视频-丰田Mirai燃料电池汽车工作原理

你可知Mirai的前世今生？

相信不少人对丰田Mirai的名字都十分陌生，因其未入华，暂时来说还没有相应的官方中文名，有些人喜欢音译成“米娃”，但它的日文名发音“みらい”——意为“未来”。

Mirai是丰田FCV（Fuel Cell Vehicle，燃料电池车）计划的产物，早在1992年的时候，丰田就开始研究氢燃料电池汽车了，当时受限于种种因素才没有开发新车型，而是采用那时候成熟的汽油车平台去改造成氢燃料电池车。

但基于现有汽油车平台打造新能源车并非最佳方案，只有轻量化科技和适应新型动力系统布局的平台，才会成为最终作品。经过了20年的技术积累，丰田终于在2013年东京车展推出了FCV概念车。

直至2014年12月15日，丰田FCV概念车基本完成了技术验证，得名“Mirai”并在日本正式上市。与此同时，丰田斥资200亿日元用于提高日本爱知县工厂氢燃料电池和燃料箱产能，这笔巨资当时折合人民币10.4亿。

2015年1月底，全球首辆量产氢燃料电池车丰田Mirai在日本交货，售价为723.6万日元（含税）左右，享受政府补贴后仅500万日元（折合人民币26.5万左右）就可以拿下，价格与皇冠HEV相当 。

Mirai的工作原理是？

在了解Mirai之前，我们先要搞清楚氢燃料电池（Hydrogen Fuel Cell）是什么，它并不是遥不可及的高深事物，从字面意义上解读就是使用氢作为原料的电池。

氢燃料电池的基本原理其实早就被写入了高中化学课本，并“困扰”着一代又一代学子，那就是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极，从而产生出电能。对于化学是语文老师教的同学则可以简单理解为通过氢和氧气结合，产生出电能和水，其中电能就输出供车辆使用，水则排出车外。

那如果把燃料电池这个技术运用到汽车领域呢？

所以，大家对丰田Mirai的氢燃料电池有了个简单的认知后，是否觉得这货也没这么神奇呢？实则不然，这些小学问背后可是蕴含着大道理的，单单燃料电池这一块丰田就拥有5680个专利，涵盖燃料电池堆专利、高压储氢罐专利、燃料电池系统控制专利以及加氢站技术专利等。

我们把目光移回到丰田Mirai上就会发现，高压储氢罐、储能电池、燃料电池堆和由动力控制装置、驱动电机组成的动力系统均安装在底盘上，共同组成了TFCS燃料电池系统（Toyota Fuel Cell System），接下来就针对以上各部分进行深入讲解。

当然了，相信许多人都对储氢罐的安全性持怀疑态度，毕竟内部有着这么高的气压值，一旦车辆发生严重碰撞或者起火自燃的状况，储氢罐是否会爆炸？针对这个问题，笔者经过多番查阅找到一个权威的答案，如下图。（BTW，下面那句话不是Sir说的，而是出自丰田Mirai之父——田中义和之口。）

注：至于第三方机构的新车碰撞测试结果呢，笔者翻看了J-NCAP、IIHS、NHTSA、E-NCAP等众多权威机构的记录，均无丰田Mirai的碰撞成绩，因此我们有理由认为安全法规在氢能源车这一方面还未完善，因此无法做出权威的碰撞测试。

你以为Mirai只是一辆车？

如果单纯地认为Mirai仅是一个绿色环保的交通工具，那你就错了，再怎么说它还拥有两个大容量储氢罐吖，一来长途路上口渴了能去后面的排气（水）管接水喝，二来手机玩没电还能当充电宝。还别说，网上真有人直播喝Mirai排放出来的水呢！

因此，丰田Mirai不仅仅是一辆氢燃料电池车，它还可以看成是一个小型发电机，只不过使用的原料是氢气而不是汽油。

聊一下Mirai的短板

加氢难

就像硬币都有正反面一样，所有的事物都有好坏两面，氢燃料电池车也不例外。相比起特斯拉Model S四小时的充电时间，Mirai那只需3分钟的加氢速度以及续航里程看似赢了几条街。

加氢站的罕见程度有别于我们常见的加油站，据不完全统计，中国境内已建好的加氢站仅有9座，分布在北京、上海安亭、河南郑州、大连高新区、江苏如皋、广东佛山和深圳等地。

这也是Mirai迟迟未在国内上市的一个重要原因。并且建加氢站有异于建充电桩，整个环节中的制氢、储氢以及运输氢难度都远远高于充电桩。

车体重

别看Mirai的车身尺寸跟凯美瑞不相上下，实际上Mirai的总重量高达1850kg，比凯美瑞重了整整350kg。那么问题来了，尺寸为4890/1815/1535mm的丰田车居然这么重？究其原因竟是动力部分和储能部分占了多半空间，而再加满122.4L氢燃料以及四个乘客就能轻易突破两吨这个大关了。

写在最后

氢燃料电池车的量产为我们打开了一扇未来交通解决方案的大门，与各大国内厂商趋之若鹜的纯电动车相比，氢燃料电池车的优势十分明显，但制约其放开手脚的阻挠也相当不少。在油价日益上涨、路上纯电车及混动车比比皆是的今日，氢燃料电池车这个领域至今仍处于空白状，若时加氢站的数量得到缓解，Mirai啥时候入华做第一个吃螃蟹的人呢？