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意外部件为何阻碍燃料电池车普及发展?

导读: 丰田上市了FCV“MIRAI”,本田也计划2015年度上市FCV。日本厂商带头走进“氢社会”新时代,可谓是划时代的成就。然而,FCV的普及还存在价格和基础设施的建设课题。MIRAI价格高达723万日元(含税),虽然可以使用补贴,加氢站的建设也迟迟未取得进展。

  普及燃料电池车(FCV)需要解决哪些课题呢?

  丰田上市了FCV“MIRAI”,本田也计划2015年度上市FCV。日本厂商带头走进“氢社会”新时代,可谓是划时代的成就。然而,FCV的普及还存在价格和基础设施的建设课题。MIRAI价格高达723万日元(含税),虽然可以使用补贴,加氢站的建设也迟迟未取得进展。

  在这种情况下,汽车厂商又发现,还有一种令人意外的部件或许会阻碍FCV的普及。这就是储存FCV的能源氢的高压氢燃料罐。

  高压罐未实现革新

  燃料电池系统的主角是使氢和氧发生化学反应的电池组(Stack)。电池组会影响FCV的性能和成本,因此一直被称为燃料电池系统的心脏部分。

  丰田对电池组反复进行了改良,与2008年的试制车相比,将输出密度提高至2倍以上,成功实现了小型化。昂贵的铂催化剂的用量也大幅减少。

  然而,高压罐却一直未能大幅实现小型化。虽然通过减薄包覆高压罐的碳纤维削减了成本,但由于里面装的是高达700大气压的高压燃气,“圆柱形的形状和尺寸基本都未能改变”(丰田技术人员)。

  这变成了FCV设计上的障碍。MIRAI将两个高压罐分别配备在后座下方和后备箱下方。由于占的空间比较大,所以MIRAI未能实现5座的设计。

  如果能实现像油箱那样扁平的形状等,车辆的设计自由度就会提高。但高压罐无法实现这种形状。比如,内外的压力都非常高、需要具备高度安全性的飞机和火箭最后都是做成圆柱形的。丰田的技术人员叹息说,“对此找不到革新性技术”。

  混合动力车未采用专用底盘,而是使用与普通汽油车相同的底盘降低了成本。而FCV由于高压罐的尺寸和形状问题,很难共享底盘。

  降低氢基础设施成本的方法

  高压罐还阻碍了基础设施的建设。加油站大约需要1亿日元就能建成,而加氢站的建设成本需要4亿~5亿日元。由于日本的安全标准比较严格等原因,必须设置支持高压氢的特殊设备。投资回收困难大,这是基础设施建设未取得进展的主要原因。

  对此,罗兰贝格公司总监(Principal)远山浩二建议“将压力降到350气压左右”,也就是将压力降到一半,所有设备的负担都会减轻,从而能削减建设成本。远山认为,“有望以1亿日元以下的费用建设加氢站”。

  FCV在开发之初使用过350气压的高压罐。后来为延长续航距离,将压力提高到了700气压。虽然也可以放弃采用最尖端技术的FCV的先进形象,降低技术难度,优先普及。将压力降到350气压的话,高压罐的体积也能缩小。这个提案可谓是一个注重实用性的方案。

  德国大众集团提出了比较现实的方案。即设计成不只以氢为能源的“完美FCV”。

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