丰田燃料电池专利(丰田固态电池专利)

怎么看丰田无偿开放氢燃料电池技术专利使？

第一，丰田在其Mirai刚开始小批量投放市场就无偿开放诸多专利确有深意，正如笔者在前一篇关于氢燃料电池汽车的博客中所言，丰田意欲在氢燃料电池汽车方面引领世界潮流，无偿放开专利使用权意味着将在技术上掌控氢燃料电池汽车技术取向和路径，以及使其相关标准国际化。况且，无论是谁无偿使用，都不可能在氢燃料电池汽车技术方面超越有20几年积累的丰田，这一点丰田有自信。 第二，不同于混合动力汽车，氢燃料电池汽车产业链长，必须有基础设施保障，因此，燃料电池汽车推广普及仅靠少数几家车企难以成势，无偿开放专利将促使更多企业参与氢燃料电池汽车开发和商业化，扩大电堆、高压储氢罐等关键材料和部件的产业化规模，不断降低成本，更重要的是推动在世界范围内加氢站建设和加氢网络形成，丰田无偿开放其技术专利正所谓意欲取之必先予之，是明智之举。 第三，关于无偿开放专利技术的期限，丰田给出的时间表是到2020年底(氢气供应及制造等加氢站相关专利无期限)，也就是6年。为什么？在笔者看来，首先是6年足以让一家有能力的企业消化吸收丰田技术专利并实现商品化；其次是丰田氢燃料电池汽车技术仍然面临一些课题，比如电堆催化剂的进一步少铂化或无铂化以降低成本的课题，高压氢燃料罐的课题：相比丰田早期氢燃料电池技术，Mirai为增加续驶里程，采用高达700个大气压的高压燃气罐，为确保安全的燃气罐结构和尺寸问题成为车辆设计和总布置的难题，同时，也使加氢站的成本居高不下。解决这些课题应该是丰田下一代氢燃料电池汽车目标，粗略判断这个时间应该在2020年前后，可以说，丰田给出的专利开放期必是审慎权衡的结果。 第四，中国车企和关联企业该怎么看丰田无偿开放专利技术使用权呢？笔者认为，氢燃料电池汽车在中国还属于样品开发阶段，技术水平不可与丰田同日而语，产业链基本没有形成，使用丰田专利技术可以尽快填平在氢燃料电池汽车方面的技术洼地，降低开发成和风险，有志在氢燃料电池汽车谋求发展的企业应该抓住机会。但是，使用专利能否达到丰田水平还要看中国车企及关联企业技术基础和消化吸收能力，也决不是一个或少数几个车企的事，是产业链整体能力问题，当然，一些有能力的汽车企业应在此中担当重要角色。 第五，关于专利使用方式，按丰田的说法，相关企业使用专利时，需要向丰田提出申请：“关于具体使用条件等，将会单独协商签订协议”，对这一点笔者有些担忧：5680项专利具体使用都需要协商和签订协议，丰田和相关方都会耗时费力，实际运作效率可能会与丰田初衷相悖，期待丰田能以更开放的姿态促进有意向企业高效使用其专利技术。

资讯｜氢动力、续航650公里起步，丰田燃料电池模块将对外销售

据丰田资料，FC模块的额定输出有两种类型，即60千瓦和80千瓦，以及两种外观类型：垂直型（I型）和水平型（II型），总共有四种类型。

丰田表示，在该FC模块中可将与高性能燃料电池系统相关的每个部件放在一个紧凑的包装中，目前第二代MIRAI的燃料电池组即是如此。在氢燃料电池的支持下，第二代MIRAI续航可达650公里。

迄今为止，丰田已在燃料电池领域推出多款产品与技术，比如，推出氢燃料 汽车 “MIRAI”和氢燃料电池公共 汽车 “SORA”；向FC产品公司出售FC系统以及免费提供与FC相关的专利许可。

近年来，在节能减排政策的推动下，全球各大国家和地区都推出了各种利用氢燃料电池 汽车 发展的利好政策，因此也有越来越多的 汽车 企业进入市场。为了实现碳中和，丰田表示将继续致力于减少二氧化碳的排放量，不仅将使燃料电池 汽车 （FCV）普及，还将推广FC产品在相关行业普及。

值得一提的是，宝马已经看中了丰田的氢燃料电池技术。在2020年4月，宝马宣布BMW i Hydrogen NEXT将配备宝马集团与丰田 汽车 公司 合作研发的燃料电池 和宝马集团 独立开发的燃料电池组和整体驱动系统 。根据合作协议，双方将致力于氢燃料电池技术的研发，包括燃料电池动力系统，以及可扩展的模块化组件。自2013年起，宝马集团与丰田 汽车 公司不断深化合作，推进氢燃料电池技术的研发和产业化。此外，双方还是国际氢能委员会的创始成员。

解析丰田Mirai氢燃料电池技术

丰田之前展示了自家的第一款量产氢动力车型Mirai。如果有关注丰田的朋友对于这款车型应该不陌生，在过往的其它大型车展上，都有展出过相关的FCV概念车。作为全球第一款量产的氢燃料电池车，丰田Mirai有着不少令人啧啧称奇的技术，就好像第一次接触丰田的混合动力一样，充满惊喜。

氢能源车存在的意义和电动车一样，是解决排放问题的终极方案。在全球日益倡导低碳环保的主旋律下，氢动力车型拥有纯电动车的零油耗、零排放、低噪音等优势，其核心部分是燃料电池。我们可以将Mirai理解成一辆用电驱动的车型，只不过它采用了燃料电池代替了厚重且充电效率低的锂离子电池。氢燃料电池车是通过利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成电流，使电动机运作，从而驱动车辆行驶。

就核心结构部件方面，Mirai明显比油电混合、纯电动车都要复杂，整套动力系统以燃料电池堆栈为核心，没有传统的汽油发动机、变速器、油箱以及大面积锂离子电池。发动机舱内部是电动机和电动机的控制单元，车身后桥部分放置了一个镍氢动力电池组和前后两个高压储氢罐，在Mirai身上无需考虑加油或者充电的问题，驱动唯一消耗的“燃料”只有氢气。

常温下氢气是气体，密度非常低、难以液化且极易燃烧。因此，如何安全地储存氢气，成为氢动力车辆的首要考虑因素。丰田Mirai于车身后桥位置安装了一大一小的两个高压储氢罐，并且设计成椭圆胶囊式的外形，采用三层不同的材质。

高压储氢罐的罐体内部衬有塑料密封内胆，其外面包裹一层碳纤维强化塑料抗压层，抗压层外侧再有一层玻璃纤维材料的减震保护层。每一层的纤维纹路都根据所处罐身位置不同而做了额外优化，使纤维顺着压力分布的方向，提升保护层效果。两个储氢罐一共的容量是122.4升（前储罐60升，后储罐62.4升），采用700个大气压储存，最多能容纳约5公斤的氢气。

不过，要使燃料电池堆栈能够正常反应发电，还得需要氧气的加入，这里只需要将空气带入即可达到效果。前进气格栅会构成一条通道，空气由此进入燃料电池堆栈后，氢气会与空气中的氧结合反应产生电流，整个过程最后得出的唯一“废物”是纯净水。

当车辆启动时，燃料电池堆栈产生的电流除了供给电动机进行车辆驱动外，还有部分会储存到位于后轴上方的镍氢动力电池上。这块1.6千瓦时的电池与凯美瑞混合动力所搭载的完全相同，起动力和储能作用。在整车负载低时，可以单独用它供电带动车辆前进。如果车辆有更大的动力需求，电动机和镍氢动力电池通过双重供电来满足。车辆在减速和制动时，电动机的回收动能会为镍氢电池组“充电”。

在撇开加氢站点少的外在因素，氢燃料的填充速度远比电动车的充电速度快。就拿Mirai来说，充满氢燃料的时间仅需3分钟，就能行驶大概650km；与之相比的特斯拉Model S充满电后的续航里程大概为500km，但充电时间最快也要差不多5个小时。

通过这么讲解，相信大家或多或少都对丰田这款氢动力车型的运作原理有一定了解。如果单从能效和环保方面看，氢动力就算不能取代电动车的地位，也应该要平分天下，显然事实并非如此。如今阻碍氢动力车普及的最大门槛是成本问题，在这里也不得不惊叹一下丰田的成本压缩手段。2008年时，概念FCV上的车用燃料电池成本就去到100万美元，到现在量产销售的Mirai却能降到5万美元，降幅高达95%。从扬言到实现，前后用了不到一年的时间，难怪被网友称之为“黑 科技 ”。

事实上氢动力已经不是什么新概念的玩儿，早年很多厂家都曾做过相关研发，有些是往燃料内燃机方向发展，不过最终第一个敢走向量产的是丰田，其余的都还困在整车造价成本问题上。不过可以看到，国际上对于氢燃料电池的态度是相当积极。英国对加氢站建设和加氢站运营成本会补贴一半；德国、日本打算建造1000座加氢站；美国加州打算实现2015年1万辆氢动力 汽车 。另外，各大厂商采用联盟合作模式，目前比较有代表性的组合有：本田-通用、丰田-宝马、日产-福特-戴姆勒，其目的也是为了加快推动氢燃料电池的普及。

在这个名单中我们也看到了一些国内本土品牌，顺带提及一下，国家其实对氢燃料电池技术格外关注。在2013年，国务院发布了相关政策，希望厂家能和各大科研机构共同联合研发，形成具有自主知识产权的燃料电池乘用车和商用车动力系统技术平台。当时上汽作出的回应规划是2015年将实现燃料电池 汽车 产业化，并在北京、上海、大连等试点城市上市销售，计划生产量为1000辆，整车成本降至50万以内。

可惜这些看似雄心勃勃的计划，最终还是敌不过现实的残酷。就现阶段而言，本土品牌的核心技术水平以及相关经验累积还是相当欠缺，主要集中表现在产品的可靠性和寿命等方面。但这个局面或者将会改善，皆因丰田开放了关于燃料电池的5000多项专利，目的是为了将技术全球化，从而加速各国加氢站的建设。

不过丰田似乎没有把中国视为氢动力车型的重点投放市场，分析原因可能是氢动力车型的产能本身就不高，面对供不应求的市场，会更优先考虑政策支持力度大、对该技术由心热衷的国家或地区。虽然中国政府下达了政策促进燃料电池的发展，但实际扶持动作并不多，无论是企业还是消费者，都只能抱着“观望”的态度面对，最终也耽误了时间。

最后还是要建议本土车企认真对待丰田开放专利这一个契机，因为这已经不像当年混合动力那样实行专利封锁，通过借鉴成熟的技术，有利于将产品的水平进一步提升。加上向来的国家补贴更倾斜本土品牌车企，谁的产品质量可靠，谁就越得民心。

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