下圖是豐田燃料電池系統的發展歷史,相信大家會比較熟悉,那麼豐田在燃料電池汽車上面的歷程又是怎麼樣子的呢?

在豐田發表的「Toyotas Approach to Fuel Cell Vehicles」上,分為了7個重要的時間節點,僅展示了3輛燃料電池汽車,但實際上,豐田的燃料電池汽車數量遠不止此。

1992年,豐田從開始對燃料電池汽車的開發。

1996年,豐田推出了第一款燃料電池概念車FCHV-1參加了大阪的遊行,這是一款改裝自RAV4,採用了10KW的PEMFC和金屬儲氫裝置的FCEV,又稱EVS13。該車的續航里程達到了250KM。

1997年,豐田緊接著推出了第二款燃料電池車型,FCHV-2。該車同樣改裝自RAV4,搭載了25KW的PEMFC,並且使用了甲醇重整燃料電池,使其續航里程達到了500KM。

2001年3月,豐田推出了第三款燃料電池車型,FCHV-3。這次豐田不再玩RAV4了,改為用漢蘭達改裝。該車採用了功率高達90KW的PEMFC,依然採用了金屬儲氫裝置。另外,在FCHV-3上豐田使用了鎳氫電池作為輔助電池系統,這一設計是參考了普銳斯的動力系統。

2001年6月,也就是推出FCHV-3的三個月後,豐田就推出了其改進版FCHV-4。該車最大的特點是使用了高壓儲氫罐的方式儲氫,共採用4個25MPa的高壓氣罐,每個氣罐體積達到了34L,此舉讓FCHV的儲氫系統重量減少了250KG,達到了100KG的級別。由於當時壓低較低,FCHV的續航里程反而減少到了250KM。豐田對於高壓儲氫系統做了持續性的升級,2002年達到了35MPa,2004年達到了50MPa,續航分別達到了350KM與500KM。豐田打算在2003年將FCHV-4商業化,FCHV-4S也曾在日本進行過3000英里的測試

2001年10月,在第35屆東京車展上,豐田展出了第5輛燃料電池汽車,FCHV-5。該車使用了CHF(車載清潔碳氫燃料,clean hydrocarbon fuel)重整制氫,重整器體積達到了120L,燃料罐則為35L。FCHV-5與其他車輛使用了大量的共用部件以降低成本,如使用了普銳斯的輔助電池系統。根據豐田的說法,「CHF可以用原油,天然氣或煤炭生產,硫含量低。CHF還用作汽油發動機車輛的燃料,並且可以由當前的汽油泵供應。因此,在沒有氫供應基礎設施的情況下,FCHV-5將非常有用。」

同樣是2001年,豐田在第四屆環境論壇上公佈了燃料電池大巴車FCHV-BUS1,燃料採用高壓氫氣,動力系統使用了「燃料電池+電池」的方案,燃料電池功率達到了90KW。2002年對FCHV-BUS1進行了多項改進,開發出FCHV-BUS2,主要是將燃料電池系統由1個增加到2個,使總功率達到了180KW。

2001年可謂豐田的燃料電池大年,一口氣推出了多款燃料電池汽車,且在當時已經摸索到了現在的技術路線。

2002年,豐田推出了在FCHV-4上改進FCHV,得到了日本政府的認證,並開始在日本和美國進行小範圍的銷售。並且在2005年,豐田的FCHV得到了日本政府的型式認證(type certification)。

2003年,豐田在1月的底特律車展和3月日內瓦車展上展出了Fine-S燃料電池概念車,其特點是使用了4個輪邊驅動電機——一個輪子用一個電機。

2003年10月的東京車展和2004年1月的底特律車展上,豐田展出了Fine-S的改進車型:Fine-N。Fine-N同樣採用了4電機的佈置,另外還採用了線控轉向、制動和油門控制。

2005年10月東京車展和2006年3月日內瓦車展上,豐田展示了FINE-T概念車(在東京車展上尚被稱為fine-X)。值得注意的是,豐田沒有計劃完全生產和銷售Fine-T。它完全被設計為概念車,用於說明車輛技術在未來幾年將如何發展,使車輛具有基於性能的轉向和機動性,低重心,燃油經濟性和時尚的設計。

2008年,豐田推出了FCHV-adv,也就是這款車搭載了圖1中的豐田第二代燃料電池。該車依然基於漢蘭達的平臺改裝而來,使用了4個70MPa的儲氫罐,行駛里程達到了760公里。

FCHV-adv意為「先進」之意,我們看一下與老款的FCHV有什麼區別。

可以看出,其壽命、續航里程大大地增加了,同時我們也看到了熟悉的70MPa的字樣。這一代FCHV可以說是mirai的前身了。

2011年11月的東京車展上,豐田推出了一款「FCV-R」的概念車。據報道,豐田FCV-R的燃料電池組比其他氫燃料汽車更小,更高效,其H2輸入來自10,000 psi的圓柱形燃料箱。當時豐田希望其能夠在2015年銷售。此時的FCV-R在外形上已經與mirai非常的接近了。該車採用了100KW的燃料電池電堆,並攜帶了一個70MPa的儲氫罐,續航里程達到了700公里。

2013年,豐田在東京車展上展出了「FCV概念車」,這是FCV-R的下一代產品。此時的FCV,已經很像mirai了。豐田甚至已經談到在2015年左右推出一個非常相似的量產車型,並希望儘可能做到接近5萬美元的售價。該車電堆功率為100KW級別,功率密度達到了3.0KW/L,是FCV-ADV的兩倍,並攜帶了兩個70MPa的儲氫罐。

2015年,大家熟悉的mirai上線了。10月21日,mirai開始在加州銷售和交付。

由於mirai的資料鋪天蓋地,在此不做贅述。

總的而言,關鍵的幾個節點可以用下面這張圖概括,最重要的車型包括:

FCHV-1,FCHV-4、FCHV-adv,分別展現了十幾年後豐田在燃料電池汽車上的開發思路。強如豐田,也經歷了數十年的時間、數次更改設計思路,才推出了mirai,希望國內企業在緊迫的市場環境下,仍然能夠保持「研發為王」的思想。

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