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                日本新能源考察之丰田汽车FCEV氢燃料电池的研发与应用
                     丰田氢燃料≡电池车成为在2019年中日经济协会年会上的关注焦点,对于丰田氢燃料电池车的研发和促进汽车社会可持续发展的贡献,且氢燃料电池的研发,已成为丰田汽车研发中▓心重要任务之一。
                 
                     对于丰田汽车来说,在其描述的未来社会汽车业的六大挑战中,很明确了零排放的挑战,是汽车业发展↘的大趋势,第一个面临和要解决的挑战,是新车二氧化碳零排放,第二项是㊣全生命周期下二氧化碳零排放,第三项是工厂二氧化碳零排放,第四项是对水环境影响小化的挑战,及第五项的构筑环境型社会和生态系统←的挑战,和人与自然共荣、共生、创建美好未来的挑↑战,这些挑战是对环境的保护,也是2050为构建美好的社会,与可持续发展的社会,而需丰田汽车做到的改变。
                     丰田汽车在面对第一♂项新车二氧化碳零排放的实现中,到2050年丰田新车二氧化碳的排放量将削减90%,随着HV的大量普及,加速下一代车辆技术研发,设想以◣移动距离来划分不同车辆的燃料电池的使用,近距离的小型货车、个人代步工具、近距∑离轿车等使用纯电动能源电池,对于市内乘用巴士、短距离两厢及三厢轿车使用生物燃料、CNG、合成燃料ETC等混合燃料√电池,而对于中长距离的大型卡车、送货卡车、或者公共巴士、长途巴士等使用氢气燃料电池,来实现环●境保护。
                     对于不同类型的新能源燃料的使用,丰田公司将其命名为FCEV,其优点ξ主要包括:第一、能源的多〓样化使用,其氢气燃料可以由多种一次能源制造获得,燃料获取成本较低;第二、零排放,丰田ξ 新出厂的车辆在行驶过程中,完全不会排放CO2,这是丰田对未来汽车挑战的突出引领;第三、行驶充满快乐,丰田∩汽车的电机启动特有的平稳和静肃性,且从车辆起步到低速档位、中速档位的良好加速性能,会让消费者的驾驶享▓受感倍增;第四、便利性,这是丰田汽车续航里程与传统汽油车的角逐,未来丰田的新燃料电池汽车的续航里程丝毫》不会亚于汽油车,同时加氢时间Ψ 只需要3分钟左右,这解决了目前电动能源汽车的缺陷;第五、在突发状况下、丰田汽车的燃料电池还可以输出电力,这是汽油车没有办法比拟的。
                 
                     未来丰田燃料电池车的成功投放,将给世界带来真正意义上的零排ζ放汽车,为了这一目标,丰田从1992你那就开始研发,1996年在大阪正实现了FCEV新燃料电池策划的巡游,2002年LIMITED在美国和日本出售,2005年FCV通过政府认证,2008年RANGE和COLD START车型量产,再到2013年TOYOTA FCEV概念亮相,和MIRAI发售,丰田的燃料电池车,目前在日本和北美已经有100多辆燃料电池车,行驶里程超过200万公里。
                     对于丰田的FCV(MIRAI)轿车车型的新型燃料电池车,MIRAI从正式开售到2017年,产量∏已经从原来的700辆/年,增加到3000辆/年,构成MIRAI的主要部件有FC升压转换器、燃料电池组、驱动▆电池组、高压储氢罐、电机和动力控制单元,其燃料电池经过三次升级,体积功率密度已达①到3.1KW/l,处于高水平,这是燃料电池单体开发的创新技术,其通过改善电极,通过电解质膜的薄膜化、气体扩散层的性能提升、催化剂高活性化,实现了电极的反应大幅度提升,以通过高电流密度化提升性能。
                 
                     为了保障电解质膜的质子传导性,MIRAI燃料电池单体内部循环发电时生成的水蒸气,实现了自我加湿的系统,并且MIRAI燃料电池单体外部循环,为了保证电解质膜的质子传导性,使用加湿器给空气加湿,从而实现了小型化和轻量化的集成,使其能在高温无加湿器的条件下任然能够正常运行。
                 
                     MIRAI的存储氢的高压氢气瓶,采用塑⊙料内胆(封存氢气),碳纤维强化数值层(确保耐压□强度)、玻璃纤维强化树脂层(保护ㄨ外表面)三次构成,其碳纤维强化塑料内胆结构实现了氢气存储性能。另外MIRAI的燃料电池和混合动力系统,为MIRAI降低∩了成本,除了燃◣料电池技术外,丰田的另一大优势混合动力技术也被突出体现↓。
                     目前全球的加氢基础设施主要集中在日本、德国、北欧、英国等国家,预计到2020年全球将有望建成数百座加氢站,为可持续性发展、充分利用电力』和氢能,形成多种多样的能源组合使用,成为丰田的战略转型︻和发展方向。
                 
                     望眼全球,21世纪人类将迎来动力系统多样化的时代,从丰田2014年发售的MIRAI就可见一斑,全世界■通过利用再生能源和CO2零排▽放的氢气,来实现人与自然的共存,而丰田正在为这项利于人类社会的事业而≡做出自己的贡献。
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