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采访丰田MIRAI研发总工程师田中义和,把全球首款FCV的开发说了个透

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此行,车云网在丰田2元4包微信红包群号元町工厂采访到了全球首款FCV丰田MIRAI的研发总工程师田中义和,以及丰田2元4包微信红包群号公司专务河合满。(采访河合满详情请阅读《采访丰田2元4包微信红包群号专务河合满:“好的生产方式需要人的智慧去支撑”》)

在对田中义和的采访中,他向我们介绍了MIRAI的研发理念,也提到了这款车型在开发当中所面对的一些难题及需要解决的难题。

以下为此次采访的文字实录。

媒体:第一个问题,刚刚在工厂里看MIRAI的运行工况,发现除了燃料电池堆活动还有蓄电池。在动力输出上,这两种方式以哪个为主?还是有分工和配合?第二个问题,在MIRAI的氢燃料电池技术上,好像用贵金属作为催化剂,未来会不会减少对贵金属的依赖?这种变化是会在这代产品中体现,还是会在下代产品中有所改善?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

打个比方来讲的话,比如这个是燃料电池堆,这个是电池,丰田的氢燃料电池车和丰田混合动力的原理基本上是一致的。

当电池处于满负荷的时候,燃料电池堆不会对电池进行充电;电池电量减少到一定程度,部分燃料电池堆在驱动车轮的同时给蓄电池充电。

通常情况下是燃料电池堆里发出的电驱动行驶,但是在需要大的马力的时候,电池里的电也会共同作用于车轮,成为复合式的动力来源。

关于催化剂中使用贵金属的问题,2008年的时候丰田曾发布过一款燃料电池车,这是一款SUV,和那款车相比,我们现在发布的MIRAI这款氢燃料电池车这种贵金属,也就是铂金的比例降到了原来的三分之一左右。

具体的现在用于MIRAI这款车上的铂金的使用数字是企业机密,没办法公开,但是可以告诉大家,是几十克的这样一个量级。怎么实现呢?就是在这个催化装置中除了铂金之外,现在用钴和铂的合金的材料来当做催化装置。一方面可以提高催化的性能,还可以大幅度降低铂金的用量。未来还能减少多少铂金的使用,我们的目标甚至是能够再减少一半,以这样的目标开发。未来最终的目标是贵金属的使用量接近为零。

刚才说到催化剂中几十克贵金属材料,可能给大家的印象是占用成本非常大,其实事实上并不是这样。

媒体:第一个问题,看到MIRAI只有四个座位,是不是和储氢罐有关?第二个问题,未来丰田会不会有更多的氢燃料电池车及延伸车型?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

关于MIRAI四座有两个原因。

与其说和高压储氢罐有关,不如说是氢燃料电池堆,因为是放置在前排座椅的下方,后排座椅其实会控制燃料电池堆的位置。

另外和后方的悬挂系统也有关系,如果把后方的悬挂系统以及后驱加以改进的话,由四座变成五座是完全有可能的,但后排空间因氢燃料电池堆会受限,所以索性让后排乘客有一个相对宽松的空间,所以形成了目前四座的设计。

当然市场上也有声音希望要五座的,既然市场上有这样的反馈,我们也要做出反应,所以在未来新款MIRAI的开发中我们会认真考虑这个问题。

第二问题是会不会有跟多的氢燃料电池车及延伸车型,我们虽然不能一口气开发很多的氢燃料电池车,但未来丰田会不断丰田在燃料电池车方面的产品布局。

Q媒体:第一个问题,田中先生您也进行过普锐斯的开发,那么在MIRAI的开发上是不是借鉴了普锐斯的一些经验,最大的挑战会是什么?目前影响MIRAI量产的原因有哪些,或者在什么情况下可以进行全球化的量产?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

开发新的产品的肯定需要开发新的技术。确实在丰田氢燃料电池车的开发中也应用了很多以往丰田开发混合动力车的一些技术,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共通的一些核心的部件。

在氢燃料电池车上我们新开发了一款升压变压器,需要把电池的电量提升到650V,是为了氢燃料电池车专门开发这样一款特殊的装置。本来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,才让我们在MIRAI上可以应用到混合动力车所用的包括逆变器、电动机等这些共通的部件,这显然对于降低MIRAI的成本、控制成本是有帮助的。

另外对于提升品质、保证可靠性方面,氢燃料电池车借助了混合动力的一些核心零部件,也是起到了很大的作用。

在开发燃料电池车的过程中比较大的挑战主要有两个方面。第一个挑战是之前是没有大规模生产氢燃料电池车的经验,这次我们推出的MIRAI是作为一款真正意义上的量产车推向市场。在不同的使用条件之下,比如各个地区的温度、湿度的变化,这些变化对于车辆的使用会造成影响。评估并且在量产过程中满足这些变化和需求,这也是一个很大的挑战。

第二个挑战是在用电的方面,丰田混合动力车在使用高压电方面具备相应的经验,但是这次要使用氢燃料,在氢燃料的安全性方面,如何去制定并且满足安全的标准,确保推向市场之后的安全性?在这方面我们一边思考,一边进行开发,最终成行。

还有一个问题是关于进一步量产的问题。量产主要是两个核心部件现在一下很难实现量的突破:一个是燃料电池推,一个是高压储氢罐。

燃料电池推实际上是由370个电池单元组成,这是一个庞大的内部零部件的数字,目前很难用足够快的速度制造出这么多的电池的单元;高压储氢罐是碳纤维增强塑料,需要高温加工成型,这方面的技术也不是说提升就马上提升的了的。

在这两个方面我们也都在积极的进行开发,有望在未来实现技术的突破。我们的目标也是到2020年的时候,氢燃料电池车的年销量能够达到3万辆。相当于目前的10倍。

Q媒体:第一个问题,丰田混合动力已经累计实现了900万辆,氢燃料电池车才刚刚起步,在近20年的开发中会遇到哪些困难的事情?田中先生怎么看氢燃料电池车的发展趋势?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

说到开发氢燃料电池车的困难可能有三个方面:

首先,使用氢作为燃料这个想法最早在阿波罗登月计划的时候就有了,氢是可以作为火箭燃料的,但是把它用在2元4包微信红包群号上而且高效发挥能量,这本身就是一个挑战。

第二,市场化上还存在很大难度,在降低成本方面难度也是非常高的。

第三,就是如何安全的用氢、储存氢,保证安全、不出问题,这方面难度也是非常大的。

我们考虑是不是在燃料电池之外,有一个很大的驱动电池,在燃料电池升温需要等待的这段时间内,先用这种很大的电池来提供驱动力让车辆行驶,等温度升高之后,再关闭驱动电池,由燃料电池来提供驱动力,也可能是这样一种类似串联式混合动力这样结构的东西。

Q媒体: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?以MIRAI为例,工程结构对车型设计带来什么新的设计和不足?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

因为MIRAI这款氢燃料电池车的燃料电池堆是采用370个电池单元组成,如果增加电池单元输出功率就会增加,或者同样的把燃料电池堆平行的、并列的使用的话,就可以用到大型的比如巴士这种车辆上,还可以减少电池单元,比如我们研发的叉车就是用了84个电池单元。

只要调整电池单元的使用量就可以控制不同的功率输出,从这方面看,燃料电池车比传统2元4包微信红包群号在功率调整方面相对更简单一些。当然我们还是希望氢燃料电池车有更强的动力输出,因此,未来我们也会考虑在燃料电池堆中增加电池单元的数量。

第二个问题,采用燃料电池技术之后对2元4包微信红包群号设计的影响。当然因为使用电池和电机,在设计的自由度方面是有好处的,另外一个方面就是高压储氢罐,因为需要70—80甚至几百个大气压的高压来储存氢燃料,所以就必须是圆形桶装的结构才可以,因为采用这种圆形构造,对于车辆来讲也会带来一些外形的不同。

Q媒体:说到做燃料电池,宝马、奔驰、现代、包括一些其他日本企业都做过,但到现在为止,大家基本上好像已经放弃了这样一条燃料电池的道路而转向纯电,而丰田让然在坚持这个道路,那么请问丰田认为未来能够打赢FCV和EV这场竞争的原因会在哪里呢?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

刚才提到奔驰、现代包括日企其他品牌也都在做燃料电池车,当然宝马现在是和丰田合作,也在做这方面的开发。丰田欢迎越来越多的2元4包微信红包群号企业加入氢燃料电池车开发的行列当中,另外刚才也提到了其他厂家现在很多转向了纯电技术路线,而丰田还是在坚持燃料电池,其实丰田从未否定过纯电这样一个技术路线,包括也在进行外插充电混合动力车的开发等等,用电能应用也是一个非常好的解决方案。

燃料电池车未来的竞争方面,谁胜谁败,这目前对丰田来讲不是最重要的,丰田更关注的是未来氢能源社会的构建,把氢燃料推广到全球范围。所以丰田愿意与大家一道去开拓这个市场,在全世界更大范围加以普及。

为什么丰田能够把氢燃料电池车做成,在mirai这款车推出之前,很多人在焦虑FCV的团队什么时候能把产品拿出来,但作为开发团队我们本身很相信自己,相信氢能源的未来潜力,这方面我们非常执着于技术的开发,再加上丰田讲究造车的技能,我们负责车辆开发的人和负责制造开发的人也是在共同的想办法能够把这款车尽快的打造出来,可以说是这种共同的信念,而且非常执着的坚持,让我们把燃料电池车最终开发成功。

另一个原因,当时虽然迟迟没有开发完成这款车,内部也在焦虑、甚至批评,但是批评归批评,整个管理团队出于对社会负责的态度,丰田相信氢能源未来对环境社会的贡献和价值。所以燃料电池车开发中虽然很着急,但是从来没有动摇过,管理层也给了很大的支持。两方面的原因让我们把这款车成功开发出来。

Q媒体:刚才讲到通过管理燃料电池堆来控制功率输出,所以想问为什么丰田不直接用燃料电池堆驱动,而后边要加一块电池?新能源革命的方向一是降低排量,另外是减少石化能源的消耗,基于这一点看,蓄电池是否有必要?另外看到MIRAI前面是有空气滤清器的,就是说空气是和氢在反应堆里融合反应形成能量,在这个基础上看,涡轮增压装置对这个性能是否有提升?后备箱里有个专门用来启动的电池,而且仅仅是启动时单线管理的状态,这个必要性在哪里?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

首先刚才说了虽然作为燃料电池车来讲的话,即使没有驱动电池也完全是可以的,但是为什么还要有呢?是因为有了驱动电池的话,动力回收所得到的电能是可以储存到电池里面去的,而且在燃料电池堆高效发电的过程中他的电力是作为车辆驱动力,但燃料电池堆所产生多余电力可以储存到蓄电池里面去。刚才也提到了,在需要更强的动力输出的时候,除了燃料电池堆发电,也可以通过蓄电池储存的电量来加一个驱动力,简单讲就是以混合动力形式存在的方式对于车辆是有好处的,对消费者来讲也是有好处的,不管是享受更大动力的时候,还是循环的电能回收,都有它的价值。

使用涡轮增压的技术提高空气进入的量这个问题,首先涡轮增压是个比较成熟的技术,而且使用了涡轮增压的话对于效率的提升可能会有作用。但这并不是一概而论的,具体到某一款产品是不是使用涡轮增压的装置来吸入更多的空气,对于提升效率会产生好处,这要靠具体分析,未来如果采用这种更小型的涡轮增压装置来使车辆更有效的吸入空气来提高效率,这个技术是可以考虑的。

为什么还要用12V的蓄电池。2元4包微信红包群号用的驱动电池的电压一般都是比较大的,但是比如说电脑的系统、照明的系统所用的电量都是通过12V的低电压的电池来供应。

Q媒体:刚才说MIRAI这款车和混动有很多零部件是共用的,能否说一下这个比例?一辆MIRAI这款车的成本大约是多少?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

混合动力零部件和燃料电池车零部件的成本比例确实比较难以回答。

从价格来讲的话,mirai这款车在日本是723万日元,而且有当地政府相应补贴,但政府考虑这个补贴的前提是燃料电池车的成本比传统动力2元4包微信红包群号高300万日元左右。

Q媒体:零部件共享的比例大约是多少?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

很难回答零部件占比的问题,可以这样理解,相当于和混合动力车相比,混合动力车的发动机变成了燃料电池车里的燃料电池堆,混合动力车里的油箱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、驱动电池等等,燃料电池车和混合动力车都是一样的。

Q媒体:能不能延展的讲一下丰田和宝马的合作,合作的技术,各自的方向、分工等方面的问题?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

具体的很难讲,因为丰田与宝马的合作不仅仅是燃料电池车方面的,其实关于造车领域的方方面面都会有所涉及,比如说在运动2元4包微信红包群号的开发方面也有合作,在燃料电池车硬件开发方面也有合作。

Q媒体:想问一下成本有关的问题,未来燃料电池车是不是会有成本大幅下降的趋势?是不是您讲的那方面,燃料电池堆、储氢罐方面未来会有哪些技术上的突破?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

大幅降低成本的可能性肯定是有的,主要取决于两个方面。

一方面是量化的规模效应,形成了一定的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,更多是通过量化的规模效应实现。另外就是从技术开发的角度,未来方向肯定是开发这种高效、高品质的零部件,尽可能的少用贵金属,加强零部件的内部共享。

为了实现量化的生产,就要开发出相应的新的生产技术,为了开发这种新的生产技术,也需要新的设计才能实现,比如刚才提到燃料电池堆370个电池单元,里面每个单元都有非常薄的“膜”制造成的,可以说每一个电池单元的制作精度都非常的高,370个电池单元里面就会涉及到成千上万个刚才说到的这种“膜”,目前的制造技术很难提升这方面的制造速度,未来有没有可能形成像报纸一样印刷的这种技术应用到制造电池模块里面,电池模块才能实现更大批量的制造,如果能够开发出这类生产技术的话,那对于形成产品的量化是有帮助的,这个量的规模化就能带来成本的下降。

顺便也提一下,燃料电池堆和高压储氢罐作为2元4包微信红包群号厂家而言,独立开发的成本非常高草田策划

Q媒体:FCV被称为终极环保车,技术进步应该是永无止境的,作为丰田来说,终极之上,FCV之后如何再继续在环保车领域有所突破?第二个问题是燃料电池车发展处于初级阶段,而为了更好的解决环境问题,他肯定是需要普及的,现在加氢站等基础设施建设是很大的阻碍,那么对于丰田准备如何解决这些困难?距离解决这个问题还有多远?

A丰田2元4包微信红包群号公司田中CE:

很难讲,在燃料电池车之后,再终极的环保车是什么。比如说,会不会有这种不需要充电的电动车?

为什么说更终极的环保车很难讲,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的短板是续航里程问题,如果跑的更远就需要有更多的电池,或者小车上用电还好,大的巴士用电的话电池的数量就会非常的庞大,相对来讲用氢更有优势,因为氢的能源密度更大,而且充满的时间更短,可以保证一个正常的续航里程,而且氢从能量的储存、运输相对电能有更多的优势所在。其实,多了氢是多了能源的选择,这并不是到底用氢还是用电的选择题,对于车辆我们还是觉得应该根据使用用途来区分能源形式,什么时候用电,什么时候用氢,目前需要有这种不同使用方式的考虑,发挥各自的特点。

再说加氢站的问题。燃料电池车不增加,加氢站也不会增加。

对于丰田而言,未来更重要的工作是普及燃料电池车的使用。