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社长专栏 丰田访谈 赛事活动 专题报道
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社长专栏 丰田访谈 赛事活动 专题报道
为何选用未发售的氢燃料发动机试验车参赛?

目录

发布会中“拥有四重身份”的丰田社长
无意中的一句话,却促使试验车参赛……
隐藏在氢燃料发动机里的可能性
先从数据收集开始
“一人多面”的丰田章男社长的意志

丰田汽车于4月22日宣布开发氢燃料发动机技术。

说到“氢能源”,人们首先会想到丰田MIRAI这种氢燃料电池车(FCEV),但本次宣布开发的是氢燃料发动机。

FCEV是通过让氢气与空气中的氧气发生化学反应,产生电力来驱动发动机。而氢燃料发动机车则是对现有汽油发动机的一部分进行调整,通过燃烧氢气产生动力。

氢燃料发动机车所使用的燃料中不含汽油,是100%的纯氢气。因为不需要燃烧化石燃料,因此在行驶过程中可以达到几乎不排放二氧化碳*。是实现碳中和目标的一种选择。

*走行時にごく微量のエンジンオイル燃焼分を除き、CO2は発生しない。空気を取り込んで燃焼させるため、ガソリンエンジンと同様にNOx(窒素酸化物)は発生

值得注意的是,目前搭载氢燃料发动机的车辆虽然还没有具体销售计划,但已经决定在5月21日至23日举办的“超级耐久(S耐)系列2021Powered by Hankook的第3场赛事,富士24小时比赛”中作为参赛车辆投入使用。

具体来说,就是接受丰田开发委托的ROOKIE Racing(私人赛车团队,车队老板是丰田章男)参加了本次赛事。

计划在以卡罗拉运动版为基础的赛车上,搭载经受过S耐考验的GR YARiS曾使用的4WD系统作为驱动。使用“日本福岛氢能研究场”制造的可再生能源“绿色氢”作为该车燃料。

这一计划最令人意外的是,他们直接将仍在开发途中的氢燃料发动机投入到了严酷的比赛中。初战并没有选择3小时或5小时赛事,而是直接选择了24小时的耐久赛。这种历练已经超越了“残酷”,达到了“惨烈”的程度,从而也可以感受到整个团队的高涨情绪。

发布会中“拥有四重身份”的丰田社长

丰田与Company President佐藤恒治出席了面向汽车界媒体召开的发布会。

在同天同地点,丰田还出席了一般社团法人日本汽车工业协会(JAMA)主办的新闻发布会,他首先如下自我介绍道:

“我是丰田章男,是MORIZO,也是丰田的社长”。

身兼多重身份的丰田,此时已经更换了一条与之前参加发布会时不同的领带。本次发布会他戴着一条蓝黄相间的条纹领带。

这一配色代表了ROOKIE Racing。丰田社长虽然并没有明确解释,但我认为他的这一举动应该是想要表达自己是以ROOKIE Racing的车队老板兼赛车手的身份,参加此次发布会。

TOYOTimes通过问答的形式,向“一人多面”的社长探寻选用氢燃料发动机车参加赛事的真意。

无意中的一句话,促使试验车参赛……

最初向社长提出的疑问就是,为什么氢燃料发动机车的初战选择了24小时耐久赛这么严酷的比赛。Car guy MORIZO听到这个问题后,变换四种身份,为我们介绍了关于决定参赛时一些不为人知的小故事。

——这次突然选择参加24小时耐久赛,MORIZO的强烈愿望是否是炒热赛车运动?

丰田章男 确实也有想要炒热赛车运动的心情。在赛车世界(汽车产业)里,我们拥有550万的朋友。我想向他们证明在应对碳中和的同时,也能够保持可持续发展。 (丰田)拥有在开发MIRAI时掌握的氢能环保技术,以及YARiS在WRC中展示出的安全技术。另外,GR YARiS也是在发布后马上就参加了24小时耐久赛。 虽然每次都能够获得杆位(pole position),但车身却总是遍体鳞伤。我当时对大家说“那么干脆就来测试一下它的极限”。我认为经过了一年,车变得越来越强了。 今年,大概有2辆GR YARiS被私人团队(其他车队)选中,参加比赛。某种意义上来说,ROOKIE Racing已经完成了它的使命。 我作为丰田的社长,希望今后能有更多私人团队选用丰田的汽车参加赛车运动。 今后,丰田会继续委托ROOKIE Racing开发氢燃料发动机,挑战蕴藏在赛车运动界中的更多可能性。 如果要问,为什么初战就选择24小时耐久赛,而不是3小时,5小时的比赛?那是因为我们必须让车子状态到达可以维持跑完24小时的水准。 另外,本次参赛的赛车手也是预计由我来担当。因为提到氢能,民众们总是会联想到爆炸。为了证明氢燃料发动机车的安全性,所以决定由我担任赛车手。 如果要问为什么这辆车可以在短时间内开发完成的话,其实是因为受到去年新冠疫情的影响,我经历了一段“隔离生活”。在那段时间里,技术部门的工作人员运来了很多车,放在研究所旁边的泥土赛道中,想让我借此机会试驾一下。 这些车辆中,就有一台氢燃料发动机的卡罗拉。那时正好赛车手小林可梦伟也在研究所,于是我们就一起试驾了这辆车。那时候根本没想过这一举动能够与今日的发布会产生关联,佐藤President应该更是感到意外。 我认为丰田作为汽车行业中的一员,不但要迎合现在的碳中和时代,还要兼顾推广赛车运动大众化,营造让大家都满意的比赛,因此这次决定选用氢燃料发动机车参赛。

丰田社长解答完毕,又将话题抛给了佐藤President。关于决定参赛时背后的故事,佐藤President做出了补充。

他从丰田汽车的赛车运动立场出发,结合氢燃料发动机车的魅力,对赛车运动相关环境开发的意义进行了说明。

佐藤President 其实丰田一直没有停止过对氢燃料发动机的研究。从2016年起,我们就已经开始针对特别是像Bi-Fuel(双燃料可自由切换式发动机)这种模式的状态进行研究。 可是实际上,将技术与汽车结合,推进“复合化”的进程一直没有进展。 直到最近,通过经历了各种事情后才逐渐意识到,运用手中现有技术造车的概念,已经逐渐成型。 因为氢气燃烧速度比汽油快,所以响应性更好。 去年年末,我们制造了一辆在具有优异环保性能的同时,还能满足爱车人士们十分重视的汽车声音与震动享受,非常具有“汽车操控乐趣”的试验车型。 在邀请最终测试员MORIZO先生进行试驾的时候,我随便问了一句“您觉得这辆车怎么样?”。谁知这句话就好像是触到了MORIZO先生某根敏锐的神经,当时他的脑子里可能响起了“哔哔”的警报声吧。 随后,他突然对我说道:“选这辆车参赛吧!”。现在回想起来,当时自己的问题确实有些“草率”……等等,我改变一下措辞。确实有些“具有挑战精神”。(笑) 一直以来,我负责的都是量产车的相关研发工作,自己的手表就相当于量产车的时间轴一般。而这次的我,体验了一翻赛车运动相关研发的时间轴,确实有着压倒性的速度呀。Agile!在赛车的研发过程中,并不是去探寻不损坏的界限,而是追求“损坏殆尽”时的极限。 在这样的研发概念中,要融合一项未来的新技术本就不容易。更何况氢燃料所面对的难题还很多,这绝非易事。 我想起以前丰田社长曾对我说过“如果不这样做,未来就不会靠近”。因此为了早日实现技术融合,在制定计划初期的时候,我就让自己先沉淀下来,努力应对各种难题。 初战就要挑战24小时耐久赛,无疑这一目标让人十分地紧张,虽然今天我坐在这里参加发布会,但其实工作人员们依然还在对发动机进行耐久测试中。 时刻保持紧张感,也正好体现出了如今丰田汽车整体的状态。我认为在面对实现碳中和目标这一挑战中,丰田作为汽车制造商,不但要时刻保持“紧张激动”的心情,更要勇于挑战各种创新技术。

隐藏在氢燃料发动机里的可能性

发动机是汽车的“心脏”,一旦它有所变化,那么比赛也好看点也罢,都会大不相同。当被问到氢燃料发动机的特性时,佐藤President以“燃烧速度”作为关键词进行了解说。

——请问在与现有发动机的竞争中,氢燃料发动机的亮点是什么呢?以及它在比赛中的潜力又是什么呢?

佐藤President 因为氢燃料有着燃烧速度为汽油8倍的特性,所以响应很快。因此,我认为氢燃料发动机的优势在于低速扭矩的快起步,同时还有因为满负荷扭矩而带来的良好响应。 但是,因为氢燃料的燃烧速度快,所以会导致高压、高温的产生,因而摆在眼前的技术性难题便是控制好热量,这关系到在哪里取得最大马力的平衡。 在这次的比赛中,因为要确认将最大马力提高到什么程度、将燃烧稳定在什么样的平衡这些问题,所以我认为氢燃料发动机的潜力没能全部显现出来。 我想一边观察各种平衡,一边提高将来的马力,同时找到能展现氢燃料发动机优点的燃烧条件。 以基准程序(不考虑搭载车辆后的数据,只对发动机进行测试的结果)来说,它的输出功率与汽油水平相当,所以基本上我认为它的性能毫不逊色于汽油。 但是,从重量上来说,因为比赛过程中要装载很多测量仪器,所以比起胜负,首场比赛更具有采集数据的实证试验意义。

在几个小时前的JAMA会议上,丰田会长的呼吁之一就是“日本有发挥自身优势的碳中和道路”。

其中举出的例子不是化石燃料,而是不排放二氧化碳的碳中和燃料。他指出,通过推进这项研究,用好日本积累起来的发动机技术,日本就有可能实现碳中和。

由于氢燃料发动机相关的内容也是在同一天进行发表的,所以也有人提议将两场发布会联系起来看。

——是因为基于对新能源的讨论,所以选择在这个时机进行了发表吗?

丰田章男 考虑到ROOKIE Racing的作用,无论是在CASE时代还是在碳中和时代,只要有可能为私人团队提供他们认为有价值的东西,我们就想挑战一下。 虽然HEV在勒芒24小时耐力赛等各种赛车运动中都有推广,但无论如何人们最重视的还是耗油量。 因此,氢燃料发动机从一开始就融入到了赛车运动中,致力于追求“奔跑·转弯·停车”的乐趣。 或许现在我们还处在思索“目前是否要开发车辆?”的阶段,但如果是ROOKIE Racing和TOYOTA GAZOO Racing合作,我想应该没问题。 而且最重要的是,我们提到碳中和,就不得不提到EV。 在赛车运动中,电动方程式被认为是未来的比赛,但长年奋战在赛车领域的550万人中,有很多人积累了发动机调试等know-how。 氢燃料发动机的出现,证明了发动机本身也能够有助于达成碳中和目标。另外为了让它能够成为未来赛车运动的机械师和私人车队选择的基准,我想首先由Rookie Racing做出尝试,于是选择了这个时机。

先从数据收集开始

氢燃料发动机对应碳中和时代,可以实现包括汽车的声音和振动在内的可以带动五感的乐趣。虽说如此,但接下来难题还是不少,还得看今后的技术发展。

这场发表万众期待,丰田社长也亲自参加了比赛,站在这个立场上他用以下的表达方式,为我们展现了目前氢燃料发动机车的实力。

——在MORIZO先生看来,与汽油发动机相比,氢燃料发动机带来了兴奋感吗?

佐藤President 因为氢燃料有着燃烧速度为汽油8倍的特性,所以响应很快。因此,我认为氢燃料发动机的优势在于低速扭矩的快起步,同时还有因为满负荷扭矩而带来的良好响应。 但是,因为氢燃料的燃烧速度快,所以会导致高压、高温的产生,因而摆在眼前的技术性难题便是控制好热量,这关系到在哪里取得最大马力的平衡。 在这次的比赛中,因为要确认将最大马力提高到什么程度、将燃烧稳定在什么样的平衡这些问题,所以我认为氢燃料发动机的潜力没能全部显现出来。 我想一边观察各种平衡,一边提高将来的马力,同时找到能展现氢燃料发动机优点的燃烧条件。 丰田章男 其实这辆车我还只在沙砾道路(砂石路·未铺修的路)上开过,还没有在环形赛道上开过。在这样的阶段下我发表了以下想法。 在沙砾道路上行驶时,我放了几个锥形障碍物,并试着转弯、加速、测试汽车的性能。减速之后的加速感,让我觉得这款产品非常适合在赛车运动中使用。 在富士赛车跑道最后的地方(赛道后半段的上坡和反复弯道的地方)追上,从直线开始在第一梯队(赛道前半段)被超越。如果一直这么慢,接下来就会进维修站了吧(笑)。 比起这个,我听说油耗是一个大问题,所以在24小时比赛的情况下,比起汽车的耐久性,机械的耐久性才更重要。 因为(汽车)频繁地进维修站,在这24小时期间要以什么样的体制来应对机械作业呢?我认为除了普通的更换轮胎和充氢外,还得包括更换各种各样的零部件。 这和以前去纽博格林的时候是一样的,不过我想现在还是努力跑完24小时全程并好好收集数据的阶段。

“一人多面”的丰田章男社长的意

丰田“一人多面”出席氢燃料发动机发布会。在他的发言中,确实包含了各种立场的意志。

为自己的祖国日本实现碳中和做出贡献,这是作为“JAMA会长”的觉悟。

投身于严酷的比赛,只为让可以发挥日本强项的新技术尽早投入实用阶段,这是作为“丰田社长”的决心。

让被看作是站在环境对立面的赛车运动进入新的时代,这是作为ROOKIE Racing车队老板的信念。

再有,为了喜欢汽车的伙伴们守护“嘈杂而有魅力的发动机声”,这是作为“Car guy·MORIZO”的热情。

在与这项新技术相遇的泥土赛道中,丰田章男敏锐地感受到了未来,并坚定了这份意志。

TOYOTimes今后也将继续对氢燃料发动机面临的挑战进行追踪报道。