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丰田发展近30年的燃料电池汽车,到底颠覆了人类哪些常识?

原标题:丰田发展近30年的燃料电池汽车,到底颠覆了人类哪些常识?

下图是丰田燃料电池系统的发展历史,相信大家会比较熟悉,那么丰田在燃料电池汽车上的历程又是怎么样子的呢?

在丰田发表的“Toyota's Approach to Fuel Cell Vehicles”上,分为了7个重要的时间节点,仅展示了3辆燃料电池汽车,但实际上,丰田的燃料电池汽车数量远不止此。

1992年,丰田从开始对燃料电池汽车的开发。

1996年,丰田推出了第一款燃料电池概念车FCHV-1参加了大阪的游行,这是一款改装自RAV4,采用了10KW的PEMFC和金属储氢装置的FCEV,又称EVS13。该车的续航里程达到了250KM。

1997年,丰田紧接着推出了第二款燃料电池车型,FCHV-2。该车同样改装自RAV4,搭载了25KW的PEMFC,并且使用了甲醇重整燃料电池,使其续航里程达到了500KM。

2001年3月,丰田推出了第三款燃料电池车型,FCHV-3。这次丰田不再玩RAV4了,改为用汉兰达改装。该车采用了功率高达90KW的PEMFC,依然采用了金属储氢装置。另外,在FCHV-3上丰田使用了镍氢电池作为辅助电池系统,这一设计是参考了普锐斯的动力系统。

2001年6月,也就是推出FCHV-3的三个月后,丰田就推出了其改进版FCHV-4。该车最大的特点是使用了高压储氢罐的方式储氢,共采用4个25MPa的高压气罐,每个气罐体积达到了34L,此举让FCHV的储氢系统重量减少了250KG,达到了100KG的级别。由于当时压低较低,FCHV的续航里程反而减少到了250KM。丰田对于高压储氢系统做了持续性的升级,2002年达到了35MPa,2004年达到了50MPa,续航分别达到了350KM与500KM。丰田打算在2003年将FCHV-4商业化,FCHV-4S也曾在日本进行过3000英里的测试

2001年10月,在第35届东京车展上,丰田展出了第5辆燃料电池汽车,FCHV-5。该车使用了CHF(车载清洁碳氢燃料,clean hydrocarbon fuel)重整制氢,重整器体积达到了120L,燃料罐则为35L。FCHV-5与其他车辆使用了大量的共用部件以降低成本,如使用了普锐斯的辅助电池系统。根据丰田的说法,“CHF可以用原油,天然气或煤炭生产,硫含量低。CHF还用作汽油发动机车辆的燃料,并且可以由当前的汽油泵供应。因此,在没有氢供应基础设施的情况下,FCHV-5将非常有用。”

同样是2001年,丰田在第四届环境论坛上公布了燃料电池大巴车FCHV-BUS1,燃料采用高压氢气,动力系统使用了“燃料电池+电池”的方案,燃料电池功率达到了90KW。2002年对FCHV-BUS1进行了多项改进,开发出FCHV-BUS2,主要是将燃料电池系统由1个增加到2个,使总功率达到了180KW。

2001年可谓丰田的燃料电池大年,一口气推出了多款燃料电池汽车,且在当时已经摸索到了现在的技术路线。

2002年,丰田推出了在FCHV-4上改进FCHV,得到了日本政府的认证,并开始在日本和美国进行小范围的销售。并且在2005年,丰田的FCHV得到了日本政府的型式认证(type certification)。

2003年,丰田在1月的底特律车展和3月日内瓦车展上展出了Fine-S燃料电池概念车,其特点是使用了4个轮边驱动电机——一个轮子用一个电机。

2003年10月的东京车展和2004年1月的底特律车展上,丰田展出了Fine-S的改进车型:Fine-N。Fine-N同样采用了4电机的布置,另外还采用了线控转向、制动和油门控制。

2005年10月东京车展和2006年3月日内瓦车展上,丰田展示了FINE-T概念车(在东京车展上尚被称为fine-X)。值得注意的是,丰田没有计划完全生产和销售Fine-T。它完全被设计为概念车,用于说明车辆技术在未来几年将如何发展,使车辆具有基于性能的转向和机动性,低重心,燃油经济性和时尚的设计。

2008年,丰田推出了FCHV-adv,也就是这款车搭载了图1中的丰田第二代燃料电池。该车依然基于汉兰达的平台改装而来,使用了4个70MPa的储氢罐,行驶里程达到了760公里。

FCHV-adv意为“先进”之意,我们看一下与老款的FCHV有什么区别。

可以看出,其寿命、续航里程大大地增加了,同时我们也看到了熟悉的70MPa的字样。这一代FCHV可以说是mirai的前身了。

2011年11月的东京车展上,丰田推出了一款“FCV-R”的概念车。据报道,丰田FCV-R的燃料电池组比其他氢燃料汽车更小,更高效,其H2输入来自10,000 psi的圆柱形燃料箱。当时丰田希望其能够在2015年销售。此时的FCV-R在外形上已经与mirai非常的接近了。该车采用了100KW的燃料电池电堆,并携带了一个70MPa的储氢罐,续航里程达到了700公里。

2013年,丰田在东京车展上展出了“FCV概念车”,这是FCV-R的下一代产品。此时的FCV,已经很像mirai了。丰田甚至已经谈到在2015年左右推出一个非常相似的量产车型,并希望尽可能做到接近5万美元的售价。该车电堆功率为100KW级别,功率密度达到了3.0KW/L,是FCV-ADV的两倍,并携带了两个70MPa的储氢罐。

2015年,大家熟悉的mirai上线了。10月21日,mirai开始在加州销售和交付。

由于mirai的资料铺天盖地,在此不做赘述。

总的而言,关键的几个节点可以用下面这张图概括,最重要的车型包括:

FCHV-1,FCHV-4、FCHV-adv,分别展现了十几年后丰田在燃料电池汽车上的开发思路。强如丰田,也经历了数十年的时间、数次更改设计思路,才推出了mirai,希望国内企业在紧迫的市场环境下,仍然能够保持“研发为王”的思想。

作者:氢云链返回搜狐,查看更多

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