■ 從一億到七百萬的秘密

　　盡管Mirai是一臺燃料電池車，但從整體結構上看它仍具有傳統(tǒng)內燃機車型的特點。對于它的外觀、內飾部分此前我們已經進行過較為詳細的解讀，對這些細節(jié)還略感陌生的朋友可以點擊《開辟新天地 實拍豐田氫燃料電池車Mirai》閱讀。這次我想和您聊聊它身上的一些技術特點以及由此引發(fā)的蝴蝶效應。

● 模塊化架構提升零部件通用率

　　豐田燃料電池項目的研發(fā)始于1992年，當時評估量產后的售價接近一億日元，今天價格已經下降到七百萬日元，售價的降低反應了開發(fā)、制造成本的下降，這其中隱藏了豐田不少努力。

● 優(yōu)化核心結構技術

　　提升零部件通用率是降低成本的有效手段之一，另一方面在20多年的研發(fā)過程中，豐田在燃料電池技術本身也取得了突破。開發(fā)人員通過優(yōu)化結構，降低貴金屬材料用量等方法，進一步降低車輛制造成本。

　　到了Mirai上，工程師在燃料電池和逆變器之間加裝了一種FDC升壓器，這樣早已大規(guī)模量產混合動力車型上使用的650V電機和逆變器可以直接應用在燃料電池車上。其他一些零部件例如智能功率模塊等也可以直接整合到Mirai上，從而通過利用混動車型量產規(guī)模效應降低燃料電池車型成本的目標。

　　為提升性能，Mirai燃料電池組中的質子交換膜厚度減薄了三分之二，促進了水的反向擴散，而導電率提高到原來的三倍；同時，高價聚合物電解質（electrolyte polymer）的用量也相應的減少。通過優(yōu)化鉑鈷合金比，催化劑的性能提高了80%；催化劑的碳載體也由空心體改為實體，這使得鉑金催化劑只能附著于碳載體表面而不會進入到內部空心中，鉑的利用率提高為原來的兩倍，鉑的消耗量減少了三分之二。這些技術創(chuàng)新大大降低了單位面積電極的材料成本。

　　儲氫罐是燃料電池車的儲能機構，除了安全性外，還有輕量化開發(fā)需求。因此在立項之初，開發(fā)團隊便決定在部分機構上使用了碳纖維材質。在量產工作中，豐田與碳纖維供應商進行了技術研發(fā)合作，提升普通碳纖維的強度。最終在Mirai上用普通碳纖維取代了FCHV-adv上使用的價格高昂的航空用碳纖維。

　　此前的量產車型中這部分中高角度螺旋纏繞占整個結構的25%，在Mirai上，這部分結構取消了高角度螺旋纏繞，通過改變塑料襯里的形狀，使過渡區(qū)域由連續(xù)弧線改為直線，減少了纏繞的總圈數。此外，開發(fā)團隊同事用環(huán)向纏繞層沿軸向逐漸回縮形成弧頂部的形狀，提高了過渡區(qū)域強度。這一系列改動使CFRP的用量相比此前車型相同區(qū)域減少了40%。重量效率比原來提高了20%，達到了全球最高水平的5.7wt%。

● 并非完美無缺

　　當然，Mirai的成本或者說售價還有不少下降空間，比如目前由于產量較小，車輛結構特殊的原因，它還只能在元町工廠中以低自動化率的方式生產。

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　　在不斷推進燃料電池技術量產的過程中，豐田希望包括Mirai在內的車型不僅在性能上要與傳統(tǒng)燃油車比肩，同時在成本上也一定要有競爭力，這樣才能成為未來交通工具的主流。當然，對于一項應用新技術的車型而言，降低成本勢必需要過程。從1億日元到7百萬日元雖已明顯減少，但距離普及仍舊任重而道遠。