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深耕氫能源30年,豐田勾勒的“終極環保”,助力中國碳中和戰略

由 路咖汽車 發表于 寵物2023-01-11
簡介藉助氫燃料電池技術和氫能在商用車領域以及在北京冬奧會實際應用的成功經驗,預計在2022年年末,豐田中國將首批進口50輛第二代MIRAI

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深耕氫能源30年,豐田勾勒的“終極環保”,助力中國碳中和戰略

今年10月2日,中央氣象臺釋出了今年首個寒潮藍色預警。就在寒潮瀕臨北方之時,南方大部分地區還正處於高溫預警之中。這也是史上首次出現高溫和寒潮兩個預警同時釋出的情況。極端天氣正在挑戰著生活在地球上的每一個人,極有可能在“三重”拉尼娜現象下影響的這個冬季,也讓處於深秋的人們籠罩在極寒氣候的陰影之中。

面對大自然的挑戰,人類往往展現的都是自己利用自然、改造自然的能力。其中一個清晰的脈絡,就是對能源的使用。當人類學會了利用火,文明誕生了;當人類學會利用畜力、水力,國家誕生了;當人類學會利用化石燃料,工業革命誕生了。但在21世紀,人與自然早已不再是征服與被征服的關係,我們從未如此迫切地尋求在能源上實現可持續發展的願景。

深耕氫能源30年,豐田勾勒的“終極環保”,助力中國碳中和戰略

以工業革命中人類的科技結晶汽車為例,截至2022年,全球汽車保有量已經高達約14。5億輛。即使以極為嚴苛的國六B標準來計算,每臺家用車每年的一氧化碳排放量就能達到約5kg水平,換算到全球就是每年約72。5億公斤一氧化碳的排放量。除此之外,汽車的形式還帶來了“極為豐富”的二氧化碳、pm顆粒物、氮氧化物等等。而這還是“地板資料”,因為更老舊的排放標準車型才是世界上的大多數。

花30年沉澱氫能源技術,只為完成使命

作為穩居全球汽車銷量頭把交椅的豐田,為汽車尋找低碳甚至脫碳的能源形式,是其責無旁貸的社會責任和歷史使命。在這點上,豐田早在上世紀九十年代就將混合動力系統帶入到大眾的視野,併成功將其商業化。從豐田雙擎混動技術的運用就能看出,豐田致力於在可持續發展、安全可靠、駕控效能以及經濟實用等維度尋求更優的平衡點。以此幫助更多消費者能夠體驗科技為生活出行帶來的美好,踐行“環保車只有實現普及才能真正為環境做貢獻”的理念。

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而同樣是在上世紀九十年代,豐田也開始了對於氫燃料電池汽車領域的研發工作。作為眾所周知的脫碳、清潔能源,氫有著美好的未來,但也有著更高難度的挑戰。在不斷完善氫能源在功率密度、氫瓶質量、電芯耐久性、量產質量等方面的技術成熟度之後,直至2014年,豐田才推出了氫燃料電池車型Mirai。但這依舊是全球首款量產氫燃料電池車型,並驗證了多年來豐田在這項技術先進性與安全性上的世界頂尖水平。

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在2020年底,豐田Mirai就已經完成換代。第二代Mirai從第一眼看過去,就更為成熟、穩重,更容易博取更多消費者的眼緣。其次,這種大氣與穩健,似乎也象徵著氫燃料電池技術在乘用車領域也在大踏步向著成熟期邁進。比如說新車透過在FC升壓變壓器中使用SiC半導體,採用鋰離子低壓蓄電池等方式,降低系統能耗損失。在此基礎上,還透過採用觸媒活性再生控制技術,提升發電效率。

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為了實現WLTC工況最高續航里程約850km的成績(較上一代車型提升約30%),豐田第二代Mirai將儲氫罐由2個擴大至3個,從而將氫氣搭載量由4。6kg提升至5。6kg。而這一設計充分利用了車輛前後軸間的空間,同時保障車輛的前後配重依舊是非常理想的50比50狀態。配合FCEV在起步瞬間就能迸發出超高扭矩的特性,以及絕佳的靜謐性。豐田Mirai能夠帶給普通消費者的,絕不止是隻有排放水的“終極環保”而已,在駕乘品質上,也能帶來質的提升。

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此外,在商用車領域,豐田氫燃料電池技術還能直擊現實痛點。在做到“零排放”的前提下,氫燃料電池技術的高扭矩輸出的動力特點確保了車輛在高坡度、溼滑山路中的穩定行駛。同時,加註氫燃料速度快、效率高、續航能力強。並且在豐田技術加持下,以豐田柯斯達氫擎產品為例,即使在低溫場景下,仍然能夠正常啟動。

讓氫能源惠及更多消費者,還要帶一點“浪漫”

前面聊到有關豐田第二代Mirai以及豐田柯斯達氫擎產品的特點,恰好也是豐田氫能源汽車在現實中的兩大應用場景,即乘用車與商用車。事實上,在圓滿舉辦的北京2022年冬奧會和冬殘奧會期間,豐田氫燃料電池車型就得以大放異彩。一共247輛豐田FCEV車型構成了中國首次FCEV車型在大型活動上的大規模應用。

深耕氫能源30年,豐田勾勒的“終極環保”,助力中國碳中和戰略

豐田氫燃料電池車在賽事服務期間,成功挑戰包括:行駛海拔高度2198米,攀爬坡度16°,最低行駛溫度-28℃,累計行駛長度40萬公里等複雜工況。最終以極佳的可靠性和動力效能圓滿完成賽事服務保障任務。在整個賽事服務階段,共計使用約11噸氫燃料,減少二氧化碳排放約113噸,為賽事的低碳減排做出了直接的貢獻。

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而在圓滿完成賽事服務工作之後,包括豐田第二代Mirai、柯斯達氫擎等產品,仍然活躍在中國市場,為節能減排事業繼續做出貢獻。其中,豐田第二代Mirai計劃在北京、上海、廣州、佛山開展包括短租車、網約車、專線巡遊車在內的大規模示範運營活動,為廣大市民提供觸手可及的氫能源汽車出行體驗,讓“奧運遺產”體現更多價值。而柯斯達氫擎則被提供給北京商務中心區管理委員會,作為北京CBD氫燃料免費商務班車,在北京CBD地區投入運營,這為緩解區域交通壓力,解決北京CBD商務人士上班最後一公里的交通難題提供切實的解決方案。

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與乘用車和商用車的兩手抓,兩手都要硬相比。有一個領域很小眾,但又很特殊。涉及該領域,也讓豐田的氫能源計劃更增添了一抹浪漫色彩。它就是搭載氫燃料內燃機的賽車領域。在今年年初,由豐田系汽車製造商牽頭,加上引入了雅馬哈、川崎重工等重磅強援的基礎上,一臺以氫氣為燃料的V8內燃機已經呼之欲出。面對相比汽油燃料更快的燃燒速度和響應性,以及更優異的環保效能。氫燃料內燃機同時還可以實現包括汽車的聲音和振動在內的“操控汽車的樂趣”。也難怪能引來豐田章男社長多次身體力行,促進豐田在氫燃料內燃機領域提升功率與扭矩,以及縮短加氫時間和強化出與之相匹配的車身等等。

面對氫能源的“終極環保”,中國能給予豐田的不僅是市場

即使強如豐田,在研發氫燃料內燃機的時候,仍然需要與一眾朋友們合作。而在更具有普世意義的氫燃料電池領域,豐田還需要擴大朋友圈,廣交天下朋友,這其中就包括與中國的深度合作。而作為全球汽車保有量最大,汽車銷量最大的單一市場,中國汽車工業能給予豐田氫能源汽車的,可不僅僅是市場而已。

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就在上個月(2022年10月24日),豐田燃料電池研發與生產專案(一期)奠基儀式在北京市經濟技術開發區舉行。該專案主體由聯合燃料電池系統研發(北京)有限公司(簡稱 FCRD),以及華豐燃料電池有限公司(簡稱 FCTS)構成,將建設燃料電池系統生產線、檢測線和研發中心,生產燃料電池系統產品,並進行燃料電池系統相關研發工作,是豐田在中國匯入和推廣氫燃料電池技術的重要戰略舉措。

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作為專案主體的雙方,FCRD在2020年由豐田汽車公司、中國第一汽車集團有限公司、東風汽車集團有限公司、廣州汽車集團股份有限公司、北京汽車集團有限公司、北京億華通科技股份有限公司等共同成立。而FCTS則是在2021年由億華通和豐田在中國成立推進商用車燃料電池系統事業的合資公司,將生產及銷售FCRD開發的燃料電池系統。

深耕氫能源30年,豐田勾勒的“終極環保”,助力中國碳中和戰略

目前兩家公司針對中國市場的需求已經推出了兩款面向商用車領域的產品:TL Power 80、TL Power 100。這兩款產品都實現了高功率密度和長達 3 萬小時以上的超長耐久效能。未來,面對商用車領域的多元化需求,豐田也將與合作伙伴加速向市場推出功率更多元化、可靠性更高、壽命更長的產品。事實上,專為北京2022年冬奧會和冬殘奧會設計開發的柯斯達氫擎,便是由豐田中國研發中心進行研發,在四川一汽豐田進行生產。這也是豐田汽車首次在海外實現氫燃料電池技術從研發到生產的全流程“本土化”。

深耕氫能源30年,豐田勾勒的“終極環保”,助力中國碳中和戰略

藉助氫燃料電池技術和氫能在商用車領域以及在北京冬奧會實際應用的成功經驗,預計在2022年年末,豐田中國將首批進口50輛第二代MIRAI。這也預示著豐田在推廣和普及氫燃料電池車方面,除了繼續深耕商用車領域以外,也將注重乘用車領域的發展與應用。

而在宏觀領域,豐田和CATARC共同承擔了ISO 23828《燃料電池道路車輛-能源消耗測量》標準專案工作,這也標誌著中日在電動汽車標準化領域的合作進一步深化。此外,豐田還與清華大學成立了聯合研究院,在氫能、AI自動駕駛、綜合研究、環境以及跨學科專案等方面開展共同研究。

深耕氫能源30年,豐田勾勒的“終極環保”,助力中國碳中和戰略

無論是氫能源還是其它的新能源路徑,豐田的願景都是為實現可持續發展社會做貢獻,為消費者提供自由選擇兼顧“可持續發展與實用性”的出行服務與產品。而豐田力爭在2050年實現新車二氧化碳零排放的戰略計劃,與中國碳中和的戰略目標完美契合。為了推進實現碳中和,構築能源多樣化的移動出行社會,在HEV及PHEV領域,電池方面豐田一直在與中國企業合作、混動系統也被廣泛搭載在許多中國企業的產品上。在此背景下,雙方在氫能源上的深度合作,有望助推中國快速步入氫能源引領的“終極環保”時代。