燃料动力电池时代来临，丰田Mirai全解析

2018年以来，国内燃料动力电池汽车产业进入了高速发展期，无论是北京、上海等地的相关试点政策出台，还是车展上的概念车、前瞻研究等方面似乎都预示着国内正在迈入氢动力社会。燃料动力电池汽车与目前国内炙手可热的纯电动汽车相比具有能量密度更高（单位体积下约为传统电池的7倍）、加注更快捷等优势，并且能够真正实现汽车使用阶段的零排放，从我国目前的电力结构来看，氢燃料动力电池关于环境保护的意义更是远不止减少一辆车的碳排放这么简单。丰田Mirai自2015年上市以来一直是燃料动力电池汽车行业中的标杆，在燃料动力电池产业如此火热的今天，国内汽车界关于Mirai的研究也逐渐广泛而深入。

不烧油不插电，氢动力原理解析

自2015年公布以来，Mirai就受到了全球汽车行业的广泛关注，其氢动力的概念被认为是整个汽车产业的终极发展目标。如今，在上市3年之后，国内汽车行业关于Mirai的氢动力概念已存在了一些普遍的理解和共识，在国家《中长期发展规划》、《我国制造2025》明确定位国家发展燃料动力电池的战略方向之后，国内的燃料动力电池汽车行业同样迎来了蓬勃发展，对丰田Mirai这一车型的研究也进入了高潮。

Mirai使用了液态氢作为动力能源，液态氢被储存在位于车身后半部分的高压储氢罐中。两个高压储氢罐分别置于后轴的前后两端。相比于国内热门的纯电动汽车，燃料动力电池车Mirai的最大优点在于，氢燃料添加的过程与传统添注汽油或者柴油相似，充满仅要3－5分钟，而在在JC08工况下，续航里程可达700公里，也就是说更少的充电时间及更高的续航里程，从结果上看，燃料动力电池车的应用模式几乎无异于传统汽油或柴油车。

从原理上说，燃料动力电池车的工作原理实际上更类似于目前市面上流行的混合动力汽车，其具体原理可描述为：当汽车工作时，储氢罐中的氢气进入燃料动力电池中的反应装置，与车头吸入的空气反应出现电能，电能由一套类似于混合动力车的能量分配单元分配给电机及驱动电池，从而带动驱动电机为整车供应动力，剩余能量则再次给电池充电回收。

整车关键技术，氢动力系统创新点

作为全球第一款可量产的燃料动力电池汽车，整车动力系统是Mirai的核心，也同样集成了丰田大部分的关键技术和创新亮点，同时体现了日系车一贯出色的成本控制及结构轻量化特点。整车动力系统可供应最大113kW功率及335Nm的峰值扭矩，最高车速200km／h，百公里加速约10s，足以满足日常应用。

在动力系统的关键部件上，特别是储氢系统的安全方面，Mirai配置的两个储氢罐采用碳纤维＋凯夫拉（防弹衣面料）材料，其外壳最大可承受70兆帕的压力，据丰田公布使用足以抵挡轻型武器的攻击，相比于国内普遍的35兆帕型储氢设备及加氢设施，还是领先不少。

在燃料动力电池系统方面，Mirai的燃料动力电池输出功率可达650V，发出的电能通过升压变频器的升压后供给电动机使用，从其燃料动力电池的输出功率来看，和纯电动汽车的动力锂电池系统功率相当，甚至更高，完全可以满足电动机的最大输出需求。

布局未来汽车，Mirai的相关专利研究

截至2018年，丰田汽车已在21个国家和地区、2个国际知识产权组织申请了15867件与燃料动力电池相关的专利，专利申请集中在2004到2009年；通过对丰田汽车的所有与燃料动力电池相关的专利进行专利强度分析，发现其专利强度超过90的专利有88件，涉及氢燃料动力电池控制系统、燃料动力电池堆、冷却装置、燃料动力电池制造等。其中燃料动力电池相关专利占比61％，电极及氢相关系统技术占比11．3％，在全球氢产业布局中，丰田的技术水平可见一斑。