钜大LARGE | 点击量：742次 | 2021年08月18日
丰田氢燃料动力锂电池之路 对“完美”的执念
如今新能源市场可谓遍地开花，无论是新诞生的品牌还是传统车企推出的新能源产品，“新能源”这三个字在密集轰炸着我们的汽车生活。我们常说的“新能源”紧要是指纯电动或是混动车型，有关氢燃料汽车仿佛了解并不多。其实氢燃料汽车也许正是新能源发展的最终形式——因为它的反应产物惟有水。而在氢燃料动力锂电池的研发之路上，丰田汽车再次成为领先者。
所谓氢燃料动力锂电池并不是真的燃烧氢气，而是电池的一种，只不过原理和我们常说的锂离子电池等有本质差别——氢质子穿透质子交换膜与氧分子结合，在催化剂的用途下发生氧化还原反应，而被阻隔在膜外的电子要绕到电极板两端，这一过程就出现了电流，同时反应产物惟有水。
FCEV(FuelCellElectricVehicle)，即燃料动力锂电池电动汽车的简称。其实早在1893年就已经有人提出了氢燃料动力锂电池反应原理并试验证明，但在当时想要使用到汽车范畴简直是天方夜谭。直到1994年，奔驰推出了世界上第一款氢燃料动力锂电池车NECARI，但高昂的造价成为妨碍氢燃料动力锂电池车量产销售的最大问题。又过了10年，在2015年我们才等来了世界上第一款氢燃料动力锂电池量产车丰田Mirai。
为甚么说氢燃料动力锂电池也许是汽车“最完美”的动力处理办法呢?通过反应式也可以看出，氢氧在催化剂用途下出现电流和水，电流为汽车供应动能，而水就成为唯一的反应产物，同时能量转化率高又没有过多的废热产出，真正做到“零排放”。
除此之外氢燃料动力锂电池还有很多显著优点：氢是世界上最多的元素，氢气来源极其广泛并且是可再生资源;转化效率可超过50%(内燃机转化效率为10%);电池使用寿命长;加注氢气的时间短等等。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
优点突出但现阶段也有比较分明的技术壁垒。首先就是氢气站，想要普及氢燃料动力锂电池车必然要大规模建造加氢站，同时氢气运输的要求也非常严格，这方面的成本比较高;其次就是电池反应堆中的催化剂非得是贵金属——铂，暂时没有其它物质可以替代，同时对氢的纯度要求极高(99.99%)。
有关高成本以及技术壁垒，丰田给出了现阶段比较高效的处理办法，所以才有Mirai出现，丰田的FCEV之路走了20年，一路风雨终见彩虹。
丰田有关氢燃料动力锂电池车的探索从90年代就开始了，到2002年丰田就已经开始在日本、美国限量发售氢燃料动力锂电池车“丰田FCH”;2008年针对特定用户销售的“ToyotaFCHV-adv”，把一次加氢后的最大行驶里程从以往的330km提高到了830km，并且能在零下30度的低温地带启动行驶;第一款量产的氢燃料动力锂电池车是“MIRAI”，2014年十二月十五日在日本正式发售。随后，氢燃料动力锂电池巴士也在今年投入市场。
技术及成本控制上的不断冲破，推动着丰田在氢燃料动力锂电池范畴20年发展。目前在日本，MIRAI最终补贴完的售价在人民币26万元左右，这比氢燃料动力锂电池车刚刚起步阶段降低了几十倍。
丰田于2014年十二月在日本开始销售FCEV“MIRAI”，随后从2015年秋季开始将销售范围张大至美国和欧洲。年产量也从2015年的约700辆，到2016年的约2000辆，再到2017年的约3000辆，每年不断上升。
Sora拥有极简且颇富科技感的外观设计，配置LED头尾灯组，车头的FuelCellbus显示其为燃料动力锂电池车的环保身份。Sora还搭载了加速控制系统，在车辆行驶中的超速或猛然加速等不当操作系统会主动介入;此外，到站控制系统还可帮助驾驶精确地指引巴士停到正确位置。
今年三月，丰田在日本爱知县丰田市的元町厂投入20台由丰田自动织机公司加工的氢燃料动力锂电池叉车(FC叉车)，同时在元町厂新建FC叉车专用加氢站。目前，丰田在元町厂投入的FC叉车达到22台。同时丰田计划将目前使用的传统动力叉车全部更换为FC叉车，其中，到2020年左右向元町厂投入170台～180台FC叉车，其他厂也将大力导入并使用FC叉车。
丰田提出的目标是，到2020年，使其燃料动力锂电池车全球年销量达到3万辆以上。其中，在日本的月销量至少应达到1000辆，年销量至少应达到1万多辆。丰田于2014年十二月开始在日本发售燃料动力锂电池车Mirai，并计划2017年将该车的年产量提升至3000辆左右;燃料动力锂电池巴士方面，丰田计划2016年开始，以东京为中心引入燃料动力锂电池巴士，并为2020年东京奥运会及残奥会准备100多辆燃料动力锂电池巴士。
依据氢能源和燃料动力锂电池战略协会公布的“氢能源和燃料动力锂电池战略路线图”(2016年三月二十二日修订)的官方目标，到2021年三月之前建设160座加氢站、普及4万辆FCEV。JHyM基于此目标，将业务期设定为10年，首先把到2022年三月的4年时间里建设80座加氢站作为第1期目标，力求在之后持续扩建。
去年十月，丰田开始启动氢燃料动力锂电池车“MIRAI将来”在我国的实证试验。同时，丰田汽车研发中心(我国)有限公司的加氢站也同时落成。
丰田计划通过2017-2020年的3年时间，利用“MIRAI将来”针对“我国使用环境下的车辆行驶调查”、“氢燃料品质调查”、“各种品质耐久性评测”等方面进行实证试验。丰田希望通过本次实证试验项目，与政府和汽车行业共同摸索、构建“氢能源社会”的各种可能性。
写在最后：“电动化”是如今汽车行业的发展大方向毫无争议，而丰田作为先驱者和领先者，目前已经拥有非常完整的新能源产品线：包括混合动力车HEV、外插充电式混合动力车PHEV、电动汽车EV、氢燃料动力锂电池车FCEV在内的全方位“电动化”的环境技术。同时“2050战略”更是为丰田FCEV发展定下时间规划，相信随着技术的不断成熟以及国内政策环境的放开，将来FCEV也将会成为我国新能源市场上的主力军。
