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為環(huán)保做貢獻 解析豐田燃料電池汽車Mirai

為環(huán)保做貢獻 解析豐田燃料電池汽車Mirai

【行業(yè)動態(tài)】 前些天,我有幸參加了一次豐田舉辦的極小規(guī)模的溝通會。所謂“極小規(guī)?!?,意思就是——我們終于有機會能聽到豐田在公共場合下不太方便說的東西了。按照以往,消費者對車企的認知往往就是新車上市宣傳、4S店的各種試駕、推薦等。但這一次我們能從豐田那里,看到一家大企業(yè)背負的“夢想”。Mirai是不是一個高高在上的企業(yè)形象“吉祥物”?豐田如何看待純電動汽車?

  前些天,我有幸參加了一次豐田舉辦的極小規(guī)模的溝通會。所謂“極小規(guī)?!?,意思就是——我們終于有機會能聽到豐田在公共場合下不太方便說的東西了。按照以往,消費者對車企的認知往往就是新車上市宣傳、4S店的各種試駕、推薦等。但這一次我們能從豐田那里,看到一家大企業(yè)背負的“夢想”。Mirai是不是一個高高在上的企業(yè)形象“吉祥物”?豐田如何看待純電動汽車?

  Mirai之于汽車的意義,不亞于初代iPhone之于手機

  這不是一句大話,眾所周知,Mirai是氫燃料電池車。六個字,僅僅六個字,我們上嘴唇碰碰下嘴唇的事兒。然而,當我們對Mirai大談特談、吐槽Mirai比電動車“充電”還難的時候,我們沒有想過,Mirai背后是一場轟轟烈烈的技術(shù)與產(chǎn)品的革命。

  燃料電池技術(shù),真的很難用幾句話就說清,我盡量用簡易直白的話講一講。所謂燃料電池車,其實最終驅(qū)動車輛前進的還是電動機,所以說到底燃料電池車還是電動車。但妙就妙在,燃料電池技術(shù)是把一個小型“發(fā)電站”放進了汽車里,這還不是串聯(lián)混動技術(shù)中通過發(fā)動機來“火力發(fā)電”,而是氫能源發(fā)電,最終的排放物只有水!燃料電池技術(shù)的核心就在于解決一個問題:如何讓氫氣與空氣中的氧氣平緩、持續(xù)、安全、可控地進行反應(yīng),而不是直接劇烈燃燒。

  解決的方法是,通過一層電解質(zhì)薄膜,薄膜兩邊分別是氫原子和氧原子,在催化作用下,氫原子放出一個電子,剩下的質(zhì)子通過薄膜后,與另一邊的氧原子和放掉的那個電子再結(jié)合,生成水,在這個過程中釋放能量(電能)。電能隨后被儲存在燃料電池中,供電動機做功。

  如果說2007年喬布斯掏出的iPhone是“重新發(fā)明了手機”,那么2014年11月上市的豐田Mirai就是從能源層面重新發(fā)明了汽車,其意義不單單是造出來,而且已經(jīng)開始賣了,這說明該技術(shù)的可靠性、動力與駕駛的匹配等早已通過了驗證階段,可以交給消費者使用了。事實上,豐田在1997年推出了第一代普銳斯,標志著混合動力時代的到來,但燃料電池技術(shù)的立項研發(fā)早在1992年便開始了,經(jīng)過20多年的努力,Mirai才得以面世。

  除了豐田,大眾也在燃料電池方面頗有建樹,去年的洛杉磯車展上,大眾一口氣亮相了三款燃料電池車型,分別是燃料電池版的Golf、Audi A7和Passat。不過相比之下,豐田Mirai已經(jīng)走完了從研發(fā)到量產(chǎn),再到上市銷售以至售后的產(chǎn)品全階段。

  如同混動、電動車型的普及,燃料電池車推廣的最大難點在于加氫站的建設(shè)以及一系列后市場的完善。豐田的做法是2020年之前,免費開放有關(guān)燃料電池的5680項技術(shù)專利,而有關(guān)氫氣生產(chǎn)和供應(yīng)的專利則永久免費。雖然豐田在技術(shù)研發(fā)環(huán)節(jié)貢獻了巨大的精力和成本,但最終燃料電池車的推廣還需要全行業(yè)乃至全社會的共同努力。

  豐田說,目前1kg氫氣的價格在1000-1100日元之間,日本的Mirai車主加滿一罐氫氣(大約4.3kg)大約需要5000日元,折合人民幣也就300元出頭,能跑650km。這個用車成本不算高,如果燃料電池車在N年后得到普及,有了全行業(yè)資本、技術(shù)的支持,加氫的成本肯定還能大大降低。最關(guān)鍵的是,Mirai排出來的完全就是水,你找不到比這更干凈的車了。

  對于燃料電池車,豐田做出的另一大貢獻就是:量產(chǎn)。沒錯,量產(chǎn)就意味著成本。做燃料電池車不難,肯砸錢很多廠商都能搞出幾臺樣車。做燃料電池車,難的是將高昂的制造成本降低到量產(chǎn)且具備市場競爭力的水平。豐田的工程師有多牛?他們將燃料電池的成本壓縮了95%,從一開始的百萬美元數(shù)量級縮減至大約5萬美元,直接從實驗室走向千家萬戶。這也就是為什么豐田的Mirai交付價格約為35.7萬元人民幣,完全在消費者可接受范圍之內(nèi)。

  筆者是車輛工程專業(yè)出身,還記得上大學時,內(nèi)燃機原理的老師在課堂上聊到燃料電池技術(shù),對我們說:“這個嘛,燃料電池是未來的一個發(fā)展方向,我們有導(dǎo)師也在做課題,但就目前的現(xiàn)狀來看,燃料電池可能十年內(nèi)都沒法用到量產(chǎn)車上,一個是能量轉(zhuǎn)換速率的控制問題,還有一個是成本實在太高啦!”那時我們都覺得,燃料電池雖然寫在教科書上,卻不會作為期末考試的考點——因為這東西沒法實現(xiàn)民用。

  可沒想到,僅僅在三年多后,豐田就讓全體看衰燃料電池技術(shù)的人閉嘴了。

  還有一個問題:燃料電池車真的會是未來嗎?我的看法是,如果豐田不堅持,那么燃料電池車時代的到來恐怕會晚20年不止;如果豐田繼續(xù)堅持,天下遲早是燃料電池的天下。

  為什么?因為氫可以說是取之不盡。如果說現(xiàn)在的純電動車,還有人擔心電的來源不干凈的話,那么氫的來源,豐田已經(jīng)為我們規(guī)劃好了——就用水能、太陽能、地熱能,人類有那么長的海岸線,直接太陽能電解海水制取氫氣,難倒不好嗎?難道不比火力發(fā)電來的干凈?

  儲氫罐安全嗎?豐田的人告訴我,其實消費者對于氫氣的態(tài)度有些“過于恐懼”了,Mirai的儲氫罐里有個特殊的“閥門”,在遇到高溫時,“閥門”上的密封物質(zhì)會融化掉,氫氣會均勻地從儲氫罐里釋放出來,但不會造成爆炸。這是實驗室得出的結(jié)果,Mirai也是這么做的。

  按照豐田的規(guī)劃,Mirai在今年的產(chǎn)能將提升到2000輛/年,明年將達到3000輛/年。即便如此,Mirai在2014年上市的時候訂單就達到了1500輛,雖然現(xiàn)在路上跑著的Mirai數(shù)量還遠遠不及一眾神車,但Mirai有可能是為數(shù)不多的可以多年保持“供不應(yīng)求”的車型。所以,我們不能小瞧Mirai,它的背后是豐田工程師20多年的心血,是汽車廠商跟大學教科書叫板的勝例,是一向訥言的豐田再苦逼也要做下去的“夢想”,是世界級企業(yè)對環(huán)保該有的責任與擔當。

  豐田如何看待純電動汽車?

  細心如你,或許會發(fā)現(xiàn)——豐田到現(xiàn)在還沒在國內(nèi)投放任何純電動車型,或者說——豐田就沒推出過純電動汽車。其實,豐田有概念微型小車——FT-EV(注意是概念),以及iQ這樣成型的案例,注意他們都是小車。這里就折射出了豐田對于純電動交通工具的看法。

  豐田的新能源戰(zhàn)略產(chǎn)品布局是:EV純電動用作短途使用,混合動力可用作所有乘用車(不分大?。?,而燃料電池FCV技術(shù)則可搭載到中長途的車型中,這就包含了Mirai這樣的乘用車,以及公交、貨運這些商用車(要知道目前柴油卡車的污染簡直令人發(fā)指)。因此,豐田對于EV純電動的戰(zhàn)略基本上就是圖中的微型四輪車、或者三輪“摩托車”上,僅用作短途個人移動工具。

  難道豐田是在否定EV,逆天行事?也不是。來自豐田的中井久治說:“其實面向未來的汽車社會或者面向未來的生活,這種環(huán)境,只要是能保證二氧化碳零排放或者零污染的汽車,都是非常必要的。當然了,這里面EV作為一種能夠達到零排放的汽車,只要它的全過程都是二氧化碳零排放的話,我們當然不會否定,而且也會積極的推進它的普及?!边@段話的意思不難理解,對于電動車的現(xiàn)狀,有一個很尷尬的問題:車主只是在用車環(huán)節(jié)上是零排放,但國內(nèi)發(fā)電75%的來源是火力發(fā)電,即便火力發(fā)電站有一系列的排放后處理措施,這些電依然免不了帶著排放的烙印。

  不可否認,目前電動車熱火朝天,結(jié)構(gòu)簡單、政策扶持等一系列因素讓各廠商一門心思扎到電動車領(lǐng)域,以至于出現(xiàn)了江蘇九龍等企業(yè)“騙補”等令人哭笑不得的諷刺劇。電動車產(chǎn)業(yè),原本是為了環(huán)境著想,最后演變成了一些企業(yè)打著環(huán)保的幌子偷梁換柱、暗度陳倉。

  在這樣的大環(huán)境下,豐田給人感覺倒好像有些“清高”。其實,豐田作為一家世界級的制造企業(yè),其企業(yè)愿景早已不是純粹的追逐利潤與好看的財務(wù)報表,在眾人皆醉之時保持清晰穩(wěn)定的產(chǎn)品方向才是豐田看重的。

  交流會上,豐田的人告訴我:目前電動車的最大問題在于這東西需要改變用戶一貫的用車習慣——因為電池的技術(shù)瓶頸,續(xù)航、充電時間,都和以往的傳統(tǒng)能源汽車沒得比。需要用戶忍痛改變習慣的產(chǎn)品,就不是好的產(chǎn)品。一個很隱晦的事實,目前除個別廠商外,絕大部分廠商電動車型的電池都是外包出去,而豐田的電池研發(fā)是自己做的,100多號人10年前就開始在做了,豐田也想讓電池突破技術(shù)的瓶頸。

  豐田希望通過提升電池本身的能量密度,來提升電池的效率。目前行業(yè)的現(xiàn)狀在250-300Wh/L,豐田的研究現(xiàn)狀為接近400Wh/L,目標是達到600Wh/L,豐田希望將來的創(chuàng)新電池能夠達到1000Wh/L。

  但目前的問題是,由于政策利導(dǎo),大多數(shù)廠商不愿在電池核心問題上下功夫,而是簡單的通過增加容量、采用超高壓充電來解決用戶痛點,這就帶來了成本上的提高。成本提高了,誰來買單?政府買單,因為現(xiàn)在政策就是鼓勵電動車??窟@樣發(fā)展起來的話,如果有一天政府不買單了,不補貼了,高額的成本勢必會轉(zhuǎn)嫁到消費者頭上。

  豐田不愿意看到這樣的一天,所以一直在悶頭做電池的基礎(chǔ)性研發(fā),希望能通過創(chuàng)新的手段,從根本上解決電池的技術(shù)瓶頸。因此,豐田不是放棄電動車,而是僅僅把電動車放到短途的微型個人代步工具上面,同時不放棄電池的研發(fā)工作。這就是大企業(yè),對于掙快錢沒那么多興趣,因為豐田早已不是那個層次的企業(yè)。

文章標簽:豐田 燃料電池汽車 Mirai 
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