MIRAI研发总工程师田中义和接受采访，透露诸多有关MIRAI技术开发和丰田FCV路线的“干货”

　　《汽车商业评论》记者 杨与肖 发自东京

　　提起氢燃料电池汽车，或者目前真正实现市场化量产的氢燃料电池车——丰田MIRAI（中文译作“未来”），外界的态度总是有些纠结。

　　一方面，世界范围内，通用、宝马等汽车制造商均曾大张旗鼓地宣布将只排放纯净水的FCV推向市场，但却因技术、成本、基础设施等问题戛然止步，从而造成消费者对这种新能源汽车天然的质疑。

　　另一方面，丰田混合动力车累积900多万辆的全球销量、整车企业中令人侧目的利润率，以及稳坐世界“老大”的头衔，又让人们产生敬畏，不敢轻易怀疑名古屋人的选择。按照丰田的设想，从生产汽油车，到创造面向21世纪的汽车——混合动力（HEV），再到迈入普及清洁能源汽车——燃料电池车（FCV），是一条必经之路。

　　▲MIRAI自2015年初在日本上市到2016年10月，累积卖出2000余辆，本土销量占一半，其余则是在美国和欧洲；私人和商公务市场约各占一半。

　　在这种暧昧的舆论环境中，MIRAI自2015年初在日本上市到2016年10月，累积卖出2000余辆，其中本土销量占一半，其余则是在美国和欧洲；私人和商公务市场约各占一半。

　　事实上，丰田早在1992年便启动了对FCV的研究，2008年曾推出过一款FCHV-adv，没有公布售价，但日租金超过一万日元，燃料电池系统是高成本的主要来源。

　　与FCHV-adv比较，MIRAI燃料电池系统成本降低了95%，在日本的售价仅为723万日元，享受政府补贴后只需520万日元，与皇冠的价格相近。一辆车3～5分钟即可加满氢，行驶里程650公里，平均每公里所需燃料费用7.7日元。

　　2014年底，丰田宣布无偿公开自己的氢燃料电池专利技术，主要目的是促进汽车行业更多企业加入到FCV的开发中，并共同推进加氢站的建设。

　　一座加氢站的建设成本是5亿日元（包括土地成本）。日本政府已确定大力扶持加氢站的建设和运行，为参与公司发放补贴。目前，日本共有七十多座加氢站，到2017年计划建成90家。

　　显然，加氢站建设与FCV的推广相辅相成。丰田汽车公司专务、MIRAI研发总工程师田中义和2016年10月26在元町工厂接受《汽车商业评论》采访时透露，丰田的目标是2020年，MIRAI的年销售数字达到3万辆，而且“未来丰田会不断在燃料电池车方面有产品布局。”

　　如果以目前MIRAI的市场表现看，达成3万辆似乎有一定难度，但并非。比如，产能是限制这款车当下销量的一个重要因素。MIRAI现在在元町工厂进行组装，生产方式接近手工打制，26名工人每天只能生产7辆汽车。日后这种情况将被改变，丰田将建立一条全新的生产线。

　　此外，MIRAI的成本也会进一步降低。比如，在技术提升方面，这款车的氢燃料电池是以贵金属钴和铂为催化剂，用量为“几十克这样一个量级”，丰田近期目标是通过提高催化性能，将其使用量减少到一半，终目标则要“接近为零”，从而减少整车成本。MIRAI的铂金使用量已经是FCHV-adv的三分之一。

　　除产品本身和基础设施建设外，FCV更大的挑战则在于，在与电动车技术路线的竞争中，能否赢得市场的认可。尽管田中义和表示，两者并非非此即彼，纯电动“也是一个非常好的解决方案”，但在消费者层面，一番比较总是不可避免。

　　不过，去年以来氢燃料汽车领域出现了一些值得关注的细节，本田、宝马和日产相继推出了新的FCV产品。其中，宝马与丰田正在合作开发氢燃料汽车，后者是目前世界上独立研发燃料电池堆和高压储氢罐的整车企业。此外，丰田、本田和日产也已达成协议，与能源公司联手推动FCV基础设施的建设。这些尝试颇耐人寻味。

　　以下为田中义和10月26日接受《汽车商业评论》采访的内容（有删节），包含诸多有关MIRAI技术开发和丰田FCV路线的“干货”，供君参考。同时，欢迎参与文章后的小调查，并留言您对氢燃料汽车的看法。

　　▲田汽车公司专务、MIRAI研发总工程师田中义和，曾是普锐斯插电混动版的总工程师。

　　MIRAI只有4个座位，为什么不设计成5座？

　　《汽车商业评论》：MIRAI的运行工况，除了燃料电池堆，还有蓄电池。在动力输出上，这两种方式以哪个为主？还是有分工、配合？

　　田中义和：丰田的氢燃料电池车和丰田混合动力车的原理基本上是一致的。

　　当电池处于满负荷时，燃料电池堆里发出来的电不会对电池进行充电，在电池的电量减少到一定程度的时候，才有一部分燃料电池堆里的电在驱动车轮的同时给燃料电池堆充电。

　　蓄电池里的电什么时候会供给车轮去用？通常情况下是燃料电池堆里发出的电驱动行驶，但在需要大马力时，加速的情况下，除了燃料电池堆之外，电池里的电也会共同作用于车轮，成为复合式的动力来源。

　　MIRAI只有4个座位，为什么不设计成5座？

　　关于MIRAI只有4座有两个原因：

　　，氢燃料电池堆放置在前排座椅的下方，后排座椅会控制它的位置。

　　第二，和后方的悬挂系统也有关系。如果把后悬挂系统以及后驱加以改进的话，由4座变成5座是完全有可能的。但即便改成5座，后排乘客伸腿仍然会被被前面的氢燃料电池堆影响。所以，要不要变成5座不可，其实是我们面临的一个选择。

　　这种情况下，我们决定索性让后排乘客有一个相对宽松的空间，比较好的乘坐感受，所以形成了4座设计。当然市场上也有希望要5座的声音。丰田的企业文化是持续的改善，所以在未来新款MIRAI的开发中我们会认真考虑这个问题。

　　未来的氢燃料电池车是否可以通过管理燃料反应堆系统来控制动力输出，形成类似汽油车的不同功率版本？

　　MIRAI的燃料电池堆是由370个电池单元组成，如果增加电池单元，输出功率肯定会增加。如果把燃料电池堆平行、并列使用，可以运用到巴士这种车辆上。此外，还可以减少电池单元，比如我们研发的叉车是用了84个电池单元。

　　所以说，只要调整电池单元的使用量可以控制不同的功率输出，从这方面看，燃料电池车比传统汽车在功率调整方面相对更简单一些。

　　您也参加了普锐斯插电混动的开发，MIRAI在开发上是否借鉴了普锐斯的一些经验，如理念、成本控制等？

　　确实丰田氢燃料电池车的开发中应用了很多丰田开发混合动力车的技术，具体来讲包括逆变器、驱动电机、蓄电池，这些都是氢燃料电池车和混合动力车共通的一些核心部件。

　　在氢燃料电池车上我们还新开发了一款升压变压器，把电池的电量提升到650V。650V的电压和混合动力车的电压是一样的，因为设置了这个标准，MIRAI才可以应用到混合动力车所用的逆变器、电动机等这些共通的部件。

　　采用这些和混合动力车共通化的、标准的量产零部件，显然对于降低、控制MIRAI的成本是有帮助的。

　　另外一方面氢燃料电池车采用的一些混合动力核心零部件都是已经大量生产的，品质、可靠性都有保证。

　　MIRAI和混合动力车零部件共享的比例大约是多少？

　　很难回答零部件具体占比的问题，但可以这样理解：两者相比，混合动力车的发动机变成了燃料电池车里的燃料电池堆，混合动力车里的油管变成了燃料电池车里的高压储氢罐，混合动力车是双电机驱动的形式，燃料电池车是单电机驱动的形式。其他的，包括电控系统、驱动电池等，燃料电池车和混合动力车都是一样的。

　　氢燃料车大规模量产的瓶颈是什么？

　　《汽车商业评论》：在开发MIRAI的过程中，的挑战是什么？

　　田中义和：比较大的挑战主要有两个方面：

　　，此前丰田是没有大规模生产氢燃料电车经验的，而MIRAI是一款面向市场，真正意义上的量产车。这款车实际推向市场之后，需要面对不同的使用条件，比如各个地区的温度变化、湿度都不同。这些外部使用环境的变化对于车辆，包括电池性能等等都会产生影响，我们要去评估这些变化影响，并且在量产过程中满足这些变化和需求。

　　这在开发过程中是一个很大的挑战。

　　第二，丰田之前开发了混合动力车，在使用高压电方面具备了相应的经验，但是这次要使用氢燃料，在氢燃料的安全性方面，如何制定、并充分满足安全的标准，让车辆推向市场后能确保安全性，我们也是一边思考，一边进行开发的。

　　目前影响MIRAI大规模量产的因素有哪些？什么情况下这款车可以实现全球化的量产？

　　目前实现大规模量产的瓶颈主要是两个核心部件现在很难一下实现量的突破。

　　一个是燃料电池堆。燃料电池堆看起来像是一个部件，但实际是由370个电池单元组成的，这是个庞大的内部零部件数字，目前还没有办法快速制造出这么多的电池单元。

　　另一个是高压储氢罐。从材料上讲它是碳纤维增强塑料，需要高温加工成型，这方面的技术不是可以马上提升的。

　　我们正在这两方面积极努力，有望在未来实现技术的突破。

　　未来燃料电池车是否会有成本大幅下降的趋势？

　　大幅降低成本的可能性肯定是有的，主要取决于两个方面：一是量化的规模效应，形成一定量的话成本自然会降低。目前MIRAI这款车和2008年销售的燃料电池车相比，已经实现了大幅度的成本降低，主要是通过量化规模效应实现。另外从技术进步的角度，未来的方向肯定是开发高效、高品质的零部件，尽可能少用贵金属，加强零部件的内部共享。

　　为实现量化生产，要开发出相应的新生产技术，这也需要新的设计才能实现。比如刚才提到燃料电池堆的370个电池单元，每个单元都是由非常薄的“膜”制造成的，制作精度非常高。370个电池单元涉及到成千上万个“膜”，而目前的制造技术很难提升这方面的制造速度。未来如果能形成像报纸印刷似的技术应用到制造电池模块，电池模块能实现更大批量的制造，带动产品的量化规模，从而带来成本的下降。

　　在您看来，燃料电池车推广使用的难度在哪里？

　　首先，使用氢作为燃料这个想法很早有了，早是在“阿波罗登月计划”的时候，氢可以作为火箭燃料。但是把它用在汽车上，是我们在开发MIRAI的时候才有的这个想法。把氢用在汽车上而且能够让它高效发挥能量，这本身是一个挑战。

　　第二，正是因为从来没有过在汽车上用氢作燃料，所以将其市场化还存在很大难度，降低成本的难度也非常高。

　　第三，如何安全地储存氢，在汽车上用氢不出问题，难度也是非常大的。

　　▲目前，日本共有七十多座加氢站，到2017年计划建成90家。

　　丰田如何看待FCV与EV的路线之争？

　　《汽车商业评论》：2016年巴西奥运会期间，日产发布了一款固体氢燃料车。您如何看待氢燃料电池车的发展趋势？

　　田中义和：日产采用的是通过乙醇分解来得到氢，这种人造氢过程本身是否环保？他们的想法和丰田不太一样。采用生物制能，从自然材料得到的氢是环保的，这或许是日产的想法。

　　另外，通过生物制能得到的氢应用于普通乘用车上是否可行，也还没有得到终验证。因为发生化学反应得到氢，然后才能驱动车辆行驶，而反应时间还是挺长的。但用在商用车上，比如卡车，是可行的。

　　日产这种思路是在不需要加氢站这种基础设施的条件下扩大氢的应用，也是不错的。

　　固态氢作为燃料，升温需要花一段时间，所以我们考虑是否可以除燃料电池外，有一个很大的驱动电池，在燃料电池升温等待的这段时间内，先用这种电池来提供驱动力让车辆行驶，等温度升高之后，再由燃料电池来提供驱动力。这类似于串联式混合动力结构。

　　不少企业都曾经尝试过燃料电池的道路，但很多都放弃了，转向纯电，而丰田仍在坚持这条道路。丰田认为未来FCV能够打败EV的原因是什么？

　　首先，丰田从未否定过纯电动的技术路线，包括插电式混合动力，也是一个非常好的解决方案。

　　对丰田而言，燃料电池车在未来的竞争中谁胜谁败并不是重要的。丰田更多关注的是面向未来的氢能源社会构建，能够把氢燃料的应用推广到全球范围。所以，比起相互竞争，丰田更愿意与大家一道去开拓这个市场，把氢能源在全世界更大的范围内加以普及。

　　为什么丰田能够把氢燃料电池车做成？

　　作为开发团队，我们很相信自己，也相信氢能源的潜力，因此我们非常执着于技术开发，再加上丰田讲究造车的技能，负责车辆开发的人和负责制造开发的人共同想办法把这款车尽快打造出来。可以说，是这种共同的信念和非常执着的坚持，让我们把燃料电池车终开发成功。

　　另一个原因是，当时这款车的开发迟迟没有完成，丰田内部也在焦虑，甚至有批评，但是批评归批评，整个管理团队出于对社会负责的态度，仍坚信氢能源未来对环境社会的贡献和价值。基于这种考虑，所以燃料电池车开发中我们虽然很着急，但是从来没有动摇，管理层也给了很大的支持。

　　丰田将FCV称为环保车，但技术进步应该是永无止境的，对丰田来说，之上，FCV之后如何再继续在环保车领域有所突破？

　　很难讲燃料电池车之后，再的环保车是什么，比如说，会不会有不需要充电的电动车？

　　为什么说更的环保车很难讲，因为未来社会究竟是用电，还是用氢，这不是一个选择题，而要发挥两种能源各自的特长。比如EV的短板是续航里程，如果跑得更远需要有更多的电池。小车还好，电动巴士电池的数量非常庞大，相对来讲用氢更有优势，因为氢的能源密度更大，充满的时间更短。而且氢能的储存、运输，比电能有更多的优势。

　　其实，多了氢是多了能源的选择，并非用氢还是用电的选择题。对于车辆，我们应该根据使用用途来区分能源形式，是不同能源发挥各自的特点。

　　小调查：

　　END

　　对本文有任何看法，请向下滑动去“写评论”吧！

　　点击 “阅读原文”下载第四届轩辕奖提名表