¿Cuáles son las razones por las que los vehículos japoneses con pilas de combustible de hidrógeno son más rápidos?

Con la madurez gradual de la industria del automóvil de nueva energía, el desarrollo de vehículos eléctricos se está enfrentando gradualmente al cuello de botella de la batería. A escala mundial, los vehículos de pila de combustible se han convertido en la nueva fuente de energía reconocida como la alternativa más adecuada a los vehículos de combustible tradicionales además de los vehículos eléctricos.

Incluso en comparación con el problema de reciclaje de baterías al que se enfrentan los vehículos eléctricos en el futuro, los vehículos de pila de combustible de hidrógeno se consideran un camino técnico importante para lograr "emisiones cero" durante la fase de uso del vehículo y bajas emisiones durante todo el ciclo de vida, y también la futura industria automotriz. Las alturas dominantes de la competencia tecnológica.

En los últimos años, cada vez que en un salón del automóvil a gran escala en el país y en el extranjero, el coche japonés de pila de combustible de hidrógeno es siempre indispensable. En el Salón del Automóvil de Beijing y en el Salón Internacional del Automóvil de Shenzhen-Hong Kong-Macao, los vehículos de pila de combustible de hidrógeno del stand de Toyota atrajeron la atención de muchos fanáticos.

¡Japón desarrolla de forma integral el diseño estratégico de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno!

En mayo de este año, el primer ministro Li Keqiang visitó la fábrica de motores Toyota en Hokkaido, Japón. Toyota ha demostrado una gama de productos de alta tecnología de desarrollo propio, incluido el vehículo eléctrico totalmente automatizado “e-Palette concept car” y el automóvil de pila de combustible Toyota Mirai.

Como el primer vehículo de celda de combustible de hidrógeno producido en serie del mundo, Mirai es el producto del programa de válvulas de control de flujo de Toyota (vehículo de celda de combustible, vehículo de celda de combustible). Está claro que Japón está interesado en el impacto de la tecnología de celdas de combustible en la industria automotriz y el panorama energético.

El 26 de diciembre de 2017, el gobierno japonés lanzó oficialmente la “Estrategia básica para la energía del hidrógeno”. Los principales objetivos incluyen la comercialización de energía de hidrógeno para 2030 y la reducción futura de los costos de generación de energía de hidrógeno a la generación de energía de GNL a través de la innovación tecnológica. El mismo nivel.

Se entiende que las empresas automotrices japonesas han invertido conjuntamente en la construcción de estaciones de repostaje de hidrógeno en Japón. Los tres grandes gigantes automotrices de Japón, Nissan, Toyota y Honda, también han comenzado a trabajar juntos para construir una infraestructura de vehículos con celdas de combustible de hidrógeno y una estación de reabastecimiento de combustible de hidrógeno. El año pasado, 11 empresas japonesas crearán conjuntamente una nueva empresa para llevar a cabo el diseño estratégico de la estación de repostaje de hidrógeno del vehículo de pila de combustible de hidrógeno (FCEV) en Japón.

Según los datos del Instituto de Investigación de la Industria OFweek, de 2015 a 2018, las ventas globales de vehículos de pila de combustible de hidrógeno están aumentando exponencialmente año tras año, de 253 en 2015 a 3.828 en abril de 2018, de los cuales la producción en masa está actualmente en curso. En el ranking de ventas del modelo, Toyota Mirai encabezó la lista de ventas, con 1.858 vehículos vendidos en tres años. Los modelos de producción son principalmente Toyota Mirai, Honda Clear y Hyundai ix35, Hyundai Nexo. Estos modelos se distribuyen principalmente en Estados Unidos, Dinamarca, Japón. Y Corea y así sucesivamente.

Desde la perspectiva de las compañías automotrices globales, se puede decir que ninguna compañía como Toyota, Honda, está generalmente tan obsesionada con los autos de celda de combustible. En el pasado, hubo una ola de vehículos de pila de combustible de hidrógeno Toyota Mirai. Más tarde, la tercera generación de Honda promovió claramente la ola. ¿Qué atrajo a las compañías automotrices japonesas para entusiasmarlas tanto con los vehículos de celda de combustible de hidrógeno?

Ejecutivos de Toyota: los vehículos de pila de combustible son el coche ecológico definitivo

En términos de estructura energética, los recursos de Japón son escasos y el poder lo es aún más. El accidente de la central nuclear de Fukushima ha provocado que Japón abandone la energía nuclear y aumente su inversión en energía térmica. Este movimiento ha llevado a una mayor expansión de la demanda de combustibles fósiles en Japón. Al mismo tiempo, Japón se ha vuelto cada vez más dependiente de las importaciones de energía. Poner su propio destino en manos de otros, obviamente, no es lo que Japón quiere ver. Por lo tanto, encontrar una fuente de energía limpia y eficiente que se pueda preparar localmente puede ser el primer objetivo de Japón.

Desde la perspectiva de la sostenibilidad ambiental, Toyota Motor anunció el objetivo "Toyota Environmental Challenge 2050" el 14 de octubre de 2015, proponiendo ventas "cero" de automóviles que fueron impulsados por motores solo para 2050. El plan tiene como objetivo aumentar la proporción de vehículos híbridos (alta presión) y vehículos de pila de combustible (válvulas de control de flujo), por lo que las emisiones de dióxido de carbono (CO2) del nuevo automóvil se reducen en un 90% en comparación con 2010. Por lo tanto, Toyota ha estado en vehículos de nueva energía en los últimos años. En particular, se ha invertido una gran cantidad de fondos de investigación y desarrollo en vehículos de pila de combustible. A largo plazo, el gasto en I + D de Toyota se encuentra actualmente en un nivel históricamente alto. Se puede considerar que Toyota Motor concede una gran importancia a la investigación científica y seguirá contando con un gran número de nuevas tecnologías y productos energéticos que se lanzarán en el futuro.

En la actualidad, Toyota es el fabricante de automóviles con mayor volumen de ventas de vehículos eléctricos. El volumen de ventas acumulado de vehículos eléctricos ha superado los 10 millones. El modelo representativo Prius ha lanzado su modelo de cuarta generación, y el volumen de ventas acumulado de modelos individuales es de 3.846 millones (febrero de 2017). En noviembre de 2016, el presidente de Toyota Motor Corporation, Akio Toyoda, fue directamente responsable del negocio eléctrico, mostrando el énfasis de Toyota en los vehículos eléctricos.

A pesar de esto, debido a las limitaciones de la tecnología tradicional de baterías, los ejecutivos de Toyota creen que los vehículos de celda de combustible son el automóvil ecológico definitivo, Toyota ha cambiado gradualmente su enfoque de investigación y desarrollo futuro de vehículos híbridos maduros a vehículos de celda de combustible. Toyota comenzó a desarrollar vehículos de celda de combustible en 1992, y en octubre de 1996 lanzó el primer vehículo de celda de combustible FCEV. En los siguientes diez años, Toyota Motor ha introducido FCHV-3, FCHV-4, FCHV-5, Toyota FCHV, Toyota FCHV-adv y otros modelos, pero está sujeto a un precio unitario caro y una infraestructura insuficiente. Los coches de batería no se producen ni comercializan en masa.

¿Qué tipo de coche es Mirai?

Hasta el 15 de diciembre de 2014, Toyota Motor lanzó el primer vehículo Mirai de celda de combustible de hidrógeno producido en masa en Japón. Después del subsidio del gobierno, el precio real es de aproximadamente 520 yenes (aproximadamente 310,000 yuanes), el tanque de almacenamiento de hidrógeno de Mirai puede almacenar 5 kilogramos de hidrógeno, solo toma 3-5 minutos llenar el hidrógeno y puede viajar 650 kilómetros después de la relleno. Al nivel actual de almacenamiento y kilometraje de hidrógeno, han alcanzado el nivel superior.

Debido a las limitaciones de la tecnología de las baterías, la autonomía actual de los vehículos eléctricos puros suele rondar los 250 kilómetros y la carga tarda varias horas. Dado que los vehículos de pila de combustible de hidrógeno tienen la misma vida útil y el mismo tiempo de repostaje que los vehículos con motor de combustión interna ordinarios, muchas personas piensan que las ventajas son mayores que los vehículos eléctricos puros.

El sistema de pila de combustible utilizado por Mirai (Toyota Fuel Cell System, denominado Transporte) es desarrollado de forma independiente por Toyota Motor y consta de seis subsistemas: pila de pila de combustible, batería de almacenamiento de energía, tanque de almacenamiento de hidrógeno de alto voltaje, motor de impulsión, convertidor de impulso de computadora. y poder. Dispositivo de control.

Según datos oficiales, Mirai tiene una autonomía de crucero de 502 km, una potencia máxima de 114 kW y una velocidad máxima de 175 km / h. El rendimiento es similar al del automóvil comercial actual, incluso más allá de la parte actual del kilometraje del automóvil eléctrico.

La celda de combustible de Mirai es una celda de combustible de electrolito de polímero sólido (electrolito de polímero sólido FC) con una potencia máxima de 118 vatios y consta de 370 celdas. La densidad de potencia volumétrica y la densidad de potencia de masa son 3,1 kW / L, 2,0 kW / Kilogramo, al nivel líder mundial. Además de alimentar el automóvil, la pila de pilas de combustible de Mirai también puede alimentar otros equipos, y Mirai se puede utilizar como generador de respaldo. Para mejorar la eficiencia, hay una batería de almacenamiento de níquel-hidrógeno en el maletero del Mirai para absorber la energía restante de la pila de celdas de combustible y la energía recuperada durante la conducción del vehículo, para que el automóvil acelere o use la batería del automóvil.

El almacenamiento seguro de combustible de hidrógeno es el tema más importante para los vehículos de pila de combustible de hidrógeno. Tanques de almacenamiento de hidrógeno de alta presión Mirai que pueden soportar hasta 70 MPa de presión. La carcasa exterior está hecha de fibra de carbono y Kevlar, que puede resistir los ataques generales de armas ligeras.

Sin embargo, para los vehículos de pila de combustible de hidrógeno, la construcción de infraestructura como estaciones de repostaje de hidrógeno es un desarrollo futuro difícil. Con el fin de fabricar más vehículos de celda de combustible de hidrógeno en la carretera, Toyota también ha revelado más de 5,000 patentes relacionadas con las celdas de combustible de forma gratuita, con la esperanza de alentar a otros fabricantes de automóviles a introducir vehículos de celda de combustible y reducir los costos de construcción y uso de infraestructura como estaciones de repostaje de hidrógeno.

Resumen

El desarrollo de Japón en los campos de los vehículos de combustible de hidrógeno y las pilas de combustible de hidrógeno está un paso por delante. De hecho, para Japón y otros países, el desarrollo de vehículos con pilas de combustible de hidrógeno es, por un lado, la necesidad de seguridad energética y, por otro, el medio ambiente. La necesidad de un desarrollo sostenible.

La investigación y el progreso de China en el campo de los vehículos de pila de combustible no son posteriores a los de países extranjeros. El gobierno también concede gran importancia al desarrollo de vehículos de pila de combustible de hidrógeno y lo considera una dirección importante para la transformación y mejora del sistema de energía automotriz de China y la estrategia de vehículos de nueva energía. En la actualidad, el National Energy Group está acelerando el despliegue de toda la cadena industrial de la energía del hidrógeno desde la producción de hidrógeno hasta las estaciones de repostaje de hidrógeno y participa en la investigación y el desarrollo de pilas de combustible de hidrógeno. La política nacional se basará en la demostración, y la región con buena tecnología industrial en el futuro naturalmente aprovechará la oportunidad y dividirá más pasteles del mercado. En un momento en que la infraestructura de carga es difícil y la densidad de energía de la batería es limitada, los vehículos de pila de combustible también están dando la bienvenida a más oportunidades de desarrollo.

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