汽车颠覆:氢能本秋上路

引领您出行的四项创新新理念之一
丰田
The Mirai
Mirai(未来)将于今年秋季上市。丰田

与喷气背包或机器人管家一样,氢燃料汽车在历史上一直饱受承诺高而兑现低的困扰。丰田工程师Matt McClory表示,他可以改变这一现状。在一个炙烤的洛杉矶郊外,他带领我穿过一个同样炙烤的停车场,来到全新的 丰田Mirai。这款氢燃料汽车是丰田的首款车型,代表了二十多年的研发成果。当它于今年秋季上市时,将成为历史上规模最大的氢燃料汽车发布(预计数千辆,而非几十辆)。

这意味着它的分量将超过过去那些微不足道的 氢燃料汽车 发布。就像近二十年前的 丰田普锐斯 一样,Mirai不仅仅是一个新奇事物。它有可能重塑汽车格局。

如果有人了解Mirai,那就是 McClory,他已经为这款车工作了八年。他表示,使其独特之处在于其卓越的续航里程:一次加满可行驶约310英里。这超过了其氢燃料竞争对手——本田FCX Clarity和现代途胜燃料电池汽车,也超过了目前市面上的任何电动汽车。即使是 特斯拉Model S,一次充电的续航里程也大约在250英里。

今天,我们将测试其效率。从丰田位于托伦斯的园区出发,我们将向西行驶至太平洋,然后沿海岸线上下行驶,尽可能在时间内积累里程,然后看看消耗了多少燃料。我们在加州驾驶Mirai并非偶然。它仅在该州销售,因为加州是唯一拥有足够多氢燃料加气站的州。(所谓足够多?目前有八个,不过到明年年底还将增加40个。)

出发时,McClory讲解了Mirai的工作原理。在我身后,隐藏在后座下方的是两瓶约5公斤的氢气。燃料电池堆——整个系统的核心——位于驾驶座下方。空气从前格栅进入,氧气在燃料电池中与氢气结合。结果产生驱动电机所需的电力,唯一的排放物是水。发动机盖下的镍氢电池储存了当时未使用的任何电能。(再生制动也会为电池充电。)关上车窗,我听到的唯一声音是增压器吸入空气到燃料电池发出的轻微嗡嗡声。

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不是发动机,而是用于管理燃料电池和系统电池的动力控制单元。丰田

穿过橙县拥堵的交通,可想而知是走走停停。到了海岸公路,路况畅通了。我踩下油门,Mirai在九秒内从零加速到60英里/小时——算不上 超级跑车,但表现相当不错。我保持约60英里/小时的速度,在弯道中穿行。天气变得更加炎热。加州圣卡塔利娜岛在我右边若隐若现。

驾驶过程中,我一直留意着仪表盘上的燃料电池监测器。我们平均每加仑行驶66英里(等效),表现相当不错,尽管很难将氢气的磅数与汽油的加仑数进行一对一的换算。话虽如此,我们消耗得有点快,所以我们在附近的一个氢燃料加气站停了下来。不出所料,所有的加油泵都有空位,设施干净,过程简单:将加油枪锁在接口上。五分钟后,油箱就加满了。

燃料电池 提供了明显的优势。它们比电池或燃气发动机能从燃料中提取更多能量,而且这些燃料的来源可以更多,甚至可以来自垃圾填埋场的排放物。此外,氢气可以像电池无法做到的那样为大型车辆提供动力。你无法在公交车或半挂车上塞入太多电池,而不触碰到边际效益递减的规律。因此,McClory说,氢能必须是我们替代燃料解决方案的一部分。“要使燃料电池对社会和环境产生影响,就需要销量——大量的燃料电池汽车和大型车辆,”他说。我对此深以为然。McClory说他会说服我 氢燃料汽车的重要性,他也做到了。Mirai并不花哨。它是一款轿车,而且价格昂贵——约57,500美元。但驾驶它,你会感觉到它很特别——尽管存在基础设施和分销方面的挑战,它可能就是下一代普锐斯。

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这个插头允许汽车在停电时作为房子的备用电源。丰田

需要什么?

推出一款价格实惠的氢燃料汽车是一个重要的里程碑。但燃料需要流动才能运行。目前,这是一个问题。在美国的一些地区,氢气通过管道供应,用于工业和商业场所。在其他地方,它必须储存在加气站的大型加压罐中。到目前为止,美国只有12个这样的加气站,其中10个在加州。在未来五年内,加州将投资2亿美元,并与多家天然气供应商和汽车制造商合作,再开设100个加气站。同样,能源部也在努力扩大全国的加气站网络。即便如此,氢能仍然面临一个基本的经济障碍:提炼氢气需要消耗大量能量,这使得氢燃料汽车 效率低于 其电池电动和汽油动力同类产品——至少在更清洁的生产方法出现之前是这样。

想看看未来汽车会是什么样子吗?请参阅我们《Popular Science》2015 年 11 月刊的“汽车颠覆”专题的其余部分。

 

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