【相關(guān)新聞】

【鐵路成為新技術(shù)“搖籃”】（3）成為信息服務(wù)尖端技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)

【鐵路成為新技術(shù)“搖籃”】（2）車(chē)站及附屬設(shè)施積極采用節(jié)電技術(shù)

大發(fā)局部改進(jìn)輕型車(chē)“Mira e:S”，實(shí)現(xiàn)33.4km/L最高燃效

本田推出新款“飛度混合動(dòng)力車(chē)”，實(shí)現(xiàn)36.4km/L日本最低油耗

“聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)”正成為硅谷關(guān)注的新焦點(diǎn)

2002年12月2日，豐田和本田在全球首次租售燃料電池車(chē)（圖1）。交車(chē)對(duì)象是日本的中央政府部門(mén)，豐田提供四輛，本田提供一輛。時(shí)任日本首相小泉純一郎出席了在首相官邸舉行的交車(chē)儀式，燃料電池車(chē)作為新一代汽車(chē)的有力候補(bǔ)，受到了極大的關(guān)注。

時(shí)任首相小泉純一郎乘坐了本田的燃料電池車(chē)“FCX”

不過(guò)，之后混合動(dòng)力車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)日益崛起，燃料電池車(chē)最近幾年處于不起眼的地位。但近來(lái)，燃料電池車(chē)開(kāi)始再次受到關(guān)注。

其契機(jī)是，豐田和本田宣布2015年開(kāi)始銷(xiāo)售燃料電池車(chē)。而且，售價(jià)很有可能大幅降低。部分報(bào)道稱，豐田計(jì)劃把2015年銷(xiāo)售的車(chē)型價(jià)格降到每輛500萬(wàn)日元左右。另?yè)?jù)報(bào)道，本田雖然到2015年降不了那么多，但計(jì)劃2020年把售價(jià)降到500萬(wàn)日元以下。

2002年剛推出時(shí)的租售價(jià)格，豐田的燃料電池車(chē)“FCHV”為每月120萬(wàn)日元，本田的燃料電池車(chē)“FCX”為每月80萬(wàn)日元。由于并不對(duì)外銷(xiāo)售，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有給車(chē)輛定價(jià)，如果定價(jià)，據(jù)說(shuō)要在“1億日元以上”。而現(xiàn)在將降至當(dāng)時(shí)的1/20左右。雖然單純比較，這一價(jià)格在汽車(chē)中還是比較高的，但燃料電池車(chē)已經(jīng)不再遙不可及。

努力削減成本終見(jiàn)成效

那么，為何有望實(shí)現(xiàn)每輛車(chē)大約500萬(wàn)日元的大幅低價(jià)格化呢？熟悉燃料電池車(chē)的氫能源產(chǎn)品研究試驗(yàn)中心理事長(zhǎng)渡邊正五表示，“這是努力削減成本的結(jié)果”。

燃料電池車(chē)是配備燃料電池的純電動(dòng)汽車(chē)。與純電動(dòng)汽車(chē)一樣利用馬達(dá)行駛，但驅(qū)動(dòng)馬達(dá)所需的電力來(lái)自燃料電池。而且，（填充一次燃料或充一次電的）續(xù)航距離比純電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)，燃料的填充時(shí)間也比純電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間短，因此易用性比純電動(dòng)汽車(chē)出色。

燃料電池車(chē)的燃料電池與大約10年前一樣，以燃料使用氫的PEFC（高分子固體電解質(zhì)型燃料電池）為主流。電解質(zhì)采用具有離子導(dǎo)電性的高分子膜，用燃料極和空氣極夾住電解質(zhì)構(gòu)成電池單元（單電池）。氫（H2）在燃料極分解成質(zhì)子（H＋）和電子。質(zhì)子移動(dòng)到電解質(zhì)中，在空氣極與氧和電子發(fā)生反應(yīng)生成水。此時(shí)，電子通過(guò)外部電路從燃料極移動(dòng)到空氣極，由此發(fā)電（圖2）。另外，還需要采用白金催化劑促進(jìn)空氣極的反應(yīng)。

燃料電池（PEFC）的發(fā)電原理。

經(jīng)由隔膜層積制成的電池單元，就組成了燃料電池組。每個(gè)電池單元的電壓只有0.6～0.7V左右，所以通過(guò)層積單元形成電池組來(lái)提高電壓。PEFC方式的燃料電池系統(tǒng)由燃料電池組、燃料電池組輔助器件（壓力調(diào)節(jié)閥、氫泵、冷卻水泵、加濕器、空氣壓縮機(jī)、輔助馬達(dá)）、動(dòng)力控制單元（逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、電子控制單元）等構(gòu)成。在此基礎(chǔ)上追加存儲(chǔ)燃料氫的高壓氫燃料罐，就構(gòu)成了通常的燃料電池車(chē)。

共享混合動(dòng)力車(chē)部件

為降低成本做出貢獻(xiàn)的一個(gè)舉措是提高燃料電池組的輸出密度。例如，如果單位體積的輸出密度提高到2倍以上，則使用的燃料電池的體積就可以減至一半以下，因此能削減材料費(fèi)。實(shí)際上，豐田已經(jīng)開(kāi)發(fā)出輸出密度是現(xiàn)行燃料電池車(chē)“FCHV-adv”兩倍以上的燃料電池組。輸出密度高達(dá)3kW/L（圖3）。

豐田的燃料電池車(chē)“FCHV-adv”2008年9月開(kāi)始租售。

還有通過(guò)削減燃料電池組層積的單元數(shù)量來(lái)降低成本的措施。如果減少層積數(shù)，可以削減燃料電池組的材料費(fèi)，因此能降低成本。不過(guò)，發(fā)電電壓也隨之降低，所以要使用轉(zhuǎn)換器。利用轉(zhuǎn)換器升壓來(lái)應(yīng)對(duì)需要高電壓的情況。

減少氫燃料罐的數(shù)量也為降低成本做出了貢獻(xiàn)。通過(guò)優(yōu)化燃料罐的長(zhǎng)度和直徑，在燃料罐的總?cè)莘e相同的條件下，以前需要配備四罐燃料，而現(xiàn)在兩罐即可。燃料罐數(shù)量的減少，使得燃料罐配備的部件數(shù)量可減半，因此能降低成本。

氫燃料罐方面還推進(jìn)了其他削減成本的舉措，比如通過(guò)降低燃料罐使用的碳纖維的等級(jí)、或者削減用量來(lái)壓縮材料費(fèi)。渡邊介紹說(shuō)，之所以能這樣做，是因?yàn)槿毡拘薷牧恕陡邏簹怏w安全法》。“以前，為確保每天填充兩次氫能使用15年，規(guī)定燃料罐的耐久試驗(yàn)條件為充氣1萬(wàn)1250次，而現(xiàn)在針對(duì)使用頻率較低的汽車(chē)修改為充氣5500次�！绷硗�，針對(duì)氫燃料罐開(kāi)發(fā)了能更輕松地纏繞碳纖維的制造技術(shù)等，這也為低成本化做出了貢獻(xiàn)。

除此之外，馬達(dá)、電池、逆變器等混合動(dòng)力車(chē)也在使用的部件，則直接沿用混合動(dòng)力車(chē)的產(chǎn)品。而且，能實(shí)現(xiàn)一體化的部件全部實(shí)現(xiàn)了一體化，由此也削減了成本。（日經(jīng)技術(shù)在線！ 供稿）