燃料动力电池车将降低“身段”东山再起

2002年十二月二日，丰田和本田在全球首次租售燃料动力锂电池车（图1）。交车对象是日本的中央政府部门，丰田供应四辆，本田供应一辆。时任日本首相小泉纯一郎出席了在首相官邸举办的交车仪式，燃料动力锂电池车作为新一代汽车的有力候补，受到了极大的关注。

时任首相小泉纯一郎乘坐了本田的燃料动力锂电池车FCX

不过，之后混合动力车和纯电动汽车日益崛起，燃料动力锂电池车最近几年处于不起眼的地位。但近来，燃料动力锂电池车开始再次受到关注。

其契机是，丰田和本田宣布2015年开始销售燃料动力锂电池车。而且，售价很有可能大幅降低。部分报道称，丰田计划把2015年销售的车型价格降到每辆500万日元左右。另据报道，本田虽然到2015年降不了那么多，但计划2020年把售价降到500万日元以下。

2002年刚推出时的租售价格，丰田的燃料动力锂电池车FCHV为每月120万日元，本田的燃料动力锂电池车FCX为每月80万日元。由于并不对外销售，当时并没有给车辆定价，假如定价，据说要在1亿日元以上。而现在将降至当时的1/20左右。虽然单纯比较，这一价格在汽车中还是比较高的，但燃料动力锂电池车已经不再遥不可及。

努力削减成本终见成效

那么，为何有望实现每辆车大约500万日元的大幅低价格化呢？熟悉燃料动力锂电池车的氢能源产品研究试验中心理事长渡边正五表示，这是努力削减成本的结果。

燃料动力锂电池车是配备燃料动力锂电池的纯电动汽车。与纯电动汽车相同利用马达行驶，但驱动马达所需的电力来自燃料动力锂电池。而且，（填充一次燃料或充一次电的）续航距离比纯电动汽车长，燃料的填充时间也比纯电动汽车的充电时间短，因此易用性比纯电动汽车出色。

燃料动力锂电池车的燃料动力锂电池与大约10年前相同，以燃料使用氢的PEFC（高分子固体电解质型燃料动力锂电池）为主流。电解质采用具有离子导电性的高分子膜，用燃料极和空气极夹住电解质构成电池单元（单电池）。氢（H2）在燃料极分解成质子（H＋）和电子。质子移动到电解质中，在空气极与氧和电子发生反应生成水。此时，电子通过外部电路从燃料极移动到空气极，由此发电（图2）。另外，还要采用白金催化剂促进空气极的反应。

燃料动力锂电池（PEFC）的发电原理。

经由隔膜层积制成的电池单元，就组成了燃料动力锂电池组。每个电池单元的电压只有0.6～0.7V左右，所以通过层积单元形成电池组来提高电压。PEFC方式的燃料动力锂电池系统由燃料动力锂电池组、燃料动力锂电池组辅助器件（压力调节阀、氢泵、冷却水泵、加湿器、空气压缩机、辅助马达）、动力控制单元（逆变器、DC/DC转换器、电子控制单元）等构成。在此基础上追加存储燃料氢的高压氢燃料罐，就构成了通常的燃料动力锂电池车。

共享混合动力车部件

为降低成本做出贡献的一个举措是提高燃料动力锂电池组的输出密度。例如，假如单位体积的输出密度提高到2倍以上，则使用的燃料动力锂电池的体积就可以减至一半以下，因此能削减材料费。实际上，丰田已经开发出输出密度是现行燃料动力锂电池车FCHV-adv两倍以上的燃料动力锂电池组。输出密度高达3kW/L（图3）。

丰田的燃料动力锂电池车FCHV-adv2008年九月开始租售。

还有通过削减燃料动力锂电池组层积的单元数量来降低成本的措施。假如减少层积数，可以削减燃料动力锂电池组的材料费，因此能降低成本。不过，发电电压也随之降低，所以要使用转换器。利用转换器升压来应对要高电压的情况。

减少氢燃料罐的数量也为降低成本做出了贡献。通过优化燃料罐的长度和直径，在燃料罐的总容积相同的条件下，以前要配备四罐燃料，而现在两罐即可。燃料罐数量的减少，使得燃料罐配备的部件数量可减半，因此能降低成本。

氢燃料罐方面还推进了其他削减成本的举措，比如通过降低燃料罐使用的碳纤维的等级、或者削减用量来压缩材料费。渡边介绍说，之所以能这样做，是因为日本修改了《高压气体安全法》。以前，为确保每天填充两次氢能使用15年，规定燃料罐的耐久试验条件为充气1万1250次，而现在针对使用频率较低的汽车修改为充气5500次。另外，针对氢燃料罐开发了能更轻松地缠绕碳纤维的制造技术等，这也为低成本化做出了贡献。

除此之外，马达、电池、逆变器等混合动力车也在使用的部件，则直接沿用混合动力车的产品。而且，能实现一体化的部件全部实现了一体化，由此也削减了成本。（日经技术在线！供稿）