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特斯拉锂离子电池丰田燃料动力电池混战

钜大LARGE  |  点击量:814次  |  2020年06月05日  

和明星电动汽车特斯拉相比,燃料动力电池汽车一直无法成为话题中心,直到丰田六月底公布了一款新型燃料动力电池汽车(FCV)的技术数据—从各项指标来看,它直接超越了特斯拉。


丰田供应的数据的确充满吸引力。这辆FCV的充氢时间大约要3分钟—和普通加油时间差不多;加满一次能跑700公里—这差不多是北京到上海的高速铁路一半的距离;含税价格预计在756万日元左右(约合46万元人民币)—和部分高端车型价格相当。总体来看,丰田的这款FCV的技术参数比特斯拉要高,但价格却便宜不少。就像电动汽车要充电,让燃料动力电池工作也要充氢。和纯电动汽车相同,它在行驶时不排放尾气,所以也称得上是环保车。


然而,好消息到此为止。根据丰田副社长加藤光久的说法,丰田打算今年年底开始在日本销售这款FCV轿车。不过,在其初步销售计划里,并没有包括我国市场。而且,即便要在日本本国实现燃料动力电池汽车的民用化,其面对的困难也绝对不比纯电动汽车少。


丰田从22年前就开始研发燃料动力电池汽车,直到2002年才把第一台SUV型的FCV销售出去,对象还是日本、美国的政府及教育机构。在这次新车型曝光前,汽车界曾经对一辆FCV估价1亿日元。


虽然加氢站的成本的确在降低,但在技术层面,燃料动力电池并没什么什么大的突破。日本氢供给利用技术研究组合(HySUT)设施实证部副部长山梨文德说。这是燃料动力电池汽车无法引起公众注意的原因之一。


山梨文德曾经在日本另一家汽车公司日产负责过燃料动力电池车的开发。他说,因为受到实用化普及目标的牵引,研发会集中在新增续航里程,以及和充填有关的技术上。


丰田FCV新车型的技术进步也验证了他的说法。


这几年间,丰田重要改进了贮氢罐的设计,让它的容量新增了1/5,这能让汽车一次充更多氢燃料,从而新增行驶里程。


另一个实质性的改进来自成本,FCV的贮氢罐从4个降为2个,燃料动力电池盒数量也因为采用升压组件而得以减少。这些改变,让它的组件类花销相比2008年降低了5%。而且,因为组件体积全部缩小,燃料动力电池就能塞到座位下面,丰田由此得以开发出轿车型号。


一直以来,最让燃料动力电池研究者头痛的问题就是成本。燃料动力电池汽车里使用的电池,以氢为燃料,通过和氧的氧化还原反应,把化学能转变为电能。


这是场昂贵的化学反应,因为它使用的催化剂是铂—使用铂的产品,最常见到的是白金。而假如想要为汽车用的燃料动力电池供应100千瓦的电力,至少要100克铂。目前日本市场1克白金交易价在5000日元(约合304元人民币)左右。


日本群马大学和日清纺控股公司曾联合研制出含有一定氮的碳合金,它能够起到和铂类似的催化用途。但这也不是足够便宜的原料。而除了催化剂,花费不菲的还有燃料动力电池中的电解质膜。


目前的研究者能够想到的降低成本的办法只有量产化。然而眼下,这还不是一个能够迅速带来收益的项目。


即便在丰田的FCV销售计划里,最初的日本区域销售也重要围绕着几个设置好加氢站的都市圈,比如首都圈、大阪府,还有爱知县附近。


阻碍日本加氢站建设的一大原因就是日本独特的法律法规体系。一位氢燃料动力电池实证项目(JHFC)负责人抱怨说。此前,日本加氢站建设曾经因为2005年的相关法规速度放缓,在居民区也设置了比欧美更严格的加氢压力上限。


和氢能源有关的项目总是相对敏感。加氢站的建设也涉及到多个公司、政府部门,和电动汽车的充电桩相比,安全要求也更加繁琐。


日本在2011年遭遇了东日本大地震,福岛第一特种出现事故,一部分同核能沾边的项目和组织都经历了重新审核。原子力安全保安院本来是日本掌管核能安全使用的政府机关,隶属于经济产业省之下的资源能源厅,后来改制归属于环境省所属的原子力规制委员会。这场因为行政归属引发的变动,直接影响了和加氢站相关的法规的通过速度。


这是个相当、相当长的挑战,丰田副社长加藤光久曾说道,我们做好了花掉10年,甚至20年的准备。


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