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一辆丰田氢燃料电池车是如何制造的?

时间:2018-07-26
一辆丰田氢燃料电池车是如何制造的?
目前丰田已经推出了氢燃料电池车MIRAI、氢燃料电池大巴以及氢燃料电池叉车。这些举措只是
丰田营造“氢社会”的第一步,丰田最终是要达到“丰田环境挑战2050战略”目标
7月24日,丰田市元町工厂内十几名员工在组装线上忙碌着。与习惯了的自动化总装线不同,这里的一切都需要人工介入,而这里生产的汽车就是丰田的氢燃料电池产品MIRAI。2个月前,中国国务院李克强访问日本时,曾对这款产品格外关注。
MIRAI这款产品有什么亮点?为什么丰田选择手工打造这款氢燃料电池车?这款新能源汽车的成本与续航如何?丰田的氢燃料电池车运行能力发展到了什么程度?这些问题在寰球汽车探访中逐步得到了答案。
100分钟下线一台MIRAI
丰田氢燃料电池车MIRAI的诞生地元町工厂作为丰田最老工厂之一,同时也是丰田精益生产的发源地。该工厂始建于1959年。其占地面积为159万平方米,员工约有7000人,丰田元町工厂主要生产GS、Crown(皇冠)、Mark X和MIRAI(氢燃料电池汽车)等中高端汽车。
其中,MIRAI的总装线原先是丰田旗下雷克萨斯生产LFA高级跑车的地方,由此而来MIRAI总装线被称为LFA工房。与常规的车企工厂一样,丰田元町工厂拥有冲压、焊接、喷涂、组装四大车间。不过对于丰田MIRAI来说,这里的四大车间并不全部使用。据介绍,MIRAI核心零部件主要都是丰田的其他工厂生产,元町工厂主要负责组装。
一辆丰田氢燃料电池车是如何制造的?
丰田MIRAI手工总装线
在没有来到这座工厂之前,理所当然的认为,丰田MIRAI总装线应该是十分现代化自动化率非常高的生产线。但当来到这座工厂生产线参观时发现,MIRAI总装线没有使用机器人自动化设备,而是全部采用手工组装。负责组装的员工约有15人。这样的手工组装一般只是在少数高级车辆生产时采用,这保证了质量但也牺牲了效率。据了解,一辆MIRAI需要约100分钟,而常规的汽车流水线效率达到了每分钟一辆。目前MIRAI的年产量约有3000辆。
一辆丰田氢燃料电池车是如何制造的?
丰田MIRAI手工总装线
丰田采用人工组装的方式对MIRAI进行总装,主要是氢燃料电池车的关键零部件需要格外重视,同时在组装中加快氢燃料电池车的研发体系。另外由于部分零部件产能有限,使用这种人工生产方式基本符合整个生产链条的速度。据负责人介绍说,与大规模自动化相比,采用手工方式组装,工人对待每一辆车仿佛迎接新生命的诞生一样都更有感情。
资料显示,丰田MIRAI一次加满氢需要3-4分钟,续航里程可达650公里。目前MIRAI车型在日本官方售价是723.6万日元(约合43.45万元人民币),补贴后个人购车约500万日元(约合30万元人民币)。
丰田2020年氢燃料电池车全球销售超3万辆
从最早2014年12月在日本出售的MIRAI,随后2015年秋季丰田向美国和欧洲出售,MIRAI的销量也在不断攀升。2015年销量为700辆,到2016年的约2000辆,再到2017年的约3000辆。随着销量规模的提升,丰田在氢燃料电池车使用终端也进行了布局。
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丰田氢燃料电池大巴
丰田为了实现氢燃料电池车的大规模普及,计划在2020年前后将MIRAI、氢燃料电池大巴等氢燃料电池车的销量扩大至每年3万辆以上。目前,丰田氢燃料电池大巴目前全球仅为4辆,其中一辆为此次寰球汽车参观丰田元町工厂所用的摆渡车。其余三辆在日本东京做路试。根据规划,丰田在2020年前后。在日本国内实现每月销售1000辆,每年销售超1万辆的目标。
目前,在日本国内丰田销售范围仅限于4大都市圈(东京、大阪、名古屋、福冈),为了做好普及工作,丰田计划到2020年东京奥运会以及残奥会时,投入氢燃料大巴达到100辆以上,以增加更多消费者对氢能源的了解。
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丰田氢燃料电池叉车
除了向社会提供氢燃料电池车出行工具,为达到利用氢能源建设环保工厂的需求,丰田在今年3月份向元町工厂投入20台由丰田自动织机公司生产的氢燃料电池叉车(以下简称“FC叉车”),同时在元町工厂新建FC叉车专用加氢站。目前,丰田在元町工厂投入的FC叉车达到22台。
根据丰田挑战2025战略目标要求,为实现工厂二氧化碳零排放的目标,丰田计划将目前使用的传统动力叉车全部更换为FC叉车,其中,到2020年左右向元町工厂投入170台~180台FC叉车,其他工厂也将大力导入并使用FC叉车。
一辆丰田氢燃料电池车是如何制造的?
 MIRAI氢燃料电池堆研发
随着丰田汽车技术越发成熟,制约氢燃料电池车普及的两大因素成本和加氢站上也做好准备。在降本方面,丰田基于20余年的技术积累,逐渐实现成本控制和攻克技术壁垒。比如,针对氢燃料电池反应堆中的催化剂,必须是贵金属——铂(没有替代材料),对氢的纯度要求极高(99.99%),空气中的CO、SO2一旦与其接触会大大降低催化效果。丰田对其进行了电镀处理,降低了90%的铂使用量,使得成本得到大大降低。
位于丰田村的加氢站工作人员示范了氢燃料电池车的加氢过程,MIRAI氢气饱和量是5公斤,整体加氢过程大约3分钟。和传统燃油车相同,加氢之前需要熄火,不同的是这款汽车设置了熄火后才可打开加氢接口的装置。加氢接口连接正常后,需要在加氢设备上输入车辆型号等相关信息,如果普通市民,可以直接在设备上刷信用卡,信息将自动显示。在整个加氢过程中发现,除了一些细节上的调整外,整体与目前的传统燃油车加油过程并没有实质区别
在今年3月份,丰田联合日产、本田等11家公司成立“日本加氢站网络公司”(Japan H2 Mobility,下称“JHyM”),其目的是体系化的建设氢燃料电池车加氢站。目前日本共有约100个加氢站,其中东京有14个。根据JHyM计划在2018至2021年度新建80座加氢站,普及4万辆氢燃料电池汽车。最终形成氢燃料电池和加氢站的良性循环的商业模式。
丰田尝试多条新能源道路
在今年5月11日,为迎接中国国务院总理李克强的到访,丰田汽车把最尖端的高科技产品拿出展示。据了解,整个参观过程几乎是李克强总理与研发人员的问答过程,其中对氢燃料电池车,李克强重点了解氢气压缩储存和加氢站布局等安全问题。访问归国后,国务院相关部门便成立了氢燃料电池联合小组。
一辆丰田氢燃料电池车是如何制造的?
丰田常熟加氢站
对于丰田来说,中国汽车市场的快速发展丰田汽车自然不想错过,丰田公司社长丰田章男甚至曾表示:“将与时俱进,全力追随中国的发展步伐。”为了能够在中国推行燃料电池车,在去年10月底,丰田在中国常熟启动氢燃料电池车“MIRAI 未来”的实证实验。并且丰田在华首个加氢站落地常熟。
据悉,丰田汽车将在2017-2020年期间,利用“MIRAI”车型作为开端,针对“中国使用环境下的车辆行驶调查”、“氢燃料品质调查”、“品质耐久性评测”等多个方面进行实证实验。在中国,丰田将协同国内企业一起发展氢燃料汽车,并将巴士等商用车作为丰田优先探讨向中国引进的车型。 
一辆丰田氢燃料电池车是如何制造的?
丰田环境挑战2050战略
丰田汽车如此卖力的推行氢燃料电池汽车,与“丰田环境挑战2050”战略有着密切关系。丰田在这一战略中明确提到“使汽车产生的负面影响无限接近于零”和“为社会带来正能量”两个目标。
除此之外,丰田还要达到“新车二氧化碳零排放”、“工厂二氧化碳零排放”等六项挑战,这对于任何一家车企来说无疑近似一场“革命”。

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