Was sind die Gründe, warum japanische Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge schneller sind?

Mit der allmählichen Reife der neuen Energie-Automobilindustrie steht die Entwicklung von Elektrofahrzeugen allmählich vor dem Engpass der Batterie. Auf globaler Ebene sind Brennstoffzellenfahrzeuge zur neuen Energiequelle geworden, die neben Elektrofahrzeugen als die am besten geeignete Alternative zu herkömmlichen Brennstofffahrzeugen anerkannt ist.

Selbst im Vergleich zu dem Problem des Batterierecyclings, mit dem Elektrofahrzeuge in Zukunft konfrontiert sind, werden Fahrzeuge mit Wasserstoffbrennstoffzellen als wichtiger technischer Weg angesehen, um während der Fahrzeugnutzungsphase „emissionsfrei“ und während des gesamten Lebenszyklus emissionsarm zu sein auch die zukünftige Automobilindustrie. Die Höhepunkte des technologischen Wettbewerbs.

In den letzten Jahren ist das japanische Wasserstoff-Brennstoffzellenauto jedes Mal auf einer großen Automobilausstellung im In- und Ausland unverzichtbar. Auf der Beijing Auto Show und der Shenzhen-Hong Kong-Macau International Auto Show erregten die Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge des Toyota-Standes die Aufmerksamkeit vieler Fans.

Japan entwickelt umfassend das strategische Layout von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen!

Im Mai dieses Jahres besuchte Premier Li Keqiang die Toyota Motor Factory in Hokkaido, Japan. Toyota hat eine Reihe von selbst entwickelten High-Tech-Produkten demonstriert, darunter das vollautomatische Elektrofahrzeug „E-Palette Concept Car“ und das Brennstoffzellenauto Toyota Mirai.

Als weltweit erstes in Serie hergestelltes Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug ist Mirai das Produkt des Toyota-Programms für Durchflussregelventile (Brennstoffzellenfahrzeug, Brennstoffzellenfahrzeug). Es ist klar, dass Japan an den Auswirkungen der Brennstoffzellentechnologie auf die Automobilindustrie und die Energielandschaft interessiert ist.

Am 26. Dezember 2017 veröffentlichte die japanische Regierung offiziell die „Grundstrategie für Wasserstoffenergie“. Zu den Hauptzielen gehören die Kommerzialisierung der Wasserstoff-Energie bis 2030 und die künftige Reduzierung der Kosten für die Stromerzeugung aus Wasserstoff auf die LNG-Stromerzeugung durch technologische Innovation. Das gleiche Niveau.

Es versteht sich, dass japanische Autounternehmen gemeinsam in den Bau von Wasserstofftankstellen in Japan investiert haben. Japans drei große Autogiganten - Nissan, Toyota und Honda - haben ebenfalls begonnen, zusammenzuarbeiten, um die Infrastruktur für Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge und die Wasserstofftankstelle aufzubauen. Im vergangenen Jahr werden 11 japanische Unternehmen gemeinsam ein neues Unternehmen gründen, um das strategische Layout der Wasserstofftankstelle für Wasserstoffbrennstoffzellenfahrzeuge (FCEV) in Japan durchzuführen.

Nach Angaben des OFweek Industry Research Institute steigt der weltweite Absatz von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen von 2015 bis 2018 von Jahr zu Jahr exponentiell von 253 im Jahr 2015 auf 3.828 im April 2018, wovon derzeit die Massenproduktion läuft. Im Verkaufsranking des Modells führte Toyota Mirai die Verkaufsliste mit 1.858 verkauften Fahrzeugen in drei Jahren an. Die Serienmodelle sind hauptsächlich Toyota Mirai, Honda Clear und Hyundai ix35, Hyundai Nexo. Diese Modelle werden hauptsächlich in den USA, Dänemark und Japan vertrieben. Und Korea und so weiter.

Aus der Sicht der globalen Automobilunternehmen kann man sagen, dass kein Unternehmen wie Toyota, Honda im Allgemeinen so besessen von Brennstoffzellenautos ist. In der Vergangenheit gab es eine Welle von Toyota Mirai Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen. Später förderte Hondas dritte Generation die Welle deutlich. Was hat die japanischen Automobilhersteller dazu bewegt, sie für Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge zu begeistern?

Führungskräfte von Toyota: Brennstoffzellenfahrzeuge sind das ultimative umweltfreundliche Auto

In Bezug auf die Energiestruktur sind Japans Ressourcen knapp und die Energie umso mehr. Der Unfall im Kernkraftwerk Fukushima hat dazu geführt, dass Japan die Kernenergie aufgegeben und seine Investitionen in Wärmekraft erhöht hat. Dieser Schritt hat zu einer weiteren Ausweitung der Nachfrage nach fossilen Brennstoffen in Japan geführt. Gleichzeitig ist Japan zunehmend von Energieimporten abhängig geworden. Das eigene Schicksal in die Hände anderer zu legen, ist offensichtlich nicht das, was Japan sehen will. Daher kann es das erste Ziel Japans sein, eine saubere und effiziente Energiequelle zu finden, die vor Ort aufbereitet werden kann.

Unter dem Gesichtspunkt der ökologischen Nachhaltigkeit kündigte Toyota Motor am 14. Oktober 2015 das Ziel „Toyota Environmental Challenge 2050“ an und schlug einen „Null“ -Verkauf von Autos vor, die erst bis 2050 von Motoren angetrieben wurden. Der Plan zielt darauf ab, das Verhältnis von Hybridfahrzeugen zu erhöhen (Hochdruck-) und Brennstoffzellenfahrzeuge (Durchflussregelventile), so dass die Kohlendioxidemissionen (CO2) des Neuwagens im Vergleich zu 2010 um 90% reduziert werden. Daher hat Toyota in den letzten Jahren neue Energiefahrzeuge eingesetzt. Insbesondere wurde ein großer Teil der Forschungs- und Entwicklungsgelder in Brennstoffzellenfahrzeuge investiert. Langfristig sind Toyotas F & E-Ausgaben derzeit auf einem historisch hohen Niveau. Es kann davon ausgegangen werden, dass Toyota Motor der wissenschaftlichen Forschung große Bedeutung beimisst und auch in Zukunft eine große Anzahl neuer Energietechnologien und -produkte auf den Markt bringen wird.

Derzeit ist Toyota der Automobilhersteller mit dem höchsten Absatzvolumen von Elektrofahrzeugen. Der kumulierte Absatz von Elektrofahrzeugen hat 10 Millionen überschritten. Das repräsentative Modell Prius hat sein Modell der vierten Generation auf den Markt gebracht. Das kumulierte Verkaufsvolumen einzelner Modelle beträgt 3,846 Millionen (Februar 2017). Im November 2016 war Akio Toyoda, Präsident der Toyota Motor Corporation, direkt für das Elektrogeschäft verantwortlich und zeigte Toyotas Schwerpunkt auf Elektrofahrzeugen.

Trotzdem glauben Führungskräfte von Toyota aufgrund der Einschränkungen der traditionellen Batterietechnologie, dass Brennstoffzellenfahrzeuge das ultimative umweltfreundliche Auto sind. Toyota hat seinen zukünftigen Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt schrittweise von ausgereiften Hybridfahrzeugen auf Brennstoffzellenfahrzeuge verlagert. Toyota begann 1992 mit der Entwicklung von Brennstoffzellenfahrzeugen und brachte im Oktober 1996 das erste Brennstoffzellenfahrzeug FCEV auf den Markt. In den folgenden zehn Jahren hat Toyota Motor FCHV-3, FCHV-4, FCHV-5, Toyota FCHV, Toyota FCHV-adv und andere Modelle eingeführt, die jedoch einem teuren Stückpreis und einer unzureichenden Infrastruktur unterliegen. Batterieautos werden nicht in Massenproduktion hergestellt und kommerzialisiert.

Was für ein Auto ist Mirai?

Bis zum 15. Dezember 2014 hat Toyota Motor das weltweit erste in Serie produzierte Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug Mirai in Japan herausgebracht. Nach dem staatlichen Zuschuss beträgt der tatsächliche Preis etwa 520 Yen (etwa 310.000 Yuan), Mirais Wasserstoffspeichertank kann 5 Kilogramm Wasserstoff speichern, es dauert nur 3-5 Minuten, um den Wasserstoff aufzufüllen, und er kann 650 Kilometer nach dem Füllung. Bei der aktuellen Stufe der Wasserstoffspeicherung und der Laufleistung haben sie die höchste Stufe erreicht.

Aufgrund der Einschränkungen der Batterietechnologie beträgt die aktuelle Reichweite von reinen Elektrofahrzeugen in der Regel rund 250 Kilometer und das Aufladen dauert mehrere Stunden. Da Fahrzeuge mit Wasserstoffbrennstoffzellen die gleiche Lebensdauer und Betankungszeit wie gewöhnliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor haben, denken viele Menschen, dass die Vorteile größer sind als bei reinen Elektrofahrzeugen.

Das von Mirai verwendete Brennstoffzellensystem (Toyota Fuel Cell System, als Transport bezeichnet) wird von Toyota Motor unabhängig entwickelt und besteht aus sechs Teilsystemen: Brennstoffzellenstapel, energiespeicherbatterie, Hochspannungswasserstoffspeichertank, Antriebsmotor, Computer-Aufwärtswandler und Macht. Steuergerät.

Nach offiziellen Angaben hat Mirai eine Reichweite von 502 km, eine maximale Leistung von 114 kW und eine Höchstgeschwindigkeit von 175 km / h. Die Leistung ist ähnlich wie beim aktuellen Nutzfahrzeug, auch über den aktuellen Teil der Elektroauto-Kilometerleistung hinaus.

Die Brennstoffzelle von Mirai ist eine Festpolymerelektrolyt-Brennstoffzelle (Festpolymerelektrolyt FC) mit einer maximalen Leistung von 118 Watt und besteht aus 370 Zellen. Die volumetrische Leistungsdichte und die Massenleistungsdichte betragen 3,1 kW / l, 2,0 kW / kg auf dem weltweit führenden Niveau. Der Brennstoffzellenstapel von Mirai kann nicht nur das Auto mit Strom versorgen, sondern auch andere Geräte mit Strom versorgen, und Mirai kann als Notstromaggregat verwendet werden. Um die Effizienz zu verbessern, befindet sich im Mirai-Kofferraum eine Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterie, die die verbleibende Energie des Brennstoffzellenstapels und die während der Fahrt des Fahrzeugs zurückgewonnene Energie absorbiert, damit das Auto die Autobatterie beschleunigen oder verwenden kann.

Die sichere Speicherung von Wasserstoffbrennstoff ist das wichtigste Thema für Fahrzeuge mit Wasserstoffbrennstoffzellen. Mirai-Hochdruckwasserstoffspeichertanks, die einem Druck von bis zu 70 MPa standhalten. Das Außengehäuse besteht aus Kohlefaser und Kevlar, die allgemeinen Angriffen mit leichten Waffen widerstehen können.

Für Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge ist der Bau von Infrastrukturen wie Wasserstofftankstellen jedoch eine schwierige zukünftige Entwicklung. Um mehr Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge auf der Straße herzustellen, hat Toyota außerdem mehr als 5.000 Patente im Zusammenhang mit Brennstoffzellen kostenlos angemeldet, um andere Autohersteller zu ermutigen, Brennstoffzellenfahrzeuge einzuführen und die Bau- und Nutzungskosten von Infrastrukturen wie z Wasserstofftankstellen.

Zusammenfassung

Japans Entwicklung auf dem Gebiet der Wasserstoffbrennstofffahrzeuge und Wasserstoffbrennstoffzellen ist einen Schritt voraus. Für Japan und andere Länder ist die Entwicklung von Fahrzeugen mit Wasserstoffbrennstoffzellen einerseits das Bedürfnis nach Energiesicherheit und andererseits die Umwelt. Die Notwendigkeit einer nachhaltigen Entwicklung.

Chinas Forschung und Fortschritt auf dem Gebiet der Brennstoffzellenfahrzeuge erfolgt spätestens im Ausland. Die Regierung misst auch der Entwicklung von Fahrzeugen mit Wasserstoffbrennstoffzellen große Bedeutung bei und betrachtet sie als eine wichtige Richtung für Chinas Transformation und Modernisierung von Kraftfahrzeugsystemen für Kraftfahrzeuge und die Strategie für neue Energiefahrzeuge. Derzeit beschleunigt die National Energy Group den Einsatz der gesamten industriellen Kette von Wasserstoff-Energie von der Wasserstoffproduktion bis zu Wasserstofftankstellen und beteiligt sich an der Forschung und Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellen. Die nationale Politik wird auf Demonstrationen beruhen, und die Region mit guter Industrietechnologie wird in Zukunft natürlich die Gelegenheit nutzen und mehr Marktkuchen aufteilen. In einer Zeit, in der die Ladeinfrastruktur schwierig ist und die Batterieenergiedichte begrenzt ist, begrüßen Brennstoffzellenfahrzeuge auch mehr Entwicklungsmöglichkeiten.

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