■ 从一亿到七百万的秘密
尽管Mirai是一台燃料电池车，但从整体结构上看它仍具有传统内燃机车型的特点。对于它的外观、内饰部分此前我们已经进行过较为详细的解读，对这些细节还略感陌生的朋友可以点击《开辟新天地 实拍丰田氢燃料电池车Mirai》阅读。这次我想和您聊聊它身上的一些技术特点以及由此引发的蝴蝶效应。
● 模块化架构提升零部件通用率
丰田燃料电池项目的研发始于1992年，当时评估量产后的售价接近一亿日元，今天价格已经下降到七百万日元，售价的降低反应了开发、制造成本的下降，这其中隐藏了丰田不少努力。
● 优化核心结构技术
提升零部件通用率是降低成本的有效手段之一，另一方面在20多年的研发过程中，丰田在燃料电池技术本身也取得了突破。开发人员通过优化结构，降低贵金属材料用量等方法，进一步降低车辆制造成本。
到了Mirai上，工程师在燃料电池和逆变器之间加装了一种FDC升压器，这样早已大规模量产混合动力车型上使用的650V电机和逆变器可以直接应用在燃料电池车上。其他一些零部件例如智能功率模块等也可以直接整合到Mirai上，从而通过利用混动车型量产规模效应降低燃料电池车型成本的目标。
为提升性能，Mirai燃料电池组中的质子交换膜厚度减薄了三分之二，促进了水的反向扩散，而导电率提高到原来的三倍；同时，高价聚合物电解质（electrolyte polymer）的用量也相应的减少。通过优化铂钴合金比，催化剂的性能提高了80%；催化剂的碳载体也由空心体改为实体，这使得铂金催化剂只能附着于碳载体表面而不会进入到内部空心中，铂的利用率提高为原来的两倍，铂的消耗量减少了三分之二。这些技术创新大大降低了单位面积电极的材料成本。
储氢罐是燃料电池车的储能机构，除了安全性外，还有轻量化开发需求。因此在立项之初，开发团队便决定在部分机构上使用了碳纤维材质。在量产工作中，丰田与碳纤维供应商进行了技术研发合作，提升普通碳纤维的强度。最终在Mirai上用普通碳纤维取代了FCHV-adv上使用的价格高昂的航空用碳纤维。
此前的量产车型中这部分中高角度螺旋缠绕占整个结构的25%，在Mirai上，这部分结构取消了高角度螺旋缠绕，通过改变塑料衬里的形状，使过渡区域由连续弧线改为直线，减少了缠绕的总圈数。此外，开发团队同事用环向缠绕层沿轴向逐渐回缩形成弧顶部的形状，提高了过渡区域强度。这一系列改动使CFRP的用量相比此前车型相同区域减少了40%。重量效率比原来提高了20%，达到了全球最高水平的5.7wt%。
● 并非完美无缺
当然，Mirai的成本或者说售价还有不少下降空间，比如目前由于产量较小，车辆结构特殊的原因，它还只能在元町工厂中以低自动化率的方式生产。
在不断推进燃料电池技术量产的过程中，丰田希望包括Mirai在内的车型不仅在性能上要与传统燃油车比肩，同时在成本上也一定要有竞争力，这样才能成为未来交通工具的主流。当然，对于一项应用新技术的车型而言，降低成本势必需要过程。从1亿日元到7百万日元虽已明显减少，但距离普及仍旧任重而道远。
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