2014年氢能与燃料电池展及2015年普及型FCV的发售计划

开始建设商用氢气站,计划2015年设置100处

2014/03/17

概 要

トヨタ FCV Concept

  本报告将针对2014年氢能与燃料电池展(2014年2月26日~28在日东京国际展示场召开)的展出情况及3大日本整车厂2015~2017年普及型FCV(燃料电池车)的发售计划进行介绍。

  丰田及本田将于2015年、日产将于2017年发售普及型FCV。价格方面,3家整车厂的售价均低于1,000万日元,并表示还将努力进一步降低成本。

  2015年发售普及型FCV的同时,丰田与宝马、本田计划与通用共同开发FCV,新车型于2020年发售。

  关于FCV的开发,据本田资料介绍,续航里程(氢气储存量)、环境性能(冰点下启动、高温环境下的热控制)、输出性能(小型・轻量化、动力性能)等课题有望突破。但耐久可靠性、品质保证及成本方面,由于相互牵制影响,设计时需要进行平衡,今后还需要持续的技术开发。

  日本政府将振兴燃料电池产业作为发展战略之一,对商用氢气站的建设进行补贴,并着力于对全球最严的安全基准进行修改。

相关报告:
燃料电池车:为削减开发经费、降低成本,形成全球3大开发阵营(2013年9月登载)

2013年东京车展:丰田展出定于2015年发售的燃料电池车/CNG概念车(2013年12月登载) 



丰田:2015年发售FCV三厢车、2016年发售FCV客车

  丰田在2014年氢能与燃料电池展中展出2015年市售车的基础车型Toyota FCV Concept(2013年东京车展首发)。其设计将FCV特有的“吸入空气生成水的功能”具体化。平台及车身专为三厢FCV度身开发。

  加入Hybrid的H后,本应叫做"FCHV",但Hybrid作为汽油HV的印象已根深蒂固,因此转称为"FCV"(利用充电池为电机提供电力的Hybrid功能不变)。

  新型FC Stack与目前配置于丰田FCHV-adv的Stack相比,输出密度为后者2倍以上的3kW/L,实现小型・轻量化的同时,保持100kW以上的输出功率。地板下配置2个70MPa的高压氢气罐,定员4名。

  此外,丰田还与宝马共同开发新型FCV,预计2020年发售。预计此阶段将以300万~500万日元的价格每年销售数万台。

  丰田还计划2016年上市与日野汽车共同开发的燃料电池混合动力车。家用热电联产系统的应用已经实用化,燃料电池铲车还在开发中。

  FCV作为外部电源,可供一般家庭日常电力使用1周以上。FCV具有若干优于EV蓄电池的强力发电机,可作为理想的应急电源使用。

Toyota FCV Concept

前侧视图 后视
フロント・サイドトビュー リヤビュー
将FCV独特的“吸入空气生成水的功能”具体化。前脸设计强调吸入空气的大型侧身散热器格栅。侧面利用丰富的车门表面表现了空气向水的转变。 后脸以双体船(将2个单体船以一定的间隔左右并排后,用水面上甲板连接成一体的船只)为主题,体现水流动的感觉。
灌充盖采用以波纹为主题的设计。
FCV Concept的裸露底盘 燃料电池及升压转化器
FCV Conceptのベアシャシー2013年东京车展 燃料電池と昇圧コンバーター2014年底特律汽车展
前面为电机和PCU、前排座椅下方为燃料电池和升压转化器(参见右侧图片)、后排座椅下方为1个氢气罐、再后面为充电电池和第2个氢气罐。 图片右侧为燃料电池、左侧为升压转化器。可通过升高电压,实现电机的小型化,减少燃料电池单元的数量。
(注) 1. 2008年发售的FCHV-adv,4个氢气罐的总容积为156L。新概念车减少2个氢气罐,总容积未公布。
2. Toyota FCV Concept的充电电池使用Prime Earth EV Energy产的镍氢电池。由于FCV排出水,在寒冷地区车辆各部位容易结冰,因此采用低温性能比锂离子电池更好的镍氢电池。

 

Toyota FCV Concept的主要参数

车辆 长/宽/高 (mm) 4,870/1,810/1,535
定员(人) 4
续航里程 (km) 约700(JC08行驶模式)、实用续航里程也达500km以上
最高时速 (km/h) 170
燃料电池 种类 固体高分子型(无加湿器)
输出密度 (kW/L) 3.0
输出功率 (kW) 100以上
可启动温度 (℃) -30
氢气罐 储藏方式 高压罐(2个)
灌充压力 (MPa) 70

 

燃料电池技术的应用计划

燃料电池客车  与日产汽车共同开发,计划2016年上市。
燃料电池铲车  与丰田自动织机共同开发中。
家用热电联产系统  与爱信精机共同开发家用燃料电池热电联产系统,2012年起销售。

 

 



本田:2015年投放普及型FCV、2020年投放与通用共同开发的新型FCV

  本田在2013年11月美国洛杉矶车展上全球首发新型燃料电池车Honda FCEV Concept。2015年继日美市场后投放欧洲市场。配置的FC Stack在达成约33%小型化的同时,实现了100kW的高输出功率和3kW/L以上的输出密度。配置70MPa高压氢气储藏罐,续航里程为300英里以上。

  此外,本田于2013年7月与通用就共同开发新一代燃料电池系统达成意向。计划共同开发燃料电池系统和氢气储藏系统,这2个系统为今后技术开发及降低成本的重中之重。并计划于2020年左右投放成本进一步降低的FCV。

  本田还力争实现“FCV车辆价格 + 车辆使用期限内氢气价格合计”等于或低于“汽油车 + 汽油价格合计”的目标。

  目前的FCX Clarity选配设定可置于后行李箱的移动型逆变器盒。可作为灾区的紧急电源使用。已于2012年3月向埼玉县政府交付。此外还交付北九州市,于2013年4月起进行一般家庭及公共设施的充电实证实验。还设定于将于2015年上市的普及型车。

Honda FCEV Concept

前视图 侧视图
フロントビュー2014年底特律汽车展 サイドビュー2014年底特律汽车展
新Concept车的FC Stack约小型化33%,将包含小型化的FC Stack在内的动力总成集约配置于前发动机罩下,由此实现5人乘坐的空间(FCX Clarity将V Flow FC Stack和相关零部件置于中央通道。尽管拥有长轴距和短鼻,但由于延伸至后排座椅脚部的中央通道隆起,定员为4人)。此外,通过将动力总成置于前方,将来可在若干车种内推广。

 

移动型逆变器盒的主要参数

基本规格 额定输出  9kW
外部供电时间  连续7小时以上(9kW)
外部供电能力  一般家庭使用约6天的电力
电力变化部 电压调整方式  逆变器方式(移动型)
装备 交流插座  15A×6个、30A×3个
显示部  输出显示灯・警告灯(超负荷、加热保护)
外形尺寸(H/W/D)・重量  628/623/368 mm・49.5kg

 

 



日产:2017年发售与雷诺/戴姆勒/福特共同开发中的FCV

  日产为了实现"Zero emission(零尾气排放)"和"Zero fatality(零死亡事故)"2个零,推进相应的“电动化”和“智能化”。

  电动化方面,除先行的EV外,还将于2017年发售与雷诺、戴姆勒、福特共同开发的量贩型FCV(戴姆勒也计划2017年量产)。EV和FCV均为电动车,两者的主要元件可共用。例如,将X-Trail FCV的电机改良后,作为日产聆风的电机使用。

  本届展会中还展出基于2005款X-TRAIL打造的FCV的拆解车。

Nissan X-TRAIL FCV(2005款)拆解车

车室内及地板下
室内および床下 图片下部2005款车型的燃料电池堆体积为90L、重量为120kg。2011款燃料电池堆小型轻量化至34L和43kg,因此可置于发动机罩内。另外还将高价白金的使用量减至1/4、电池堆成本降至1/6。
图片右侧为置于后排座椅下面的氢气罐。2017年发售的普及型FCV还考虑将氢气罐由1个增至2个,小型化,并降低组装高度。

 

 



启动对商用氢气站的补贴

  2011年1月,3大日本整车厂及10家能源运营商共计13家公司宣布,将于2015年向市场投放普及型FCV,并在此前国内建设100处商用氢气站(同时,经济产业省、中部经产局、大阪府、福冈县也公布此内容,并表明支援立场)。

  截至2014年2月,作为新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的业务,利用全国17个氢气站进行实证试验(目前全部为NEDO的实证业务,并非商用设施)。

  以补助的方式对商用氢气站的设置进行支援,首先利用2013年度国家予算,对19个氢气站(预算总额45.9亿日元)进行补贴,开始建设商用氢气站。2014年度预算中还将对40个(总额72亿日元)商用氢气站进行补贴。

  此外,对全球最严格的安全标准进行修改。氢气站设置方面,3省厅(经济产业省、国土交通省、消防厅)将各司其职,更涉及4部法律(高压气体保安法、消防法、建筑基准法、城市规划法)。   国家补贴将用于国内多达100处氢气站的设置。之后,HySUT(氢气供应和利用研究协会)也接介入,放宽过度的监管,力求将单个氢气站的建设成本降低至5~6亿日元,以便实现纯商业氢气站的建设。

目前进行中的氢气供应基础设施实证试验的目的

70MPa灌充技术  进行70MPa氢气灌充未解决课题的相关技术验证。
低成本技术  对氢气站的低成本技术及是否达到实用化水平进行验证。
高频率・高负荷运行  设想FCV・氢气站的使用已真正普及,对氢气站设备进行高频率・高负荷运行,验证其实用性・抗老化性。
总系统技术  从氢气制造设备到FCV灌充,对包含氢气制造・运输・储藏・灌充在内的整套基础设施的总系统技术进行验证。

资料:HySUT(氢气供应和利用研究协会)。为了实现2015年FCV在一般用户中的普及,于2009年由3家整车厂、石油批发商、城市燃气商、工业气体・金属材料・设备厂商共计19家公司・团体成立HySUT。

 

商用氢气站建设补贴制度的启动

出自2013年度 国家预算  2013年6月,为了建设商用氢气站,决定使用2013年度预算对19个氢气站进行补贴。19个充电站的地区布局为:首都圈11个、中京圈6个、关西圈1个、北部九州 1个。事业主体为石油批发商、城市燃气商、工业气体・金属材料・设备厂商等。
 补贴金额按照补贴对象经费(设备器材费、建设费等)的1/2、氢气供应能力可创造的上限金额(1.3亿日元~2.5亿日元)中较低的金额支付。预算总额为45.9亿日元。
出自2014年度 国家预算  2014年的补贴以得到批准为前提,补贴申请于2月24日~3月17日受理。每个氢气站的金额为1.5亿日元~2.8亿日元,征集40个,预算总额为72亿日元。
资料:一般社团法人 下一代汽车振兴中心
(注) 1. 目前使用中的17个实证氢气站作为NEDO事业,利用国家预算运行。这些设施2016年度以后的处置方式(转换为商用设施等)尚未公布。
2. 海外考虑2015年前在美国洛杉矶近郊设置68个氢气站。欧盟地区虑在德国设置50个,此外在北欧、英国、法国的设置计划也在进行中(本田资料)。
关于氢气罐设置的标准修改
2010年12月起  氢气站设置涉及高压气体保安法、消防法、建筑基准法、城市规划法4个法律,对氢气站的材料、选址、建筑・设备间的距离、运营等做出了细致的要求。
 2010年12月,为放宽限制,经济产业省、国土交通省、消防厅公布需对上述4个法律中相关要求进行再确认的16个项目的工程表。
 其中,《70MPa氢气站的建设基准》、《市区化调整区域内的氢气站建设许可基准》、《与汽油加油站的并建》等已经做出修改。例如,实证试验中的“海老名中央”和“神仓(名古屋市)”氢气站就与JX日矿日石能源的汽油站并建在一起。
2013年6月起  根据《规制改革实施计划(2013年6月内阁决定)》,修改项目考虑新增8项。例如,《可建于市区的小规模氢气站的标准整备》、《市区内氢气保有量的增加》、《可使用钢材的相关性能基准整备》等。

资料:HySUT(氢气供应和利用研究协会)

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