無(wú)心插柳的開始

撰文/Ryan Leung

無(wú)心插柳的開始

撰文/Ryan Leung

日本新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展系列報(bào)道（之一）

說(shuō)到新能源汽車，就不得不提到日本。自上世紀(jì)60年代開始，以豐田為首的日本汽車企業(yè)就已經(jīng)開始攻堅(jiān)新能源汽車方面的技術(shù)。日本發(fā)展新能源汽車的思路是什么？有哪些技術(shù)儲(chǔ)備？又為未來(lái)做了哪些準(zhǔn)備？他山之石，可以攻玉。從本期開始，《新能源汽車新聞》將為您連續(xù)推出系列報(bào)道，帶您了解日本新能源汽車的發(fā)展史。

作為自古以來(lái)缺乏資源和能源的海島國(guó)家，日本自明治維新后走向近代化。其經(jīng)濟(jì)模式就一直為出口型經(jīng)濟(jì)，即從海外進(jìn)口原料、能源，在日本進(jìn)行加工，使之成為成品，再進(jìn)行出口。雖然在日本泡沫經(jīng)濟(jì)末期，即上世紀(jì)80年代末期，日本政府方面力圖拉動(dòng)其國(guó)內(nèi)消費(fèi)占經(jīng)濟(jì)總量的比重，但日本經(jīng)濟(jì)迄今為止依舊相當(dāng)依賴海外市場(chǎng)，尤其是北美市場(chǎng)。

同時(shí)，這種經(jīng)濟(jì)模式也極其依賴原料和能源的輸入。在日本步入近代化的早期，全球產(chǎn)業(yè)界主要使用的能源為煤炭，日本本土具有相當(dāng)多的煤炭?jī)?chǔ)量，雖然品位較低，但可以滿足一部分日本產(chǎn)業(yè)界的需求。而進(jìn)入石油時(shí)代之后，由于日本本土石油儲(chǔ)量幾乎可以忽略不計(jì)，在能源方面，日本成為了幾乎完全依賴進(jìn)口的國(guó)家。

不論是日本侵華，還是其后發(fā)動(dòng)太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)，很大一部分原因都是為了取得原料、能源和市場(chǎng)——太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)初期，舊日本軍發(fā)動(dòng)的“南方作戰(zhàn)”，其最重要目標(biāo)之一就是奪取號(hào)稱當(dāng)時(shí)亞洲產(chǎn)量最大油田的荷屬東印度（現(xiàn)：印度尼西亞）的巨港油田。

而整個(gè)太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，美國(guó)海軍為擊敗日本，運(yùn)用以潛艇為主的武器，在整個(gè)太平洋至印度洋的廣大海域，進(jìn)行了大規(guī)?！捌平粦?zhàn)”。其主要目的之一也是癱瘓日本的海運(yùn)，防止日本將占領(lǐng)地的能源和原料運(yùn)回日本本土供其使用，使其戰(zhàn)爭(zhēng)能力枯竭。

二戰(zhàn)后，日本走上了和平發(fā)展的道路，而美國(guó)主導(dǎo)的全球范圍內(nèi)的自由貿(mào)易也保障了日本的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)——日本被以美國(guó)為首的盟國(guó)在軍事上擊敗，但被擊敗了的日本，反而能夠在大多數(shù)時(shí)候，以公平的機(jī)會(huì)和價(jià)格得到其需要的任何原料和能源。而起因與日本無(wú)關(guān)的先后兩次石油危機(jī)，卻曾輕易讓日本經(jīng)濟(jì)陷入不況之中。

1973年爆發(fā)的第一次石油危機(jī)，致使日本經(jīng)濟(jì)從1973年11月開始，陷入了16個(gè)月的倒退期；1979年爆發(fā)的第二次石油危機(jī)，更是讓日本經(jīng)濟(jì)從1980年2月到1983年2月陷入長(zhǎng)達(dá)36個(gè)月的漫長(zhǎng)倒退期。

顯然，在全球各能源儲(chǔ)量與需求量不成正比的主要工業(yè)國(guó)中，日本是最有動(dòng)力去尋求化石能源以外的新能源的國(guó)家。而經(jīng)過(guò)日本民間、產(chǎn)業(yè)界、官方、學(xué)界等方面數(shù)十年的研究和探討，近幾年來(lái)，氫能源已經(jīng)被各界視為替代能源的首選，并且已經(jīng)得到諸方的直接支持，日本內(nèi)閣府、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、國(guó)土交通省、環(huán)境省等中央省廳更是將在其正式文件中寫明氫能源的“本格普及期”（正式普及期）為2050年。

今日，氫能源在日本得到如此青睞和各界支持，堪稱日本經(jīng)濟(jì)柱石的汽車產(chǎn)業(yè)界貢獻(xiàn)良多。那么，日本汽車業(yè)，又是如何走上這條氫能源之路的？

如諸位讀者所知，不論是已經(jīng)對(duì)外發(fā)布和量產(chǎn)的豐田MIRAI，還是尚未正式發(fā)布（預(yù)計(jì)將在明年面世）的本田氫燃料電池車，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與其說(shuō)接近純電動(dòng)汽車（EV），不如說(shuō)其更接近混合動(dòng)力汽車（HEV）?；旌蟿?dòng)力汽車，是未來(lái)日本主流新能源汽車——?dú)淙剂想姵剀嚨幕A(chǔ)。

生不逢時(shí)的最初嘗試

日本汽車企業(yè)在混合動(dòng)力車方面的研究和正式探討，始自距今51年前的1964年。這一年，豐田自動(dòng)車（即豐田汽車公司，下同）社內(nèi)進(jìn)行了關(guān)于“新引擎和能源問(wèn)題”的內(nèi)部探討。豐田自動(dòng)車的工程師們以此為主題，提出了多種方案，比如使用傳統(tǒng)的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)以外類型的發(fā)動(dòng)機(jī)作為未來(lái)車輛的動(dòng)力來(lái)源；或者是使用傳統(tǒng)汽油、柴油以外的天然氣和電力作為能源。

翌年，即1965年，豐田自動(dòng)車社內(nèi)對(duì)當(dāng)時(shí)提出的各類方案開始進(jìn)行具體的研究。這些當(dāng)時(shí)可以被視為天馬行空的方案，其中大多數(shù)成為后來(lái)豐田進(jìn)行的一系列技術(shù)開發(fā)的源頭。其中對(duì)后世影響最為深刻的是對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)與電池并用的混合動(dòng)力系統(tǒng)的研究。具體的實(shí)車研發(fā)始自1969年，兩年后豐田自動(dòng)車進(jìn)行了對(duì)外的試作車（試驗(yàn)車）公開。這是今天有據(jù)可考的第二款混合動(dòng)力試作車，第一款則是1969年美國(guó)通用汽車集團(tuán)公開的GM512。

迄今為止，日本的豐田自動(dòng)車和美國(guó)的通用汽車也是全球各自持有相關(guān)方面最完善的專利的兩家企業(yè)，就算是同樣擁有強(qiáng)大混合動(dòng)力技術(shù)的本田技研工業(yè)和三菱自動(dòng)車，這方面的開發(fā)也要晚得多，因此在專利方面遇到諸多阻礙。

不過(guò)遺憾的是，按照日本車廠的一般習(xí)慣，除去極少數(shù)外，幾乎所有的試作車都由于保守技術(shù)機(jī)密的原因，而被進(jìn)行徹底的“拆毀到每一顆螺絲釘”的銷毀。這輛1971年公開過(guò)的試作車，因此而沒(méi)有被保留下來(lái)。同時(shí)，因?yàn)闀r(shí)代較早的緣故，這款車留存下來(lái)的公開資料也相當(dāng)之少，甚至沒(méi)有圖片存世。

4年后的1975年，第二十一屆東京國(guó)際車展上，豐田展臺(tái)上出現(xiàn)了一款被稱為“豐田CENTURY GAS TURBINE HYBRID”的試作車。這臺(tái)車采用了一套串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，一臺(tái)以航空煤油為燃料的小型燃?xì)廨啓C(jī)被安置在車身前部，負(fù)責(zé)帶動(dòng)與其連接的發(fā)電機(jī)。由于這臺(tái)小型燃?xì)廨啓C(jī)不直接介入對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)，因此不需要類似今天的混合動(dòng)力車輛上常見(jiàn)的復(fù)雜的回轉(zhuǎn)制御系統(tǒng)（轉(zhuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)）。同時(shí)，也正是因?yàn)檫@層關(guān)系，這臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)可以一直使用最高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，充分發(fā)揮其效率。

燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)所輸出的機(jī)械能被發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能充入電池中，電池輸出的直流電則被用于驅(qū)動(dòng)布置于車輛前軸的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)再進(jìn)行對(duì)左右兩個(gè)前輪的驅(qū)動(dòng)。也就是說(shuō)，不同于通常的豐田初代CENTURY，這臺(tái)豐田CENTURY GAS TURBINE HYBRID試作車，采用的是前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)模式，而非前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)模式。

性能方面，根據(jù)當(dāng)時(shí)豐田發(fā)表的資料和進(jìn)行的公開展示來(lái)看，這款車的極速可以達(dá)到160km/h左右，也可毫不費(fèi)力的在高速公路上進(jìn)行120km/h巡航。當(dāng)然，以今日的分類來(lái)看，這款車與其說(shuō)是混合動(dòng)力汽車，不如說(shuō)是增程式電動(dòng)車，而考慮到豐田自動(dòng)車當(dāng)時(shí)為這款車配備了較大的油箱，燃?xì)廨啓C(jī)相較之一般往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)在同等體積下功率更大，其巡航距離甚至強(qiáng)于今天很多增程式電動(dòng)車。

1977年的第二十二屆東京國(guó)際車展上，豐田則帶來(lái)了與之前展出過(guò)的“豐田CENTURY GAS TURBINE HYBRID”并行開發(fā)的一款“SPORT 800 GT HYBRID”試作車（“GT”為“GAS TURBINE”即燃?xì)鉁u輪的縮寫，而非通常的拉丁文“Gran Turismo”的縮寫）。

這款車使用的混合動(dòng)力系統(tǒng)與豐田CENTURY GAS TURBINE HYBRID在構(gòu)造和原理上幾乎完全相同，但因?yàn)镾PORT 800這款車體極小的小型跑車的發(fā)動(dòng)機(jī)艙尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于初代CENTURY的情況，各個(gè)部品使用了體積更小，輸出也更低的版本。

就可行性來(lái)講，豐田這套以燃?xì)廨啓C(jī)和電池為核心部件的串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，在當(dāng)時(shí)已經(jīng)達(dá)到極高的完成度，但可以說(shuō)，它們生不逢時(shí)。上世紀(jì)70年代中后期，正是各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家因空氣污染問(wèn)題逐漸引起社會(huì)關(guān)注而迅速?gòu)?qiáng)化排放規(guī)制的時(shí)期。不論是在日本還是美國(guó)，每?jī)赡辏踔烈荒?，排放?guī)制就會(huì)進(jìn)行一次強(qiáng)化。

而燃?xì)廨啓C(jī)雖然具有功率密度遠(yuǎn)高于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的先天優(yōu)點(diǎn)，但由于本身的構(gòu)造原因，其排氣量遠(yuǎn)超過(guò)類似體積下的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，除非使用極其復(fù)雜和龐大、昂貴的排放控制系統(tǒng)，不然在當(dāng)時(shí)技術(shù)條件下，難以滿足當(dāng)時(shí)迅速嚴(yán)格化的排放規(guī)制。而使用這樣的排放控制系統(tǒng)，不僅會(huì)讓車輛量產(chǎn)后的成本和售價(jià)都達(dá)到天文數(shù)字，其本身增加的重量也會(huì)讓這一系統(tǒng)變得毫無(wú)意義。

因此，豐田自動(dòng)車這套生不逢時(shí)的燃?xì)廨啓C(jī)、電池并用的串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，因?yàn)榉N種現(xiàn)實(shí)條件的限制，和當(dāng)時(shí)其他企業(yè)研究過(guò)的類似系統(tǒng)一樣，相關(guān)資料、材料被封存，等待未來(lái)重新改進(jìn)和運(yùn)用的時(shí)刻。

（注：為保證更好地展現(xiàn)日本新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，本文中相關(guān)名詞均采用日本慣用名稱。）