车受到无形的区域限制。第三,氢本身是一种十分活跃的气体,极容易和氧气发生燃烧,丰田虽然使用了大量技术确保储氢罐的安全性,但对于汽车行驶和加氢时的安全情况仍有待商榷。

不过,目前来说,氢燃料电池车还是利大于弊的,而丰田在解决产能问题后,也一定会将氢燃料电池车推向世界。相信以丰田的研发实力,解决氢燃料电池车的各种问题也是时间问题。丰田给了未来的汽车发展一个新的选择,究竟以后是电动车称雄,还是氢燃料汽车笑到最后呢?我们拭目以待。