燃料电池车:丰田发售MIRAI,计划2020年以后年销售数万台

2015年MIRAI计划生产700台,日本国内销售400台

2014/12/31

概 要

トヨタ・ミライ
丰田MIRAI的外观
(图为丰田向媒体公开的资料,下同)

  2014年12月15日,丰田历经约20年的开发,在日本国内发售量产型燃料电池车(FCV)"MIRAI"。含税售价为7,236,000日元,但去除最高202万日元的国家补贴后,实际负担的金额为5,216,000日元,地方政府也计划实施补贴(东京都约100万日元等)。

  几乎所有的丰田经销店都未展出MIRAI,MIRAI就如此静悄悄地上市了。截至上市日期,已获得约1,000台的订单,目前如再下订单,预计要到1~2年后才能交车。丰田表示,由于是全新的技术,因此谨慎地对待每台车辆的生产和销售。到2015年底,年产量将从目前的700台增至2,000台。

  丰田计划到2015年底在日本国内销售400台。欧美市场到2015年夏季发售,欧洲市场计划到2016年销售50~100台,由于美国加利福尼亚州加强零排放车辆 (ZEV) 规定,因此将美国定位为最大市场,计划到2017年底在美国累计销售3,000台左右。

  岩谷产业宣布,氢气定价在1,100日元/kg。假设汽油价格在160日元/L,MIRAI的燃油费与丰田Harrier混合动力车(JC08标准下行驶燃效为21.4km/L)相当。

  目前获得日本经济产业省补贴,已决定建设的氢气站有45个,还将在7-eleven配套氢气站。本田与岩谷产业也计划推进独立开发的小型氢气站“智能氢气站”的建设。

  目前MIRAI限量销售,本田的量产型FCV将于2016年1~3月上市,FCV与氢气站的普及速度预计将是较为缓慢的。丰田计划到2020年后每年实现数万台左右的销量。


相关报告: 2014年氢能与燃料电池展及2015年普及型FCV的发售计划 (2014年3月刊登)



丰田:2014年12月发售FCV "MIRAI"

  12月15日,丰田在氢气基础设施较为完善的东京、名古屋、大阪、北九州地区发售量产型燃料电池车(FCV)"MIRAI"。

  燃料电池堆和高压氢气瓶等配置在车辆中央地板下,降低重心,提高操作稳定性。5座车在技术方面也可行,但作为高级车,还是设计为4座车。每次充满氢气后,在JC08标准下可行驶650km。

  燃料电池堆通过全球首个3D细网格通道(3维微细网格结构的通道,提高空气(氧气)的扩散性,实现电池元件面内均匀发电)等,提高发电效率,开发出无需加湿器就可调整湿度的技术,实现高性能和小型化。

  高压氢气瓶采用东丽制造的碳纤维强化树脂,使气瓶的储存性能提高约20%,个数从原先的4个减少至2个。

 

トヨタ・ミライのリア&サイドビュー 燃料電池自動車イメージ図
丰田MIRAI的侧后视图 丰田的燃料电池汽车概念图
(与实际的配置不同)
上から見たTFCS 横から見たTFCS
丰田燃料电池系统 (TFCS) 的俯视图 TFCS、燃料电池堆和高压氢气瓶的侧视图,
配置于车辆中央地板下,以降低重心。

 

丰田MIRAI的主要参数

4,890mm
1,815mm
1,535mm
轴距 2,780mm
轮距 前/后 1,535/1545mm
最小离地间隙 130mm
 
车厢内长 2,040mm
车厢内宽 1,465mm
车厢内高 1,185mm
整备质量 1,850kg
载荷人数 4名

资料:丰田公开资料 2014.11.18

 

丰田燃料电池系统(TFCS)主要参数

燃料电池堆 名称 丰田燃料电池堆
种类 固体高分子形
体积功率密度 3.1kW/L
最大输出功率 114kW (155PS)
加湿方式 内循环方式(无加湿器)
高压氢气瓶 个数 2个
标称压力 70MPa (约700气压)
储存性能 (注) 5.7wt%
气瓶内容积 122.4L (前方60.0L/后方62.4L)
电机 种类 交流同步电机
最大输出功率 113kW (154PS)
最大扭距 335Nm (34.2kgf・m)
驱动电池 种类 镍氢电池

资料:丰田公开资料 2014.11.18
(注)氢气储量(重量)占气瓶重量的比例。

 

MIRAI兼具环保性能与便利性

  MIRAI采用融合了燃料电池技术与混合动力技术的丰田燃料电池系统。与内燃机相比能效高,且环保性能优异,行驶时不排放CO2及其他造成环境负荷的物质。只需充气3分钟左右,就可行驶650km等,实现了与汽油发动机车同等的便利性。

 

MIRAI采用的新技术

自主开发
丰田燃料
电池系统
(TFCS)
丰田燃料电池堆   新型丰田燃料电池堆的最大输出功率实现114kW。全球首次采用使电池元件面内均匀发电的3D细网格通道等,提高发电效率,实现高性能和小型化,与2008年发布的“丰田FCHV-adv”相比,输出功率密度提高1.2倍,达到3.1kW/L(全球最高水平)。
  对发电效率会产生重大影响的电池元件电解质膜的水分(湿度)控制采取内循环方式,通过发电产生的水在电池元件内部循环,无需再用到原先FCV所不可或缺的加湿器,全球首次实现无加湿器化。
FC升压
转化器
  新开发出小型高效的大容量转化器,将丰田燃料电池堆发电的电力升压至650V。通过升压,可缩小电机尺寸、减少丰田燃料电池堆的电池元件个数,为TFCS的小型高性能化以及降低系统成本作出贡献。
高压氢气瓶   为了以70MPa(约700气压)的高压储存氢气,采用3层结构,充分利用碳纤维强化树脂等材料。与搭载于“丰田FCHV-adv”的高压氢气瓶相比,气瓶储存性能提高约20%,达到5.7wt%(全球最高水平),实现小型轻量化。
安心、安全配置 FCV的
安全对策
  开发提高氢气渗透抑制性能、强度、耐久性的高压氢气瓶。
  采用可将碰撞能量有效分散至多个部件的结构等,针对前方、侧面、后方碰撞,实现保护丰田燃料电池堆及高压氢气瓶的高碰撞安全性。
标配先进
安全配置
  预碰撞安全系统(毫米波雷达方式)、车道偏离警示系统、行车起步辅助控制系统(抑制换挡操作时的突然前进或突然加速)、盲区监测系统等。
通过优异的操作
稳定性与静音性
追求行驶的乐趣
行驶的乐趣   通过大输出功率的丰田燃料电池堆与电池电源的最佳控制驱动电机,在所有车速范围都能实现迅捷的反应能力。踩下油门踏板的瞬间扭矩会立即上升,随即就能实现全马力顺畅的加速行驶。
操作稳定性   丰田燃料电池堆及高压氢气瓶等配置于车辆中央地板下方,实现低重心与优异的前后平衡,同时通过采用高强度车身等,加强后悬架周边强度,实现更高水平的操作稳定性与乘坐舒适度。
大容量外部电源供应系统   该车型拥有约60kWh的大容量电量,最大能提供9kW的电力,因此发生灾害等停电时,通过连接供电器 (单卖),可利用行李厢内的插座将电力从DC转换至AC,提供房屋及家用电器所需电源。

资料:丰田公开资料 2014.11.18

 

 



FCV MIRAI价格:实际负担521万日元,东京都政府还补贴100万日元

  MIRAI含消费税价格为7,236,000日元,日本国家补贴最高达202万日元,扣除补贴后价格在521万日元左右。此外,东京都等地方政府也计划另行提供补贴(东京都的补贴约达100万日元),最终消费者只需承担421万日元左右。

  丰田的FCV成本与10年前相比,减少至20分之1。高昂的白金用量与2008年相比,减少至3分之1,也为削减成本作出贡献,但9成的削减来源于量产化,为量产作出的充分准备确立了量产车型的可靠性、驾驶条件、耐久性。据称,原先FCV都是1台1台制造,所需成本约达1亿日元。

购买MIRAI实际负担金额

整车厂建议零售价(含消费税) 7,236,000日元
CEV(绿色能源汽车)补贴 最大2,020,000日元
扣除后实际负担金额 约5,216,000日元
其他减税优惠
环保车减税 汽车重量税 约30,000日元
汽车购置税 约180,900日元
绿色汽车税 第二年度汽车税 约22,000日元
减税金额合计 约232,900日元
资料:丰田公开资料 2014.11.18
(注) 1. 实际负担的521万日元几乎与Crown Athlete (2WD) 3,672,000日元 (2.5升车)~5,914,285 (3.5升车) 相当。
2. 除了国家补贴以外,不同地方政府也提供补贴。东京都将提供约100万日元。此外,爱知县、福冈县、大阪府等也在计划中。

 

 



2015年底生产700台,计划进一步投资200亿日元,将产量增加2倍

  丰田MIRAI计划到2015年底在日本国内销售400台。欧美市场到2015年夏季发售,欧洲市场计划到2016年销售50~100台,由于美国加利福尼亚州加强零排放车辆 (ZEV) 规定,因此将美国定位为最大市场,计划到2017年底在美国累计销售3,000台左右。

  在日本国内,截至12月15日上市时,主要从政府机构和地方政府获得1,000台订单。2014年12月~2015年底计划生产700台,但丰田担心供应不足,因此将向生产燃料电池堆的总部工厂及生产车辆的元町工厂投资约200亿日元,到2015年底将产量提高约2倍,增至2,000台左右。

  丰田计划到2020年后年产数万台,到2025年前后将MIRAI与同级别的汽油车差价缩小至目前混合动力车与汽油车的差价。

 

 



岩谷产业的氢气价格:FCV燃油费相当于中型混合动力车

  2014年11月,岩谷产业宣布,在公司氢气站销售的氢气价格定在1,100日元/kg。以160日元/L的汽油价格为例,丰田MIRAI的燃油费与丰田Harrier HV相当。

  岩谷产业预见到未来氢气市场将产生巨大的需求,因此制定了目前看来属于亏本经营的价格。

  2014年12月18日,在练马区成立氢气站的东京GAS将氢气定价在同级别汽油车的价格。

岩谷产业氢气价格为1,100日元/kg,燃油费相当于中型混合动力车

  根据日本资源能源厅2014年6月发布的《氢气、燃料电池战略规划》,在氢气站销售的氢气价格等于或低于2015年同级别汽油车的燃油费,2020年计划实现降至等于或低于混合动力车的燃油费。
  岩谷产业为了达到上述价格水平,2014年11月宣布,将其氢气站销售的氢气价格从100日元/Nm3 (注)改为以重量显示的1,100日元/kg (东京都市中心的氢气站价格不含消费税,是以“液化水素”为原料供应的氢气站价格)。原先氢气站的零售价格在150日元/Nm3左右。岩谷产业计划将上述资源能源厅提出的2020年“达到与同级别HV同等价格”的目标提前5年达成。

资料:岩谷产业公开资料 2014.11.14
(注)Nm3是换算为标准状态(0℃、1气压)后每立方米的氢气量。

 

 



大型氢气供应商JX与岩谷产业计划2015年度内建60个氢气站

  2014年12月15日在MIRAI上市日期启动的商用氢气站只有岩谷产业运营的2个氢气站(尼崎市与北九州市),12月下半月,东京GAS在东京都练马区开张,JX日矿日石能源在神奈川县海老名市开张。此外,还取得经济产业省补贴,决定开设41个氢气站。大型氢气供应商JX日矿日石能源与岩谷产业计划到2015年度底,启动60个氢气站。

  政府还宣布,计划在7-eleven配套建设氢气站,还启动了本田开发的小型氢气站的实证测试。政府计划放宽氢气站相关建筑标准及安保标准,削减成本,到2015年度成立100个氢气站。

  能源供应商计划在普及FCV前先完善氢气站,但目前FCV的数量与氢气站的数量都扩大得较为缓慢。丰田认为,“FCV的普及还有很长的路要走,真正普及尚需10年至20年”。

国内氢气站建设计划

2014年度内 截至2015年度(累计) 今后
JX日矿日石能源 海老名市等11个 合计40个 到2018年度合计100个,
到2020年度合计2,000个
岩谷产业 尼崎市等3个 在4大城市圏合计20个
丰田通商 固定式2个、移动式3台
东京GAS 12月18日在练马区成立
资料:岩谷产业公开资料 2014.10.22、JX日矿日石能源公开资料 2014.11.12
(注) 1. 包括移动式氢气站(采取搭载大型拖车所需配置的方式)。不包括7-eleven配套的氢气站及本田开发的小型氢气站(具体请参看以下内容)。
2. 除上述氢气供应商以外,还有大阪GAS、东邦GAS、西部GAS等也在计划中。
3. 东京都计划在举办东京奥运会的2020年普及6,000台FCV并建立35个氢气站。预计2015年将发售第3代FCV,计划届时普及约10万台FCV,建设80个氢气站。
4. 根据燃料电池实用化推进协议会 (FCCJ) 2010年制定的FCV及氢气站普及方针,2025年计划普及200万台FCV,在全日本建设1,000个氢气站,如每个氢气站为2,000台FCV的消费者服务,就能确保盈利。

 

JX日矿日石能源:除了一体化SS以外,还将建设独立型/移动式氢气站

主要建设
一体化SS
  JX日矿日石能源正在建设以一体化SS (ENEOS服务站)为主的氢气站。2014年12月下旬将在海老名市展出第1家店,2014年度内计划增至11家,2015年度计划合计增至40家。还计划到2018年度扩大至100家。
  据报道,将开发低成本的氢气制造技术,计划到2020年自主生产氢气,在销售方面,以可储存氢气和设置充气机等设备的约2,000家店为对象,计划陆续推进氢气站的配套建设。
独立型及移动式
氢气站
  JX能源2014年度建设的11家氢气站中,有8家为一体化SS,3家计划建设独立型氢气站。JX能源为了在土地资源稀缺的东京都市中心提供充气服务,计划建设独立型及移动式氢气站,10月新成立负责这些业务的全资子公司“ENEOS氢气供应与服务有限公司”。

资料:JX日矿日石能源公开资料 2014.7.16、日本经济新闻 2014.11.16/2014.12.22

 

岩谷产业:2015年度内建设20个氢气站

off-side型供应(注)   岩谷产业是日本国内最大的工业氢气供应商,几乎供应全部液态氢气。该公司将充分利用起氢气供应网络,推进氢气站的建设。2015年度内将扩大至20个。
  将采用off-side方式,向FCV供应从公司的氢气制造基地输送的氢气。2014年7月已在尼崎市、10月已在北九州市启动氢气站。
建设7-eleven
配套氢气站
  2014年12月,岩谷产业与7-eleven Japan达成一致,将在7-eleven店铺配套氢气站。2015年度将首先在东京都与爱知县启动配套氢气站的店铺,2017年度计划在全国范围内增至20家。将充分利用燃料电池,启动为7-eleven店铺供电的系统实证测试。
智能氢气站   2014年9月,岩谷产业、本田与埼玉市在该市建设利用水制造氢气并供应FCV的小型氢气站,启动实证测试。“智能氢气站”利用本田自主开发的高压水电解系统,无需压缩机,从高压氢气瓶到充填喷嘴的主要构成部位收纳在package型系统内。系统的尺寸为W3200mm×D2438mm×H2438mm,面积7.8平方米。建设成本只需目前氢气站的约1/10—5,000万日元左右,建设时间只需1天。
  2014年12月,岩谷产业、本田、北九州市在该市建设智能氢气站,启动实证测试。通过该市拥有的FCX Clarity,探索实用化等课题。

资料:本田公开资料 2014.9.18、岩谷产业公开资料 2014.12.15、岩谷产业7-eleven共同公开资料 2014.12.10
(注)在其他场所制造的氢气通过液态氢气等方式运输并供应的方式称为off-side,氢气站具备氢气制造装置的方式称为in-side。

 

丰田通商:启动固定式与移动式氢气站业务

固定式氢气站   2013年10月,丰田通商与日本Air Liquide共同成立“丰通Air Liquid Dihydrogen Energy株式会社”。将负责商用氢气站的建设与运营。2015年1月启动爱知县名古屋市与丰田市的氢气站。
移动式氢气站   丰田通商与岩谷产业、太阳日酸、三井住友Finance & Leasing宣布,年内将共同成立运营移动式氢气站的新公司。计划2014年度内启动3台左右。每台移动式氢气站成本在2~3亿日元左右,是固定式的一半。

资料:丰田通商公开资料 2014.9.1

 

东京GAS:在东京都练马区与埼玉市成立氢气站

练马氢气站   2014年12月,东京GAS在东京都练马区成立练马氢气站,配套于东京GAS建设的天然气站“练马Eco Station”,是关东地区的首个氢气站。采用off-side方式,接收其他地点制造的氢气。
浦和氢气站
(暂称)
  东京GAS目前还在埼玉市浦和建设配套于天然气站的氢气站。采用具备氢气制造装置的on-side方式,启动后还计划为练马氢气站提供氢气。近期将开始营业。

资料:东京GAS公开资料 2013.6.21/2014.12.18


  此外,丰田与本田在最大市场以及最受期待的美国加利福尼亚州向推进氢气站建设的FirstElement Fuel公司提供资金协助,支援美国的氢气站建设。

 

丰田与本田:向美国加利福尼亚州氢气站运营商提供资金协助

加州政府   截至2014年春季,在加州运营的氢气站仅9个,计划未来几年间核拨2亿美元(约合240亿日元)的补贴,在加州建设100个氢气站。
丰田   2014年春季,丰田向FirstElement Fuel公司提供720万美元(约合8.6亿日元)的资金协助。丰田认为,要在加州普及FCV,最初的几年尤为重要,因此向FirstElement Fuel公司提供协助,支持氢气站的建设。FirstlElement Fuel公司获得该州补贴与丰田的协助后,正在建设19个氢气站。
本田   本田在2014年11月的洛杉矶车展上宣布,将向FirstElement Fuel公司支援1,380万美元(约合16.5亿日元)。FirstElement Fuel公司利用加州与本田的资金,将氢气站建设计划增加12座,预计合计可建设31个氢气站。

资料:本田公开资料 2014.11.19、Bloomberg 新闻 2014.5.2

 

 



东京都计划到2020年引进50台FCV客车,还计划应用至高速客车(BRT)

  东京都于2014年5月举行“以氢气社会为目标的东京战略会议”,11月进行中期总结。会议中提出,计划到2020年普及50台燃料电池客车。还计划到2020年东京奥运会引进客车高速系统(BRT)。戴姆勒在BRT方面拥有长期经验,计划向日本投放这一系统。

东京都:计划到2020年引进50台燃料电池客车

  日野汽车2016年度即将发售燃料电池客车。该车型将是载荷人数80人左右的公交车,每次充满气可确保200~300km的续航里程。日野汽车计划在基础设施尚未完善的普及初期,趋向于投放从市区行驶至郊区的大型燃料电池公交车,这种车辆所需数量也较多。东京都还考虑根据公交车路线设置氢气站。
  东京都针对日野汽车正在开发中的燃料电池客车,2015年度进行实证测试,2016年度起将作为首都公交车运营。将首先作为首都公交车引进,到2020年包括民营公交公司的运营在内,还计划普及50台以上的燃料电池客车。
戴姆勒:计划在日本开展高速客车业务
  东京都计划到2020年奥运会引进BRT (Bus Rapid Transit)。戴姆勒在BRT方面积累了多年经验,从堵车情况分析、城市规划到资金筹措等方面都有专业的顾问团队。戴姆勒计划到2020年正式向日本市场投放使用燃料电池客车的BRT系统。销售及维护将由旗下三菱扶桑卡客车负责。
  使用BRT系统后,能确保客车与铁路实现同等的运输能力,例如在巴西库里提巴市的主干道路设置专用车道,连接2~3台客车,每隔1~2分钟运营。戴姆勒已在全球30多个城市运营超过180个BRT系统。因充分利用已建成的道路等基础设施,与建设铁路网络相比,投资额可控制在1/10左右。

资料:日野汽车公开资料 2014.3.26、Daimler公开资料 2014.10.30、日经产业新闻 2014.11.19/2014.11.26/2014.12.8
(注)除了FCV三厢车、客车以外,丰田自动织机到2018年还将开发FC叉车。电池叉车每天需充电6~8个小时,FCV叉车每次充气只需3分钟左右,几乎可以全天工作。量产FCV叉车的定价计划在数百万日元左右。

 

 



本田:2016年1~3月发售FCV三厢车,开发小型氢气站

  2014年11月,本田公布5座燃料电池车FCV的最新试制车。价格接近丰田MIRAI,在700~800万日元左右。燃料电池堆、电机等动力总成安装在发动机罩内,因此与丰田MIRAI相比,其优势在于车厢空间宽敞。本田将于2015年度(预计在2016年1~3月期间)首先投放日本,随后投放美国、欧洲市场。

  本田与岩谷产业共同开发7.8平方米的“智能氢气站”,2014年9月在埼玉市、12月在北九州市启动实证测试。FCV普及初期,由于大型商用氢气站较少,因此小型氢气站将有效地起到补充的作用(请参看上文中氢气站岩谷产业相关内容)。

 

Honda FCV CONCEPT 燃料電池スタック
定于2015年度上市的Honda FCV CONCEPT
(在本田总部大楼1楼的展厅 “Honda
Welcome Plaza青山”拍摄的图片,右同)
现有FCX Clarity搭载的燃料电池堆(图右侧)以及
33%小型化的新型燃料电池堆(左)

 

首次披露本田FCV Concept的外部充电器概念产品

Honda FCV Concept   新开发的燃料电池堆比现有FCX Clarify配套的电池堆还要小型化33%,输出功率达到100kW以上,功率密度为3.1kW/L,相比现有产品,提高约60%。包括小型化燃料电池堆在内的动力总成尺寸相当于V6汽油发动机,全球首次实现将FCV量产车的动力总成集成在三厢车发动机罩内。由此,实现5名成人可舒适乘坐的Full Cabin Package,同时在未来FCV扩大普及的时期可应用于多款车型。
  Honda FCV Concept搭载70MPa高压氢气瓶,每次充气可实现700km以上的续航里程。
外部充电器
概念产品
  本田发布实现最大输出功率9kW交流输出功率的外部充电器概念产品。FCV通过与外部充电器(Honda Power Exporter)相结合,可作为“移动电源”在灾害时期等特殊时期向社区提供电力。

资料:本田公开资料 2014.9.18/2014.11.17

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