“捆绑”特斯拉？丰田Mirai发现加氢新路径
近日，丰田在氢燃料电池电动汽车（FCEV）领域取得一项突破性进展，其旗下的Mirai车型获得了基于北美充电标准（NACS）的加氢能力，这一创新举措为解决氢燃料电池汽车加氢基础设施不足的难题带来了新的希望。
长期以来，丰田MiraiFCEV因加氢基础设施匮乏，市场表现不佳。数据显示，2025年1月仅售出17辆。与之形成鲜明对比的是，特斯拉的NACS标准自2022年向其他制造商开放后，凭借其更紧凑的设计、强大的大电流充电能力，以及广泛且不断扩张的超级充电站网络，受到了行业的广泛关注。截至目前，特斯拉在美国已拥有超过19,800个充电站和73,000多个独立充电点，仅加利福尼亚州就有超过12,800个，其中超1,000个站点配备了超级充电桩，共计约17,000个超级充电桩。而美国2024年开放零售的加氢站仅有54个，另有20多个处于规划或建设阶段。
丰田暹罗有限公司基于NACS的MiraiFCEV充电演示站点，配有水箱，安装在泰国伊森省Sakon Nakhon机场。
面对这一困境，丰田暹罗有限公司（TSL）积极探索，与特斯拉达成合作，借助特斯拉的超级充电站为Mirai加氢。在泰国那空沙旺机场，TSL新建了具备NACS充电能力的站点，并安装了用于制取氢气的设备，包括一个看似用于应对锂电池起火的水箱，实际上它为氢气制取提供了关键的水源。
为实现高效加氢，TSL的研究团队从Etsy购买了HHO氢发生器（本质为电解器）的制作方案，并进行了创新性改造。他们采用超轻且经过CVD钝化处理的锂板替代传统的不锈钢板，这背后有着深刻的技术考量。
三个 HHO 氢气发生器，根据从 Etsy购买的图纸建造，但使用超轻、CVD 钝化、锂板代替不锈钢，以减轻重量。
锂的原子量较小，相比不锈钢，其在单位质量下能够提供更多的活性位点用于水电解反应。同时，CVD钝化处理在锂板表面形成了一层致密且稳定的保护膜，这层膜不仅有效防止了锂在潮湿环境下的快速氧化，延长了锂板的使用寿命，还能降低水电解过程中的副反应发生概率，从而提升电解效率。通过精心设计，研究人员构建了由多个电解槽组成的水解器组件。每个电解槽在标准温度和压力（STP）下，每1.8分钟能够产生1升氢气，输入的电功率为13伏、10安培。
Mirai的燃料箱可储存5千克（在标准温度和压力下为55,000升）氢气，因此在一小时的加氢过程中，需要1600个电解槽单元才能提供足够的氢气。研究团队将这些电解槽单元以40串40并的连接方式组合成一个“箱式”阵列，该组件“箱”的尺寸约为225×160×40厘米（约88.5×63×15.7480135英寸）。这一连接方式能够实现组件的高效运行，当需要为Mirai加氢时，该组件需要超级充电站提供520伏、400安培（208千瓦）的电力，才能在一小时内将空的燃料箱加满。若按照纯电动汽车常见的20%-80%充电标准，仅需36分钟，且功率要求可降至520伏、240安培（125千瓦），以更好地兼容旧的充电设施。
此外，针对氢气常压存储的问题，团队还开发了恒流模式的两级压缩机。在第一级压缩过程中，采用较低的压缩比，将常压氢气初步压缩到一个中间压力，这个过程能够有效降低后续压缩的难度和能耗。接着，在第二级压缩时，将中间压力的氢气进一步压缩到满足Mirai氢燃料箱存储要求的高压状态。该压缩机通过NACS连接器从超级充电站获取电力驱动，确保氢气能够顺利存储到高压燃料箱中。
这一创新的加氢系统，不仅解决了Mirai加氢基础设施不足的燃眉之急，还为其可持续发展提供了有力支持。通过利用特斯拉的超级充电站，Mirai有望摆脱对传统甲烷制氢的依赖，更多地使用太阳能和风能等可再生能源产生的氢气，实现真正的绿色出行。
目前，丰田Mirai基于NACS标准的加氢能力尚处于试验和探索阶段，但这无疑为氢燃料电池汽车行业指明了新的发展方向。未来，随着技术的不断成熟和推广，有望为更多消费者带来便捷、环保的出行体验，推动整个行业的快速发展。
补充说明：
1. 2025年4月7日，特斯拉公司副总裁陶琳表示，特斯拉正在持续扩大其充电网络的覆盖范围。截至目前，特斯拉已在中国建成超过2000座超级充电站，实现了对中国内地所有省份和直辖市的全面覆盖。
2. 中国市场上拥有氢能源汽车的品牌有奇瑞汽车：瑞麒X-hybrid和瑞麒M1 FCV等多款氢燃料电池车型；上汽集团荣威和名爵两大品牌，例如荣威950 FCV和名爵MG6 H；广汽集团广汽本田和广汽丰田，包括广汽本田Clarity和广汽丰田Mirai等；长安汽车与英国戴维科技携手，研发的 “深蓝”的氢燃料电池汽车；北汽集团：北京汽车推出了E200和EX3等氢燃料电池车型。
除此之外，还有其他一些中国本土品牌，如蔚来汽车和小鹏汽车，也在氢燃料电池汽车的研发和生产上表现出积极的态势。
