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氢视界 | 氢能汽车霸主——丰田
日期:2023-04-19   [复制链接]
责任编辑:sy_sunmengqian 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
从替代燃油车的路径来看,主要存在着纯电动、混动和氢能汽车。在全球大多数国家都以纯电动汽车和混合动力汽车为主攻方向时,日本以丰田为代表的车企则将赌注押在了氢燃料电池车(FCV)。专注氢燃料电池研发二十余年的丰田,已然成为了该领域的无可超越的巨人。

氢燃料电池车MIRAI的诞生

第一代MIRAI于2014年上市销售,划时代地成为了世界上首批量产的FCEV,拥有“快充3分钟,续航600km(NEDC工况下丰田测试值)”、“好比移动空气净化器,只排水不排碳”、“无惧严寒畅行无阻”、“避难或野营时,可作为移动应急发电站对外供电”等商品特性。

2020年12月,丰田汽车公司宣布,FCEV(燃料电池汽车)“MIRAI Ⅱ”全新换代,并上市销售。第二代MIRAI基于与雷克萨斯LS相同的GA-L后驱平台打造,定位中型轿车,车身长度为4975mm,轴距为2920mm。搭载了三个储氢罐+一台134kW的电机,一次加氢约3分钟,可实现续航800km,“满氢”续航里程提升到了850km。作为对比,MIRAI在美国市场起售价为49,500美元(约合人民币35.6万元),并可获得价值1.5万美元(约合人民10万元)的免费氢燃料,换算后约合25万元。日本本土起售价为710万日元,约合人民币35.4万元。

第二代MIRAI

成为氢能汽车霸主


丰田在氢燃料电池的技术领域究竟有多强?用独步全球来形容并不为过。从国际专利分类号来看,丰田汽车在H01M8燃料电池及其制造领域申请的专利数量最多,达到9671件,占总量的61%。

据统计,燃料电池专利申请人全球排名中,日本丰田汽车以10737个专利族占据首位,其一家的专利占专利总量的22.3%。此外,爱信精机及电装两大与丰田渊源深厚的汽车零部件供应商占比26.3%,从某种程度来讲,丰田体系将48.6%的技术垄断在手中,其霸主地位无可撼动。

业内人士分析,总体上看,日本、美国、中国、韩国和德国是燃料电池技术主要专利申请国,对各关键技术的研发方面发展比较均衡。日本作为全球专利排名第一的国家,在多个关键技术上均处于绝对领先地位,技术最为全面且没有明显的短板,对控制技术尤为重视。

2019年4月初,丰田宣布,将无偿提供丰田持有的关于电机、电控(PCU)、系统控制等车辆电动化技术的专利使用权(包含申请中的项目)约23740项。值得注意的是,这并非丰田首次开放专利,早在2015年1月,丰田宣会在全球范围内开放5680项有关燃料电池技术的专利,其中包括丰田最新氢燃料电池车型Mirai的1970项关键技术,涵盖从车载软件、系统到制氢,以此来促进燃料电池汽车进入市场初期的普及。

换帅未改发展路线


2023年1月26日,丰田汽车宣布从今年4月1日起,丰田章男卸任社长职位,出任会长职位,同时任命丰田首席品牌官兼雷克萨斯品牌负责人佐藤恒治(Koji Sato)接任社长职位。

2月13日,佐藤恒治在东京举行记者会,表示将以2026为目标,推进新一代纯电动汽车(EV)的开发。但同时他还表示为实现去碳化,不仅是EV,还将提供混动车等,实行全方位战略,并指出因世界各国能源相关管制和经济情况不同,制造汽车需要应对多种需求。

丰田汽车会长佐藤恒治

彼时外界纷纷猜测佐藤恒治是否会更加注重电动汽车发展,毕竟众所周知,丰田前社长丰田章男并不认可全面转向电动汽车,并为此引起了几次舆论争议。

目前丰田推出的纯电汽车销量也并不乐观,新能源汽车销量仍以混动为主。2022年,丰田混合动力车型和纯电动车全球销量同比增长4%至272万辆,其中纯电动车销量增长70%,但销量只有2.44万辆。且与其它跨国巨头相比,丰田电动车销量市场体量依然较小。2022年,大众新能源汽车同比增长26%至57万辆。在纯电汽车潜力巨大的中国市场,丰田纯电车型因入局较晚,2022年销量不到5000台。

发展受限的氢能乘用车

2014年,丰田在日本、美国等地区推出了全球首款大规模量产的氢燃料电池车Mirai;2022年,丰田发布了第二代Mirai,并将产能提高到每年3万辆。但从2014年至今,丰田Mirai仅销售出21700辆。时至今日,丰田仍旧走在研发、推广氢燃料电池的路上,而汽车电动化仍是替代燃油车路径上的干道。氢燃料电池或许是“下一个百年”,但在当下,丰田的“氢之梦”仍步履维艰。摆在丰田面前最直接的问题,就是如何解决氢燃料电池成本高、加氢站少。

只有成本具有竞争力,才能够获取市场,曲高和寡并非企业长久的生存之道。丰田深知当前制氢方法在效率、环保方面、并没有把握完全胜过传统的化石能源和纯电动汽车,同样在不断尝试各种路径。2019年初,日本物质材料研究机构(NIMS)与东京大学和广岛大学合作,对光伏发电和蓄电池的制氢系统进行了技术经济效益评估,并认为,通过开发2030年前后完全可能实用化的、放电较慢但成本低廉的蓄电池,日本国内有望实现每立方米17-27日元(约1.04-1.64元人民币)的制氢成本。

另一个难点就是加氢站的建设,其成本远比建立加油站要高,而且在存储上的安全要求也比石油要高得多,这也制约了日本加氢站的普及。根据加注氢气的能力计算,一天加注200公斤氢气的加氢站,目前需要1000万人民币左右的投入(不含土地成本)。目前日本计划在2025年建成320座加氢站,对于一心想大力普及氢燃料电池汽车的日本来说,现在远远不够,因为目前日本国内加油站数量超过3万座,充电桩超过4万座,加氢站没有一定的规模,根本无法取代传统燃油车。

此外,铂这一贵金属作为燃料电池反应堆中的催化剂,以目前的技术具有不可替代性。根据公开资料,现代NEXO氢燃料电池SUV的铂金用量是56克,技术较为先进的本田Mirai则需要15克铂。然而全球铂的年产量仅为90吨,即使把全球铂产量都用来造丰田Mirai氢燃料电池车,Mirai的产能也不过600万辆。 

原标题:氢视界 | 氢能汽车霸主——丰田
 
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来源:清氢研究院
 
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