【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

今年的富士24小時耐力賽的起跑線似乎有點與眾不同。在眾多的日產GT-R和豐田GR Supra車型中,有一輛特別的豐田卡羅拉(Corolla hatchback)。乍一看,這似乎不是一輛值得關注的汽車,但仔細觀察就會發現它的奧秘——它是由氫氣提供動力的。

說到豐田和氫燃料汽車,我們首先想到的是第二代Mirai燃料電池汽車。然而,賽場上這款基於卡羅拉SPORT打造的賽車並沒有配備利用氫氣與氧氣反應來發電的氫燃料電池,而是搭載與豐田 GR Yaris一樣的1。6升三缸內燃發動機,唯一的改進是燃料輸送系統、燃料噴射器和點火系統。

事實上,豐田本來可以用一輛GR Yaris來打造這款賽車,但是卡羅拉額外的載貨能力讓工程師可以在後面裝四個壓縮氫氣罐。這些氫罐是從Mirai中取出來的,被固定在一個碳纖維增強塑膠製成的特殊支架中,從設計上就能在最壞的情況下承受高能量碰撞。

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

賽車上的一些氫元件,如管道和燃料管理系統,直接從Mirai上移植過來,但燃料噴射系統是全新的。

“控制燃燒是我們最大的挑戰,”卡羅拉的總工程師坂本直行(Naoyuki Sakamoto)在日本透過影片電話告訴我們。“氫燃燒得非常快,有時會導致提前點火。”

氫燃料噴射系統是與日本電裝公司共同開發的。“他們給予了我們巨大的支援,”坂本說。

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

“富士24小時”耐力賽是2021年在日本長期舉辦的超級耐久賽的第三輪。儘管前F1和勒芒車手小林可夢偉、Super GT車手石浦宏明、井口拓人和松井孝光,甚至豐田CEO豐田章男等眾多知名車手紛紛參與其中,這輛氫動力卡羅拉只跑了12小時,完成了358圈、1,634公里(1,015 英里)。獲勝的日產GT-R NISMO GT3的行駛距離比它長了一倍多。

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

超級耐久賽老將佐佐木雅弘(Masahiro Sasaki)在這輛車上創造了2分04秒的最快圈速。根據總工程師坂本的說法,這已經相當不錯了。車手們反饋說,這輛卡羅拉的駕駛方式或多或少有點像普通的賽車,但燃燒速度更快的氫燃料使油門的反應更靈敏一些。

然而,更快的燃料燃燒也是這輛賽車的缺點。由於燃燒速率是汽油的7倍,這款車在需要補充燃料前只能跑大約10圈。卡羅拉加氫35次,每次加氫5-6分鐘。加上換司機和其他活動的時間,這輛車在維修區總共花了4個小時。卡羅拉還遇到了與氫燃料系統無關的電氣問題。

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

坂本解釋說:“我們參賽的目的並不是為了比賽。我們經常檢查來自燃料噴射系統等部位的資料,維護髮動機和移動加氫。”移動加氫是指使用特殊的氫氣罐車,必須進入賽場,並在一個特殊的區域完成加氫,就在維修站車道外面。

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

既然沒有效能優勢,豐田為什麼還要花時間和精力開發一款氫燃料賽車呢?這在美國似乎尤其徒勞,因為在美國,電池電動車已經處於遙遙領先的地位,而專家們紛紛質疑豐田對氫燃料汽車和其他動力車型的執著。

“插電式混合動力汽車和純電動汽車只是解決方案的一部分,豐田認為需要提供多種選擇,”坂本告訴我們。“我們需要研究使用內燃機實現碳中性的另一種選擇。”

“在日本,化石燃料是用來發電的,”他繼續說。“然而,我們使用的氫氣是由太陽能工廠生產的。”

他接著指出,即使電池是最終的終點,世界上仍有許多地方將在未來依賴於內燃機(ICEs)。坂本甚至提出,一種汽油-氫混合燃料可能成為大規模量產車型的可能性。現有的內燃機汽車甚至可以改裝為使用氫燃料,只需對油箱、燃料輸送系統和燃料噴嘴進行改造。就目前而言,他只知道豐田必須尋求一切途徑,儘快實現碳中和。

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

儘管電動化浪潮來勢洶洶,但內燃機目前依然在世界上保持著主流態勢,研發氫能源汽車為使用內燃機實現碳中和提供了多元化的選擇。汽車運動是汽車工業的試驗場。在賽車上率先運用氫能,能以賽車的嚴苛標準,展示氫能產業技術在汽車領域的創新成績;同時賽車運動也是面向大眾的文化活動,對於普及氫能汽車領域成果,氫能科技的傳播推廣,可以發揮強大助力。

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

過快的燃燒速度、安全問題、電氣問題等仍是目前氫能賽車需要去攻克的技術關鍵點,但氫能汽車和賽車現在也迎來了發展的曙光。在今年 CTCC上海嘉定站現場,中國氫能聯盟、中國汽車摩托車運動聯合會、上海力盛賽車攜手,舉辦以“氫馳賽道,助力碳中和”為主題的合作簽約儀式,標誌中國氫能汽車運動合作的隆重啟動。在未來,我們有望看到氫能可以在人們的綠色低碳清潔生活發揮更大的作用。在碳達峰與碳中和願景的加持下,透過各方的深度合作,實現用氫能助推汽車運動發展、用氫能改變人們生活、用氫能使未來呈現出一幅新的綠色低碳清潔的美好生活場景。

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

【業界】從豐田製造氫動力賽車說起

*文章部分素材摘選自

CHC氫能大會

TAG: 氫能燃料賽車豐田卡羅