MIRAI開發負責人訪談（三）：遭遇未料到的問題，差點推遲上市

據日經技術在線報道：豐田燃料電池車（FCV）“MIRAI”的銷售一直保持良好勢頭，但其核心技術——燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)開(kai)發(fa)和(he)量(liang)產(chan)並(bing)非(fei)一(yi)帆(fan)風(feng)順(shun)。就(jiu)在(zai)臨(lin)近(jin)量(liang)產(chan)時(shi)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)組(zu)方(fang)麵(mian)遭(zao)遇(yu)了(le)一(yi)個(ge)意(yi)想(xiang)不(bu)到(dao)的(de)問(wen)題(ti)。豐(feng)田(tian)甚(shen)至(zhi)都(dou)做(zuo)了(le)推(tui)遲(chi)上(shang)市(shi)的(de)準(zhun)備(bei)。MIRAI的開發負責人田中義和接受記者的采訪
，介紹了該車從開發直至量產的全過程。（采訪人：高田憲一
，佐藤雅哉）

材料相同，輸出功率卻不同

——燃料電池組是通過發生電化學反應來產生電能的，與以機械為主的內燃機完全不同。開發方麵的難點在哪裏？

田中：舉例來說，我們從材料廠商那買來能製造三個燃料電池組的相同規格的燃料電池組材料

，暫且稱其為A材料、B材料
、C材料吧。因為3份材料的規格相同，所以製成燃料電池組後
，也應該具備相同的性能。

但是，用A材料製造的燃料電池組可以產生很大的電能
，而且不會劣化；而用B材料製成的電池不僅電能小，而且會急劇劣化；C材料則顯示出了介於A和B之(zhi)間(jian)的(de)性(xing)質(zhi)。實(shi)際(ji)生(sheng)產(chan)中(zhong)我(wo)們(men)就(jiu)遭(zao)遇(yu)了(le)這(zhe)樣(yang)的(de)情(qing)況(kuang)。因(yin)此(ci)，必(bi)須(xu)分(fen)別(bie)進(jin)行(xing)特(te)性(xing)分(fen)析(xi)，徹(che)底(di)查(zha)明(ming)產(chan)生(sheng)這(zhe)種(zhong)差(cha)異(yi)的(de)原(yuan)因(yin)。如(ru)果(guo)是(shi)機(ji)械(xie)類(lei)零(ling)部(bu)件(jian)

，當(dang)出(chu)現(xian)裂(lie)紋(wen)時(shi)
，隻(zhi)要(yao)觀(guan)察(cha)其(qi)表(biao)麵(mian)，就(jiu)能(neng)弄(nong)清(qing)楚(chu)原(yuan)因(yin)。因(yin)為(wei)我(wo)們(men)具(ju)有(you)機(ji)械(xie)方(fang)麵(mian)的(de)相(xiang)關(guan)經(jing)驗(yan)以(yi)及(ji)基(ji)於(yu)這(zhe)些(xie)經(jing)驗(yan)的(de)技(ji)術(shu)和(he)竅(qiao)門(men)。但(dan)對(dui)於(yu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)組(zu)就(jiu)無(wu)法(fa)像(xiang)這(zhe)樣(yang)推(tui)測(ce)了(le)。即(ji)便(bian)向(xiang)材(cai)料(liao)廠(chang)商(shang)谘(zi)詢(xun)，因(yin)為(wei)這(zhe)種(zhong)材(cai)料(liao)是(shi)首(shou)次(ci)應(ying)用(yong)於(yu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)組(zu)，對(dui)方(fang)也(ye)不(bu)知(zhi)道(dao)原(yuan)因(yin)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，我(wo)們(men)必(bi)須(xu)從(cong)探(tan)尋(xun)原(yuan)因(yin)開(kai)始(shi)做(zuo)起(qi)。

圖1：使氧（空氣）流路立體化，以擴大反應麵積

開發出了使流路實現立體化的“3D精細網眼流路”，使氧氣更容易向催化劑層擴散，以擴大反應麵積。

田中：此(ci)外(wai)

，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)開(kai)發(fa)課(ke)題(ti)很(hen)多(duo)。因(yin)為(wei)我(wo)們(men)想(xiang)用(yong)小(xiao)型(xing)電(dian)池(chi)來(lai)得(de)到(dao)大(da)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)，所(suo)以(yi)希(xi)望(wang)盡(jin)量(liang)提(ti)高(gao)反(fan)應(ying)效(xiao)率(lv)。為(wei)此(ci)，我(wo)們(men)開(kai)發(fa)出(chu)了(le)可(ke)增(zeng)加(jia)反(fan)應(ying)麵(mian)積(ji)的(de)“3D精細網眼流路”（圖1）。另外
，削減昂貴的鉑用量的技術也必不可少。因為發電反應會產生水，所以，在-30℃的環境下工作時，還必須采取防止結冰的技術。我們開發出了多種技術
，最終，實現了體積能量密度達到2008年開發的電池的2.2倍
、輸出功率為114kW的新型燃料電池組（表1）。

表1：燃料電池組性能對比

隻開發出技術還不行

——體積能量密度達到原來的2.2倍，確實是一項巨大的成果。燃料電池車除了燃料電池組之外
，還要配備很多其他單元，包括電機
、二次電池、兩個由碳纖維增強樹脂基複合材料（CFRP）製成的高壓氫罐以及動力控製單元等，如果燃料電池組的尺寸能夠縮小，配置空間上就有餘地了（圖2）。

圖2：MIRAI的動力傳動係統配置

燃料電池組配備在地板下中央部位。此外還配備了電機、二次電池、兩個由碳纖維增強樹脂基複合材料（CFRP）製成的高壓氫罐、動力控製單元等。

田中：不(bu)過(guo)，光(guang)是(shi)開(kai)發(fa)出(chu)技(ji)術(shu)是(shi)沒(mei)有(you)用(yong)的(de)。新(xin)開(kai)發(fa)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)組(zu)和(he)諸(zhu)多(duo)單(dan)元(yuan)還(hai)大(da)幅(fu)更(geng)改(gai)了(le)製(zhi)造(zao)方(fang)法(fa)，所(suo)以(yi)說(shuo)，生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，能(neng)否(fou)製(zhi)造(zao)取(qu)決(jue)於(yu)設(she)計(ji)是(shi)否(fou)成(cheng)立(li)。

——您的意思是無法簡單地將技術和製造分割開來
？

田中：meifazheyangzuo。fanguolaishuo，jibianlilunshangyouxiangfa，ruguozhizaobuchudongxilai，namezhexiangjishujiumeiyouyong。ranliaodianchizubenshenfeichangjiandan。shimianshangshenzhichuxianle2萬日元左右的燃料電池組玩具車。但是，我們的燃料電池組之所以尺寸那麼小又能輸出114kW的功率
，關鍵在於生產製造技術。

例如由CFRP製成的高壓氫罐
，通過采用生產技術部門開發的工藝，不僅減少了昂貴的碳纖維的用量，還實現了所需要的強度。

在FCVshi，shengchanjishuheshejibumenweiyutongyizuoloudetongyilouceng。yinci，lianggebumenyouguohenduocitaolunhezhengchao。yeyouxianghuzhize，shenzhidaoletaoyanjiandaoduifangdechengdu。danshi

，yueshichaodexiongderenyuenenggouyikao。zhexieshengchanjishurenyuanyouzhe“如果是自己認同的東西，不論多困難都要製造出來”的精神。

如果在最後的關鍵時刻對生產部門提出
，“采用這項技術的話
，車輛的乘坐舒適性就會提高”，通常這個時候會被拒絕的，但沒想到他們卻說“想辦法實現”
，並最終使該技術得以采用。我認為
，包括這種精神在內，不完全分工的傳統正是日本製造業的優勢。

臨近量產卻遭遇了意想不到的問題

——通過發揮這種優勢，燃料電池車才得以進入量產階段是嗎？

田中：並非如此。其實，臨近量產時，還遭遇了一個意想不到的問題。

——問題發生在哪裏？具體是什麼問題？

田中：是(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)組(zu)的(de)問(wen)題(ti)，不(bu)過(guo)具(ju)體(ti)問(wen)題(ti)不(bu)便(bian)透(tou)露(lu)。是(shi)一(yi)個(ge)很(hen)微(wei)妙(miao)的(de)問(wen)題(ti)。正(zheng)好(hao)又(you)出(chu)現(xian)在(zai)決(jue)定(ding)是(shi)否(fou)進(jin)入(ru)最(zui)後(hou)量(liang)產(chan)階(jie)段(duan)的(de)關(guan)鍵(jian)時(shi)刻(ke)。在(zai)汽(qi)車(che)開(kai)發(fa)中(zhong)，各(ge)項(xiang)技(ji)術(shu)都(dou)有(you)時(shi)間(jian)表(biao)，遵(zun)守(shou)日(ri)程(cheng)表(biao)是(shi)絕(jue)對(dui)條(tiao)件(jian)。如(ru)果(guo)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)組(zu)不(bu)能(neng)量(liang)產(chan)，整(zheng)個(ge)計(ji)劃(hua)就(jiu)會(hui)被(bei)打(da)亂(luan)。

如果這個問題不解決，就趕不上上市時間，這時我對大家說：“先在這個環節暫停一下。查明原因並找到解決方法之後再推進下一步的工作。”工作停下來的話就必須考慮補救措施，我當時想得隻是“待問題解決後大家一起想吧”
，生產技術部門和設計部門也同意了。

dangran
，duizhegejueding，jibianwofuquanzeyebushiwoshuolejiusuande，zhihaodaojingyinggaoguannaliqushuoming，doudaolekuaiyaoxiaguidechengdule。buguowoyijinghengxiaxinlaile。

houlaiwomenjiuzantingleyikaishiliangchanweimubiaodegongzuojincheng
，jiejinquanlilaizhamingnagewentideyuanyinsuozai，bingzaijiejuelewentizhihoukaishiliangchanzhunbei。zuihou
，zaigongsineihenduobumendepeiheheduofangzhichixia
，zhongyuruqituichuleranliaodianchiche。zhendefeichangganxienaxiebumendedalizhichi，duiciwoshifenganji。