电驱动的终极方案 看日本如何玩转氢能源车

3 日本车企的氢能源电池车发展 社会正向电气化/氢气化转型，车辆的电动化进程也越来越快，氢气是实现低碳社会的有效能量载体。在日本政府的鼓励下，日本车企如丰田、本田等都氢能源汽车的研发中加快了步伐…
新能源的未来已至：丰田Mirai 丰田Mirai （ 查成交价 | 车型详解 ）一如其名字一样，是为未来而来的一款划时代新能源车，代表着未来交通工具能源发展的方向。Mirai采用的氢燃料电池（Hydrogen Fuel Cell）是一套将氢气和氧气蕴含的化学能经过电化学反应直接转换为电能的发电装置。

然而氢的制造储存，电堆的寿命和性能阳极材料、质子交换膜、催化剂的材料，系统的耐久和可靠都是难点。也是因为难，Mirai的量产才如此令人佩服。Mirai有两个碳纤维制的氢气瓶，最大容积122.4L，70MPa的存储压力下可以存储5kg氢气。

Mirai的驱动功率大部分直接来自于燃料电池电堆（即是功率跟随），动力系统配备的锂电池用于FCV反应堆电能暂储、制动回收电能储存，更可与FCV反应堆同时为驱动电机供能。Mirai充一次氢气仅需3-5分钟，即可恢复483km续航里程。

阻碍氢燃料电池车发展的最大因素就是“钱”。Mirai在日本售价为723.6万日元（约合人民币44.2万元），除去各种税费减免，用户也需支付498.3万日元（约合人民币30.4万元）才能把Mirai开回家，这个价格能在日本买到 皇冠 2.0T了；美国售价为57500美元（约合人民币39万元），这个价格能在美国买 雷克萨斯RX 450h了。

丰田官方发言人透露，最终在2020年，大规模量产后，成本有望降到20万元这个普通家庭能够勉强能够到的价位，但也依然困难重重。加氢站的建设离不开各个国家的基础设施的支持和投资。另外大批量制氢的技术还不理想，成本更是不低。

另外不得不提到的一点，丰田已经宣布将会在全球范围内开放5680项有关氢燃料电池技术的专利，其中包括丰田Mirai的1970项技术，放期限到2020年底为止。丰田开放专利的目的是希望企业界接受丰田的技术标准，形成事实上的统一标准，以降低技术风险。

本田Clarity紧随其后 注重氢燃料电池汽车的精细化发展 本田以“制造”、“使用”、“连接”为 理念 ，正致力于开发实现氢气社会的技术。2016年3月发售了FCV“CLARITY FUEL CELL”。为普及燃料电池车，降低成本、建立品质技术以及完善基础设施将是亟待解决的问题。

本田估算下一代汽车削减CO²排放的可能性如下： 可再生能源发电产生的电力驱动小型BEV实现CO²零排放； 利用太阳能将水电解为氢气与氧气，驱动FCV “FCX Clarity”实现CO²零排放。本田计划到2030年，将销量的2/3替换为PHEV、HEV、FCV以及BEV等零排放车辆。

作为针对氢气社会的开发理念，以使用氢气、具有终极清洁性能的FCV为中心，将一体式氢气站SHS ( Smart Hydrogen Station) 与外部供电逆变器Power Exporter 9000连接使用。本田从1996年起开启基础研究，历经20年，终于完成了FCV Clarity、SHS、Power Exporter 9000等的研发。
1.启动出租车路试
为更多人提供观察FCV、试乘FCV的机会，使人们切身感受到FCV的优势。研究FCV在出租车行业的影响，并反映至今后的开发中。目前在日本国内的投放情况是日野交通 (神奈川县) 1辆、大宫汽车 (埼玉县) 1辆、帝都汽车交通 (东京都) 2辆、仙台出租车 (宫城县) 2辆。

2.氢燃料电池战略路线图
在日本国内，根据政府主导的氢气/燃料电池战略路线图，推进FCV的投放、以及氢气基建的完善。2025-2030年期间，将完善氢气站，并开始自主扩大规模。首先以4个大城市为中心，集中完善氢气站，随后推广至二三线城市、甚至全国。2025年前后，日本政府将重点参与其中，构建普及FCV的社会基础。
氢能源汽车发展规划 阶段 目标 第一阶段 扶持FCV的应用 (2015～2020年前后) 氢气基建：削减氢气站成本、扩大数量 (2015～2020年前后) 第二阶段 氢气发电：实证测试 (2015～2030年前后)、正式开展 (2030年～) 大规模氢气供应：利用海外原料制造氢气，运输试验 (2015～2025年前后)、正式开展 (2030年～) 第三阶段 无CO2氢气：CCS (Carbon dioxide Capture and Storage，碳捕获与储存)、采用可再生能源的氢气制造试验 (2015～2030年前后)、正式开展 (2040年～) 丰田燃料电池卡车欲为基础设施发展带来收益
由于加氢站建设成本太高，发展滞后，在加氢站数量有限的情况下，有目的、有节奏的点对点运输是最为合适的选择。因此，日本将氢能源汽车发展方向的思考，转向了为基础设施服务，打造FCV卡车成为优先项。

以目前用户数量来看，很难将氢站视为盈利性事业，仅依靠补助金很难增加数量。而将氢站作为盈利性事业对实现氢气社会至关重要，日本将目光锁定在了7-11便利店。2017年8月，日本丰田汽车公司签订了店铺及物流中节能、减排研究相关的基本协议书，在东京都内的2区域上开始实施。

为此，丰田汽车还专门制造了两辆具备冷藏和冷冻功能的FC卡车，FC卡车的氢气储存量是轿车MIRAI的1.5倍以上，且每天氢的使用量很大。7-11便利店的FC卡车对氢能源的使用量相当于普及30辆MIRAI的效果，无形中增加了氢基础设施的利用次数。

引入氢燃料电池摩托车
2018年12月28日，日本国土交通部宣布，将修改部分规定道路运输车辆安全标准的告示，以引入氢燃料电池摩托车。氢燃料电池摩托车的新标准是：当倒地等情况发生时，氢燃料电池摩托车能防止对氢容器表面造成严重损坏甚至是破裂，要有一定的缓冲性和耐擦性。

另外，在发生碰撞事故产生加速度时，氢容器要求被固定在车辆上，防止氢容器脱离车辆。此外，氢燃料电池摩托车在运行容器安全阀时的氢气释放方向，要求为在车辆正立状态下向垂直向下释放，以使周围的人能够判断氢气排出方向。
结 氢能源车或成电驱动车终极解决方案 当我们放眼一个10年，对于汽车来讲是两个 世代 更替，而对于人类在能源革命上的探索，不过历史的一瞬。新能源车是个不断在扩充的天量市场，可以容纳下众多的产品。百花齐放，胜过孤注一掷。从目前技术发展和实用化水平看，纯电动汽车虽然性能上不占优势，但是实用性和普及性上是领先于氢燃料电池车的，但今后谁能真正领先新能源汽车领域，还要看最终技术进步和实用化的最终比拼结果。（文： 韩蕊）
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3 日本车企的氢能源电池车发展 社会正向电气化/氢气化转型，车辆的电动化进程也越来越快，氢气是实现低碳社会的有效能量载体。在日本政府的鼓励下，日本车企如丰田、本田等都氢能源汽车的研发中加快了步伐…
新能源的未来已至：丰田Mirai 丰田Mirai 一如其名字一样，是为未来而来的一款划时代新能源车，代表着未来交通工具能源发展的方向。Mirai采用的氢燃料电池（Hydrogen Fuel Cell）是一套将氢气和氧气蕴含的化学能经过电化学反应直接转换为电能的发电装置。

然而氢的制造储存，电堆的寿命和性能阳极材料、质子交换膜、催化剂的材料，系统的耐久和可靠都是难点。也是因为难，Mirai的量产才如此令人佩服。Mirai有两个碳纤维制的氢气瓶，最大容积122.4L，70MPa的存储压力下可以存储5kg氢气。

Mirai的驱动功率大部分直接来自于燃料电池电堆（即是功率跟随），动力系统配备的锂电池用于FCV反应堆电能暂储、制动回收电能储存，更可与FCV反应堆同时为驱动电机供能。Mirai充一次氢气仅需3-5分钟，即可恢复483km续航里程。

阻碍氢燃料电池车发展的最大因素就是“钱”。Mirai在日本售价为723.6万日元（约合人民币44.2万元），除去各种税费减免，用户也需支付498.3万日元（约合人民币30.4万元）才能把Mirai开回家，这个价格能在日本买到 皇冠 2.0T了；美国售价为57500美元（约合人民币39万元），这个价格能在美国买 雷克萨斯RX 450h了。

丰田官方发言人透露，最终在2020年，大规模量产后，成本有望降到20万元这个普通家庭能够勉强能够到的价位，但也依然困难重重。加氢站的建设离不开各个国家的基础设施的支持和投资。另外大批量制氢的技术还不理想，成本更是不低。

另外不得不提到的一点，丰田已经宣布将会在全球范围内开放5680项有关氢燃料电池技术的专利，其中包括丰田Mirai的1970项技术，放期限到2020年底为止。丰田开放专利的目的是希望企业界接受丰田的技术标准，形成事实上的统一标准，以降低技术风险。

本田Clarity紧随其后 注重氢燃料电池汽车的精细化发展 本田以“制造”、“使用”、“连接”为 理念 ，正致力于开发实现氢气社会的技术。2016年3月发售了FCV“CLARITY FUEL CELL”。为普及燃料电池车，降低成本、建立品质技术以及完善基础设施将是亟待解决的问题。

本田估算下一代汽车削减CO²排放的可能性如下： 可再生能源发电产生的电力驱动小型BEV实现CO²零排放； 利用太阳能将水电解为氢气与氧气，驱动FCV “FCX Clarity”实现CO²零排放。本田计划到2030年，将销量的2/3替换为PHEV、HEV、FCV以及BEV等零排放车辆。

作为针对氢气社会的开发理念，以使用氢气、具有终极清洁性能的FCV为中心，将一体式氢气站SHS ( Smart Hydrogen Station) 与外部供电逆变器Power Exporter 9000连接使用。本田从1996年起开启基础研究，历经20年，终于完成了FCV Clarity、SHS、Power Exporter 9000等的研发。
1.启动出租车路试
为更多人提供观察FCV、试乘FCV的机会，使人们切身感受到FCV的优势。研究FCV在出租车行业的影响，并反映至今后的开发中。目前在日本国内的投放情况是日野交通 (神奈川县) 1辆、大宫汽车 (埼玉县) 1辆、帝都汽车交通 (东京都) 2辆、仙台出租车 (宫城县) 2辆。

2.氢燃料电池战略路线图
在日本国内，根据政府主导的氢气/燃料电池战略路线图，推进FCV的投放、以及氢气基建的完善。2025-2030年期间，将完善氢气站，并开始自主扩大规模。首先以4个大城市为中心，集中完善氢气站，随后推广至二三线城市、甚至全国。2025年前后，日本政府将重点参与其中，构建普及FCV的社会基础。
氢能源汽车发展规划 阶段 目标 第一阶段 扶持FCV的应用 (2015～2020年前后) 氢气基建：削减氢气站成本、扩大数量 (2015～2020年前后) 第二阶段 氢气发电：实证测试 (2015～2030年前后)、正式开展 (2030年～) 大规模氢气供应：利用海外原料制造氢气，运输试验 (2015～2025年前后)、正式开展 (2030年～) 第三阶段 无CO2氢气：CCS (Carbon dioxide Capture and Storage，碳捕获与储存)、采用可再生能源的氢气制造试验 (2015～2030年前后)、正式开展 (2040年～) 丰田燃料电池卡车欲为基础设施发展带来收益
由于加氢站建设成本太高，发展滞后，在加氢站数量有限的情况下，有目的、有节奏的点对点运输是最为合适的选择。因此，日本将氢能源汽车发展方向的思考，转向了为基础设施服务，打造FCV卡车成为优先项。

以目前用户数量来看，很难将氢站视为盈利性事业，仅依靠补助金很难增加数量。而将氢站作为盈利性事业对实现氢气社会至关重要，日本将目光锁定在了7-11便利店。2017年8月，日本丰田汽车公司签订了店铺及物流中节能、减排研究相关的基本协议书，在东京都内的2区域上开始实施。

为此，丰田汽车还专门制造了两辆具备冷藏和冷冻功能的FC卡车，FC卡车的氢气储存量是轿车MIRAI的1.5倍以上，且每天氢的使用量很大。7-11便利店的FC卡车对氢能源的使用量相当于普及30辆MIRAI的效果，无形中增加了氢基础设施的利用次数。

引入氢燃料电池摩托车
2018年12月28日，日本国土交通部宣布，将修改部分规定道路运输车辆安全标准的告示，以引入氢燃料电池摩托车。氢燃料电池摩托车的新标准是：当倒地等情况发生时，氢燃料电池摩托车能防止对氢容器表面造成严重损坏甚至是破裂，要有一定的缓冲性和耐擦性。

另外，在发生碰撞事故产生加速度时，氢容器要求被固定在车辆上，防止氢容器脱离车辆。此外，氢燃料电池摩托车在运行容器安全阀时的氢气释放方向，要求为在车辆正立状态下向垂直向下释放，以使周围的人能够判断氢气排出方向。
结 氢能源车或成电驱动车终极解决方案 当我们放眼一个10年，对于汽车来讲是两个 世代 更替，而对于人类在能源革命上的探索，不过历史的一瞬。新能源车是个不断在扩充的天量市场，可以容纳下众多的产品。百花齐放，胜过孤注一掷。从目前技术发展和实用化水平看，纯电动汽车虽然性能上不占优势，但是实用性和普及性上是领先于氢燃料电池车的，但今后谁能真正领先新能源汽车领域，还要看最终技术进步和实用化的最终比拼结果。（文： 韩蕊）
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