066期一码中特:Toyota Mirai 日本試駕,以氫燃料電池投入未來的驅動方式!

發展電動車已經是許多汽車品牌的現行目標,例如我最近去了幾場國際車展,就會覺得展區內如果沒有放幾輛電動車,似乎就跟不上其它品牌的腳步,但我卻想到一個未來可能發生的問題,如果有一天全世界電動車的普及程度大幅超過內燃機汽車,要是發電設施沒有跟上腳步增建,說不定就會產生電力短缺的情形,而人們對於電力的需求量增加,是否也可能造成電費上漲、進而影響民生消費指數。

其實電動車的電力來源不光只靠電廠發電,這句話看起來矛盾,電動車不充電要如何產生動力?多年以來汽車工程學家研究了不少方法,當然也有像是「回到未來」電影中只需要有機垃圾就能發電的天馬行空,而我們本回介紹的 Toyota Mirai,便採用這些「其它方式」之中技術最為成熟的氫燃料電池產生電力,添加氫氣的速度如同內燃機車輛一樣快,除了可解決電動車充電時間較長的罩門,且加滿一次氫氣就擁有650公里的行駛續航力,看起來是一種頗為理想的車輛新能源替代方案;當歐美汽車品牌專注研發純電動車產品,倒是日系車廠 Toyota、Honda 卻投入更多資源生產氫燃料電池車輛,究竟這個目標是否有美好前程?Toyota Mirai 實際的行駛表現如何?透過本篇試駕報導深入了解吧!


開始介紹Mirai這輛氫燃料電池車之前,我要先說個小故事;1972年舉辦的慕尼黑奧運中,身為BMW的「主場」,為了在這個備受關注的國際舞台展現科技實力,當時推出了一款名為「1602 Electric」的電動車,主要是將原本的引擎換成直流電馬達,電力來源就是串在一起的電瓶組,打算在奧運期間擔任賽會工作車輛,當然本車發揮了電動車動力輸出直接的優勢,但電力來源卻十分有限,行駛續航力僅有30公里左右;雖然如此,卻開啟了近代電動車發展的先河,從實驗性的案例不斷研發直至推出符合大眾需求的量產車,造就如今愈來愈成熟的電動車市場。

同樣地,氫燃料電池車一開始也不是這麼順利,早在19世紀中期,就有科學家發現利用氫氣與氧氣從酸性電解質中的反應產生電力,但當時製造氫氣、儲存電力的技術不成熟,直到1960年代由於太空計畫與軍事需求,便開始將氫燃料電池技術投入太空梭與潛水艇之中,汽車工程學家看中了這項技術,便著手計畫將氫燃料電池納入車輛之中。


氫燃料電池的發展有幾項需要克服的難關,最關鍵的就是「氫氣要如何製造」、「氫氣要如和儲存與運送」這兩個項目;目前世界上最主要的氫氣生產方式,是以石化燃料蒸氣重組的方式取得,雖然另有以電解水的方式取得氫氣,但生產效率不及從石化燃料取得。

至於氫氣的儲存方式,由於氫氣本身的密度很低,即使以超低溫液態氫的方式儲存,同樣單位體積的液態氫能量密度僅有同體積石油的四分之一左右,畢竟汽車的體積不如太空梭或潛水艇,在有限的空間中必須容納夠多的氫氣以提供充足的行駛續航力,而這些課題都是氫燃料電池車輛走向普及之前所要面對的關卡。


所謂的氫燃料電池車輛(Fuel Cell Electric Vehicle)並非直接以氫氣代替石化原料成為內燃機的燃料,事實上屬於廣義的電動車,其原理是以氫氣與氧氣在燃料電池中產生氫質子與電子,此時電子就會沿著外部電路產生電力以驅動馬達,氫質子與氧氣結合後產生水分(H2O)排出車外;簡單來說,就是以氫氣做為發電的來源,發電過程僅會排出水分,目前除了Toyota Mirai之外,Honda先前也推出了第二代Clarity,成為目前世界上主要的兩款量產型氫燃料電池車。(近期還有Hyundai推出的Nexo Fuel Cell)


Toyota Mirai的車名寫成漢字就是「未來」,從這點可以看出豐田集團對於氫燃料電池車輛的期望,本車在2014年洛杉磯車展中首度亮相,並於2015年開始正式販售,成為世界上第一輛實際商業販售的氫燃料電池車款,目前Mirai在日本當地的售價為740.9萬日幣(約台幣197萬元),但日本政府提供多項減稅與環保輔助等優惠,另可減免車價約225萬日幣,因此實際入手價約516萬日幣(約台幣137萬元);除了日本市場之外,Mirai也有在北美、歐洲等地上市販售。

上市至今雖然還不到五年,不過Toyota已在今年東京車展推出第二代Mirai的概念車型,預計在2021年正式上市,第二代車型的改款重點在於進一步降低氫燃料電池車的生產成本,加上日本市場的加氫站建置愈來愈普及,Toyota之後也會推出更多款氫燃料電池車輛,可望提升氫燃料電池車的市佔率,此計劃也將擴及台灣市場,也就是說未來和泰汽車不見得會販售Toyota的純電動車,但氫燃料電池車款是已在規劃中的事項,這亦是我們本回前往試駕的目的之一。


Mirai的造型乍看之下與自家的Prius車系有點神似,車頭部分因氫燃料電池需導入大量氧氣進行作用,因此採用大型進氣口的設計,燈組、方向燈皆為LED規格。


雖然造型很像Prius車系,但其實Mirai屬於四門房車型式,傾斜的後擋玻璃搭配後三角窗,形成類似掀背車的視覺效果。




橫跨車尾的LED燈組,以及倒三角形方向燈與尾燈,使得Mirai的車尾擁有極高的辨識度。


大家應該很好奇Mirai要如何補充氫氣,因此試駕過程中我們也前往加氫站實際體驗;目前全日本已有超過一百座加氫站,甚至還有移動式的行動加氫站,例如我們本回前往的Nimohyss日本移動式水素服務站(水素就是氫的日文),便提供機動性的加氫服務。


添加氫氣的方式其實與加油站很像,一輛Mirai加滿氫氣最多不超過五分鐘,這也是推行氫燃料電池車輛的車廠所強調「用車習慣與內燃機車輛相同」的特性之一。




目前日本氫氣的售價約一公斤1200日幣,Mirai的儲氣桶加滿約五公斤,也就是說大約6000日幣就可擁有約650公里的行駛續航力,與汽油車款相比有過之而無不及。(日本目前平均汽油價格約一公升145日幣,加滿一桶油約50公升為7250日幣)


Mirai的內裝設計頗為新潮,中置式液晶儀表、高聳的中控台,使得駕駛人操作各項功能都很容易,亦提升辨識資訊的便利性;身為一輛售價超過700萬日幣的高級版Toyota,Mirai的實際質感與細節處理都有良好的水準,尤其皮革的細膩度與各部位組裝品質,其實與Lexus車款相同。


中置式儀錶板提供齊全的車輛資訊,包括時速、里程、氫燃料電池運作狀態、檔位、駕駛輔助系統狀態等。


本車亦搭載了TSS(Toyota Safety Sense)系統,包括ACC、AEB、車道偏移警示與輔助、自動遠近光燈、道路標誌辨識、前車移動警示等,偵測方式為前擋玻璃上的攝影鏡頭與車頭雷達。


排檔桿的體積不大,P檔則是以按鍵方式操作,而操作空調系統溫度是用滑移方式調整,整合於一體式面板的設計頗有質感。


方向盤上的功能鍵並非目前Toyota車系最新的配置方式,操作ACC與定速系統仍要透過右下方的小撥桿,而方向盤還具備電動四向調整功能。








四個車窗皆具有One Touch一鍵升降功能。


車輛啟動按鍵、儀錶亮度調整、行駛警示音功能按鍵位於駕駛座右前方。


方向盤左前方可見到一個「H2O」按鍵,其實就是氫燃料電池的手動排水功能。


按下按鈕之後,車尾底部的排水孔就會流出大量清水,據說排出的水可直接飲用。


手套箱內部設置了無線充電板與USB連接孔。


手套箱的內部空間不大,放入原廠產品手冊後就幾乎快滿了。


座椅質感相當出色,造型也符合Mirai的未來視覺感風格,實際乘坐的包覆性也不錯。






Mirai本身也可提供臨時的家用發電機功能,分別在後座前方與行李廂內設置AC交流電插座,最大輸出功率可達1500W,可同時提供多部小型家電使用;尤其日本先前在311震災之後,相當重視一般民生用電之外的臨時緊急用電替代方案,除了傳統式發電機之外,氫燃料電池也成為替代方式之一。


後座為獨立式雙座設計,中央扶手為固定式,實際的乘坐空間感良好,座椅造型正好讓身體服貼於椅面,支撐性與舒適度也有很棒的水準。




行李廂容積為361公升,右側還設置了一組AC交流電插座。


輪胎尺寸為215/55R17,原廠配胎採用Bridgestone Ecopia節能輪胎。


最近兩年各品牌推出了多款電動車產品,例如最常見的Tesla,以及產品相當成熟的Nissan Leaf、BMW i3等,這些新世代電動車本身已有不俗的行駛續航力表現,最理想的用車方式就是利用安裝於自家停車場的充電樁搭配公共充電設施與快充,即可保持日常使用功能,但其中遇到的最大考驗就是充電速度過長,以及在台灣的居住環境中,不容易設置家用充電設施的情形。

氫燃料電池車便解決了以上難題,添加氫氣就如同加油一樣快速,也不必在自家安裝充電設備,按照目前的技術加滿一次氫氣就能擁有與汽油車差不多的行駛續航力,都是對於氫燃料電池車輛的利多條件。


但如同文前提到的,製造與儲存氫氣是最大的考驗,而這狀況會因各國市場條件而異;對於日本現況來說,超過百座的加氫站、相對便宜的氫氣價格,加上日本政府對於購買氫燃料電池車輛的輔助,確實讓想要入手的消費者減少不少疑慮;但如果將用車環境換到台灣,光是販售氫氣仍不足以抵銷建構加氫站的高成本付出,若未有政府輔助的條件下,難以支撐氫燃料電池車輛能順利運作的環境。

簡單來說,氫燃料電池車是個很棒的構想,但如果大環境未有完整的配套,最終僅能成為試驗階段的宣示型產品,就如同目前國內的電動車發展現況,除了積極建構充電設施的Tesla之外,其它品牌電動車仍難以用有效率的方式完成長途旅行。


Mirai是以氫燃料電池提供電力,動力輸出則是藉由前方電動馬達,最大動力輸出為154ps、34.2kgm,0~100km/h加速成績為9.6秒,極速為175km/h。

本車搭載的氫燃料電池動力系統,Toyota將之命名為「TFCS」(Toyota Fuel Cell System),系統包括燃料電池堆(Fuel Cell Stack)、燃料電池增壓轉換器(Fuel Cell Boost Converter)、一大一小的高壓氫氣儲存瓶、置於前軸的電動馬達等。

與Toyota早期的燃料電池原型車相比,Mirai所搭載的這套系統已歷經不少變革,包括改用內部循環電解水的燃料電池堆,除了小型化之外還可減輕約13公斤的重量,而燃料電池堆中也採用全新設計的3D結構,能大幅提升氫氣與氧氣的導流速度以及電流密度。至於許多人會擔心的氫氣儲存安全性問題,Mirai搭載的兩具氫氣儲存瓶以70MPa高壓儲存,內容量換算可容納約5公斤的氫氣,氣瓶採用鋁合金材質為主結構,外部則包覆強化碳纖維材質與玻璃纖維減震保護層,Toyota原廠曾經針對氣瓶進行破壞與撞擊測試,結論是氣瓶本身擁有極高的強度,但缺點就是氣瓶的重量相當驚人,達到87.5公斤。


許多人會認為電動車的性能衝勁十足,加速力道能夠「海放」一般內燃機車輛,Mirai同樣是以電動馬達驅動,但其輸出功率並不算特別強大,154ps、34.2kgm的帳面動力數據與2.0升柴油車款差不多,實際駕駛的加速表現確實是以平順為訴求,但對應車重達到1850公斤的車體是否會覺得動力不足?我認為Mirai的實際表現超過我的想像。


在東京市區繞了一段時間,Mirai寧靜、平順的動力反應確實很適合在市區內使用,而且我發覺Mirai的內裝用料與隔音品質都很棒,行路質感很難有人會不滿意;趁著在人車比較少的郊區試了一下加速表現,確實不如一般電動車那種像被人從身後踢一腳的「噴出感」,但實際的衝刺力道還是相當充足,只是不會集中在前段加速的少量區間中,而是平均地分配力道在日常使用的速度區之內,就有點像是在開一輛扭力充足的柴油車,但拿掉引擎震動與噪音,大致上就是Mirai的性能表現。


目前世界上沒有一種動力輸出方式是絕對環保的,包括內燃機引擎會排出二氧化碳,電動車則是廢電池處理以及發電的方式,而本回介紹的氫燃料電池,則是目前仍須藉由石化燃料製造氫氣,處理過程中並非百分之百無污染,但無論何種動力輸出方式,終極目標都是要設法減少污染,同時又要設法提升能源轉換效率,目前看來氫燃料電池可能還有值得期待的前景,經過近年的實際運行,對於氫氣成本、安全性等,都較從前減少了不少疑慮,接下來就要看看Toyota將要推出的第二代Mirai以及後續衍生車型是否還有突破性的發展,也是氫燃料電池車能否普及的重要關鍵。

Toyota Mirai 規格諸元表


引擎型式:氫燃料電池電動馬達
氫氣儲藏型式:70MPa雙氣瓶
燃料電池最大馬力:155ps
體積動力輸出密度:3.1kW/L
電動馬達最大馬力:154ps
電動馬達最大扭力:34.2kgm
行駛續航力:約650公里(JC08測試方式)
驅動方式:前輪驅動
變速箱型式:馬達無段式
煞車結構:前後碟煞
前懸吊結構:麥花臣
後懸吊結構:扭力樑
輪胎規格:215/55R17
車身尺寸:4890mm x 1815mm x 1535mm
軸距:2780mm
車重:1850公斤

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2019-12-20 10:01 #1
氫燃料電池的汽車
對於油價貴的國家好像很好喔 不過還要陸續建置加氫站了
艾薩克 wrote:
發展電動車已經是許多...(恕刪)

原來2008年的Honda Clarity FCV不是第一輛實際商業販售的氫燃料電池車,長知識了~~
這車為什麼比一般4.9米汽油車還重300kg, 如altima?
一樣要大串電瓶組~

製氫方式:
1.電解
2..石化燃料蒸氣重組的方式這我不懂

以日本這台Mirai的能源,加氫比汽油還便宜
"日本氫氣的售價約一公斤1200日幣,Mirai的儲氣桶加滿約五公斤,也就是說大約6000日幣就可擁有約650公里的行駛續航力。"

"一輛Mirai加滿氫氣最多不超過五分鐘"

嗯 這一台會尿尿的車 我覺得很可以.滿滿的配備(日本)..且加滿大約1500元台弊,再來就看車價和充電站普及率了。
如果在150萬以下的話會有搞頭
這台車真的讓我們看到地球永續經營的未來



以目前的電動車來說,不僅二氧化碳排放量沒有比較少,最省事的換電系統

也開始換不到全滿電的電池

希望地球越來越好,加油!!
充氣站要夠多,氫燃料電池一定是以後的趨勢!
這文章讚??!

讓一些以為要燃燒氫氣然後擔心爆炸的人
可以腦補了??!

豐田真的在未來動力的努力上下足了功夫??!
越來越多的車廠 在研發可以取代石油為燃料的替代能源 但方便性和售價及穩定性是很重要的環節 希望未來能有更多的選擇
麵左鈍 wrote:
原來2008年的Honda Clarity FCV不是第一輛實際商業販售的氫燃料電池車


那台是用租售方式的非買斷
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