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丰田将如何扩大氢燃料电池汽车规模?

北极星储能网  来源:汽车财经网    2018/8/28 14:20:43  我要投稿  

北极星储能网讯:前言:丰田Mirai是一种氢燃料电池电动汽车(FCEV),它的电动传动系统和牵引电池使得驾驶感觉与普通电动车辆非常相似,而加氢则延续了5分钟的加油站加油经验。丰田计划将氢燃料电池规模化量产。

丰田汽车公司正在加大对氢燃料电池汽车的投资,并设计出成本更低、面向大众化市场的乘用车和SUV,还会将该技术推向公共汽车和卡车,以实现燃料电池技术的规模经济。

同时,丰田也在加快步伐对燃料电池车Mirai进行改进,下一代Mirai有望于2020年之后的几年里推出。丰田希望能以此证明,某些汽车制造商和一些专家称“燃料电池车无法商业化”的论调是错误的。

分阶段推出燃料电池SUV、商用车

传奇车型普锐斯——世界首款“环境友好”的混合动力汽油车,由丰田在20世纪90年代大规模量产。如今,丰田则希望能通过降低成本来推广燃料电池汽车,并且对此信心满满。

“我们将从限量生产转向大规模生产,并减少如铂等昂贵材料的用量,使系统更加紧凑和强大,”Mirai首席工程师田中良和说道。

“我们将在燃料电池卡车中尽量多地使用现有量产乘用车的零件和其它的模块,”丰田燃料电池项目新业务规划经理大田育生说:“否则,我们无法看到大规模生产的好处。”

据知情人士透露,丰田汽车公司计划从2025年左右开始分阶段推出其它燃料电池车型,包括一系列SUV、皮卡和商用卡车车型。丰田虽然未公布具体的未来产品开发计划,但其已经在现有车型基础上开发了小型运输车和大型运输卡车的燃料电池原型车。

几乎世界上的汽车制造巨头都在研发代替传统燃油汽车的新能源汽车,比如特斯拉公司从头开发了一款纯电动半挂卡车。但是目前生产燃料电池车的仅剩丰田、本田和现代等。此前雷诺-日产、戴姆勒、福特三家企业共同研发商用化燃料电池车的合作已经终止。

丰田还打算提升燃料电池汽车的性能表现,希望能把下一代Mirai车型的续航里程从现在的500公里左右增加到700~750公里,并在2025年左右达到1000公里。

氢或将成为100年后的关键清洁能源

早在上世纪90年代开始,丰田就开始研发燃料电池汽车,因为该公司相信,在今后的100年,氢能源将是一种主要的清洁能源。2014年上市销售的Mirai是世界上首款量产的燃料电池汽车,但是价格非常高昂,政府补贴前的售价高达60000美元。而且由于加氢基础设施的限制,目前全球仅售出约6000辆。

LMCAutomotive预测燃料电池汽车在2027年仅可能占到全球乘用车销量的0.2%,而电池电动车则为11.7%。国际能源机构预测,即便到2040年,燃料电池汽车存量仍将少于纯电动汽车和插电式混合动力车。

但熟悉丰田计划的人士表示,随着包括中国在内的更多国家热衷于燃料电池技术,丰田汽车认为未来需求将会增加。该公司还将燃料电池汽车视为对抗如钴等电动车电池材料稀缺的解决方案。

今年5月,丰田还宣布计划在2020年之后将燃料电池车的销量从目前的每年约3000辆扩大至3万辆以上,同时增强关键零部件燃料电池包和高压储氢罐的产量。丰田合成也参与了高压储氢罐的生产制造,投入了月120亿日元新建工厂。

如何降低成本?

目前,Mirai在丰田市的一家工厂手工组装,13名技术人员将部分建造的单元推入装配区进行详细检查。这个过程每天只能生产6.5辆汽车,在丰田国内日均产量(所有车型)约13400辆中,只是微不足道的一小部分。

战略分析公司(StrategicAnalysisInc)分析了包括Mirai在内的燃料电池汽车的成本,估计丰田汽车每件燃料电池堆的成本约为11000美元,是目前燃料电池汽车最昂贵的部分。丰田一直在扩充产能以改变这种状况,如果每年生产3万辆燃料电池汽车,规模效应将使每个燃料电堆的成本降低到约8000美元。

如果燃料电池组只用于Mirai车型,那么降低成本是非常困难的。但通过在不同级别车型上使用通用零部件就可以降低成本。丰田汽车已经开始在其它车型上使用为Mirai开发的零部件,例如燃料电池堆已经用在了在加利福尼亚州试验的Kenworth货运卡车上。今年3月在日本开始运行的Sora燃料电池巴士以及丰田和7-11超市合作,将于2019年开始运行的货运卡车也使用了Mirai的燃料电池组。

Mirai的高成本很大程度上是因为燃料电池组中昂贵材料的使用,例如铂、钛和碳纤维等在燃料电池和储氢系统中的使用是很普遍的。工程师们已经在通过提高铂催化剂的效率来降低铂的用量,催化剂是这块370层的燃料电池的关键部件,它可以大大提高氢氧反应的效率,而这一化学反应是燃料电池中电流的来源。

“我们已经能够在降低铂的用量10%~20%的情况下使燃料电池达到同样的性能,”丰田旗下催化剂研发公司CatalerCorp的工程师告诉记者。

根据现在丰田燃料电池每单元使用大约30g铂的用量来看,战略分析公司估计,通过缩减铂的用量,丰田大约每个燃料电池组可以降低约300美元的成本。

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