或許這才是未來 豐田MIRAI

當年豐田推出第一代混合動力汽車普銳斯時，遭到不少來自外界的白眼。不少歐美車企對混動不屑一顧，認為HEV不過是過渡到電動車前的權宜之計。之后的結果讓預言家們大跌眼鏡，截止到去年7月，豐田的“過渡性產品”全球總產量已超過800萬輛，包括奔馳、通用在內的大多數跨國巨頭，都已經或正在加碼HEV產品。與百年前相比，如今汽車的性能早已不可同日而語，汽車行業也再度行至歷史性變遷的十字路口。科技進步極大拓展了未來交通的可能，擺在面前的能源路徑變得更加多元，從汽油、柴油、混合動力、電動車直至燃料電池的路徑越多。就當多數車企還在迷惘的時候，豐田量產了自己的氫動力燃料電池車。

數十年來，諸多汽車廠商一直都在尋找這樣一種燃料，它必須容易獲取、沒有污染，最好是地球上那種取之不盡、用之不竭的資源。后來他們發現氫氣可以滿足以上所有的要求。然而在數十年前，研究燃料電池車的高成本以及電池技術的不成熟使得汽車廠商們不愿意在這條道路上花費太多的精力。不過豐田汽車卻在燃料電池車的研發方面不愿放棄-并最終研發出了具有實際使用意義的氫燃料電池車——Mirai（日語“未來”的意思）。

一輛藍色的Mirai無聲地駛進加油站，工作人員連接好加氫的接口——不會立刻進行液態氫加注，系統會先進行安全檢測，過一小會兒，綠色指示燈亮起，意味著可以加氫了。儀表上的數字開始起跳，大約兩分多鐘，加注完畢。儀表顯示，此次加氫1.15公斤，總計1366日元。刷卡付費，Mirai無聲地駛離……。這不是科幻，而是位于日本愛知縣豐田市環保村里的實際場景。作為公認的世界上首臺量產氫燃料電池車，豐田的Mirai推出以來大受歡迎——到什么程度？現在下定金，最快2年半以后才能提到車，最長的時候，甚至要等3年！所以，如果等幾個月才能提車就算火爆的話，那么Mirai是不是火爆得有點變態了？

現在，在日本東京、名古屋這些地方，擁有一輛Mirai是讓人羨慕的事。不是因為它酷，而是因為它代表了未來。氫是地球上最廣泛存在的元素，可以多種渠道獲得；電的來源當然也很廣泛，但是它難以儲運，充電效率又很低，而液態氫儲運方便，價格低廉，以日本市場的Mirai為例，折算下來，每公里燃費不到8日元，約人民幣5毛不到，比用汽油便宜很多，更重要的是，加氫幾乎和加油一樣方便，因為豐田已經開發出了普通加油站改造加氫站的完整方案。此外豐田還公開了所有氫燃料電池的專利技術，這也是為了讓更多廠商參與進來。

燃料電池堆的成本，也已經大幅降低，同等續航里程條件下，FCV的成本已經大大低于純電動汽車。現在Mirai在日本的價格是700萬日元出頭，和皇冠的高配車型相當，算上政府200萬左右日元的補貼，和20多萬日元的減稅，也就一款低配皇冠的價格。在東京、愛知這些加氫站相對比較密集的區域，有500萬日元的預算，買皇冠還是買Mirai？這個選擇并不難做。

更值得期待的是FCV的成本仍有進一步下降空間，一是鉑金等貴金屬的用量還會下降，和2008年相比，鉑的用量已經降低了2/3，將來還能再降一半：燃料電池車目前成本仍比較高的原因，主要在于機加工的難度、電解質膜等特殊材料，隨著全新的專業化生產線的建成，豐田有信心使FCV的成本再降低25%，在2025年降到和普通混合動力車相同的水平。換句話說，雖然豐田Mirai是2014年底上市，但是真正的普及起點應該是11年以后的2025年。從1997年普銳斯上市開始，豐田混合動力全球累計銷量從0到第一個100萬輛，整整用了10年，但從2012年起，單年銷量就已經超越120萬輛。如今Mirai似乎在FCV領域重新復制普銳斯的故事。當然，目前國內還沒辦法享受這個未來汽車，因為國內的加氫站一只手就能數過來。

1 燃料電池堆

豐田Mirai搭載的燃料電池堆棧是由370片薄片燃料電池組成的，因此被稱為“堆棧”，一共可以輸出114千瓦的發電功率。豐田的燃料電池堆棧經歷了十幾年的技術優化，形成了自己的特色結構，比如3D立體微流道技術，通過更好地排出副產物水，讓更多空氣流入，有效改善了發電效率。所以整個堆棧的發電效率達到了世界頂級水平，達到了3.1千瓦/升，比2008年豐田的技術整整提升了2.2倍。

2 燃料電池升壓變頻器

由于燃料電池堆棧中每片電池發電的電壓大約在0.6V-0.8V之間，整體也不會超過300V電壓，所以為了更好驅動電動機，還需要安裝一個升壓器，將電壓提升到650V。

3 蓄電池

除了燃料電池堆棧發電之外，Mirai后軸上方布置的1.6千瓦時的鎳氫電池組也有著非常重要的作用——動力電池+儲能電池。這個電池組基本上跟凱美瑞混動的電池完全一樣，在整車負載低的時候可以單獨用它供電帶動車輛前進，與此同時燃料電池堆棧發出來的啊以給電池充電，用鎳氫電池充當一個“緩存”。

4 高壓儲氫罐

了解氫氣物理特性的人都清楚，氫氣跟汽油不同，常溫下氫氣是氣體，密度非常低并且非常難液化，常溫下更是無法液化，所以氫氣要安全儲藏和運輸并不容易。所以氫氣無法像汽油那樣直接注入普通油箱里。豐田設計了一大一小兩個儲氫罐，通過高壓的方式盡可能多充入一些氫氣。以目前的主流儲存技術，豐田選用了700Mpa也就是700個大氣壓的高壓儲氣罐，類似我們常見的“煤氣罐”，只不過罐體更厚重。兩個儲氫罐—共的容量是122.4升，采用700個大氣壓儲存，也只能容納約5公斤的氫氣。所以實際上燃料的重量并不大，反而儲氫罐特別笨重。

電動機

直接驅動Mi0rai車輪的電動機功率是113千瓦，峰值扭矩335牛米，基本相當于一輛2.0升自然吸氣家轎的動力水平。這臺電動機其實就是雷克薩斯RX450h上的那一臺，可靠眭有保證。

氫氣儲存性能

儲氫罐被設計成四層結構，鋁合金的罐體內部襯有塑料內膽-外面包裹一層碳纖維強化塑料的保護層，保護層外側再增加一層玻璃纖維材料的減震保護層，并且每一層的纖維紋路都根據所處罐身位置不同而做了額外的優化，使纖維順著壓力分布的方向，提升保護層的效果。

多重纖維材料的組合應用以及不同的纖維編制形式，能夠有效發揮各種纖維的物理特性，適應不同的罐體區域的受力情況，減少了40%的纖維用量。

駕乘感受雖然豐田Mirai的整車重量超過2噸，但其低重心設計和近乎平衡的配置（氫燃料罐和FC電池堆均被置于座椅下方，前后配置比達到了近乎平衡的58：42），使得豐田Mirai的操控起來會非常平穩。Mirai無論是車身平穩性還是靜謐性方面都超越了高端車，駕駛感受超越皇冠。或許豐田要表達的就是未來的“買菜車”也有如今豪華車的乘坐感受。