豐田Mirai

**豐田 Mirai**（取自原日文「未来／ミライ _Mirai_」），是一款氫氣燃料電池汽車，也是全球首部商業販售的氫氣燃料電池汽車。Mirai 車款在 2014 年 11 月洛杉磯國際車展中亮相，豐田汽車預計在 2015 年生產 700 輛以供應全球銷售。

在美國環境保護政策下，這輛 2016 年度車款 Mirai 在燃料全滿的情況下可以跑 502 公里（312 英哩），城市 / 高速公路綜合燃料經濟評價獲得 67mpg-US（3.5L/100km; 80mpg-imp），讓 Mirai 被 EPA 評為最具燃料效率的氫氣燃料電池車。

該車款於 2014 年 12 月 15 日開始在日本銷售，售價 670 萬日元（約合 57,400 美元）。日本政府計劃以每台輔貼 200 萬日元（約合 19,600 美元）的方式支持量產的燃料電池車。美國上市時間預計為 2015 年 8 月，尚未扣除政府獎勵下每台售價 57,500 美元。一開始只打算在加州販賣。歐洲市場預計 2015 年 9 月上市，一開始只在英國、德國、丹麥等地銷售，其他國家要等到 2017 年。德國定價為未稅 6 萬歐元，含稅則為 78,540 歐元。

## 歷史

### FCV 概念車

Mirai 源於豐田 FCV（取自 Fuel Cell Vehicle 英文縮寫，譯為「燃料電池車」）概念車，FCV 於 2013 年東京車展中首度亮相，其水滴狀外型亮藍色房車概念，藉以彰顯「水是從氫氣動力汽車排氣管所排放的唯一物質」。FCV 的大型進氣格柵和其他開口，有利於導入冷空氣和氧氣，供燃料電池使用。豐田汽車表示這款 FCV 概念車外觀很接近市場預期的量產化版本，FCV 車體尺寸和豐田 Camry 車款相似。參照日本 JC08 模式測試，FCV 的汽車燃油經濟性總里程可達約 700 公里（430 英里）。

豐田汽車表示 FCV 另一特點為擁有 3.0 kW/L 輸出動力密度的燃料電池系統，比前一代燃料電池概念車 FCHV-adv 可輸出 100 kW 動力，提升了二倍之多，儘管 FCV 已將各部品單元明顯小型化。FCV 採用豐田汽車專利的小型輕量化燃料電池堆疊技術以及配置於設計車體下方的 70MPa 高壓氫氣箱。豐田 FCV 概念車可容納四名乘員，2015 年全面量產上市時，預期其燃料電池系統成本將比 2008 年豐田 FCHV-adv 概念車低達 95%。

FCV 概念車也採用豐田汽車的油電複合動力技術，包括：電動馬達、動力控制單元、和其他來自複合動力汽車的零組件，以改善可靠度，以及成本最小化。複合動力技術亦被採用於燃料電池協同運作。低速時 (例如駕駛於市區內)，FCV 如同電動汽車以儲存於車身電池之電能運轉，該電池利用煞車制動再生充電；高速時氫氣燃料電池則獨自驅動電動馬達。當需求更多動力時 (例如：突然加速期間)，電池支援燃料電池系統協同運作，以供應充足動力。

2014 年 6 月豐田汽車展示一輛外觀設計接近量產車的 FCV 車款，並宣布日本定價細目，訂於 2015 年 4 月於日本國內發表上市，僅限於氫氣加氣基礎設施已開發完成區域。

### 時間線

* 1992 年：豐田汽車啟動 FCV 技術開發。
* 1996 年：一輛配置金屬氫化物氫氣箱之 FCV-EVS13 車款參與大阪市遊行活動。
* 2001 年：在東京汽展中，豐田汽車展示 FCHV-4 概念車、FCHV-5 概念車、和大發 MOVE FCV-K-II 燃料電池汽車。
* 2002 年：以 Highlander 為基底之 FCHV 車款於美日限量販售，燃料電池堆疊輸出功率可達 90 kW，巡航範圍可達 300 km（185 miles），二輛 FCHV 送交美國加州大學歐文和戴維斯校園，另四輛則送交日本政府部門。
* 2003 年：豐田汽車和大發汽車連袂展開燃料電池輕型車 MOVE FCV-K-II 之路試。
* 2005 年：FCHV 在日本取得車型認證。
* 2008 年：歷經 10~15 次測試週期，FCHV-adv 將巡航範圍進一步推升至 830 km（515 miles），並且擁有更優越的冷啟動性能。
* 2009 年：美國政府調降開發氫氣燃料電池汽車資金。
* 2010 年：豐田 / 日野 FCHV 巴士服務往返東京國際機場和市中心區間之日常商務路線。
* 2011 年：產品規劃組副總小木曾聰聲稱所有技術問題都已迎刃而解，他說：「橫亙於燃料電池車之前的真正問題，只剩大量生產的成本」。
* 2011 年：在東京汽展中，豐田汽車展示一輛命名為 FCV-R 的 FCV 概念車。
* 2012 年：豐田汽車總裁內山田武說：「目前電動車性能未符合社會需求，無論能跑多少距離、或其成本、或花費多久時間充電」。
* 2013 年：一輛提供記者駕駛的燃料電池路試偽裝車，豐田汽車示範補充燃料完成僅花費少於 3 分鐘時間。
* 2013 年：在東京汽展中，豐田汽車展示 FCV 轎車車型。
* 2014 年 6 月：豐田汽車對新聞媒體展示接近量產的 FCV 車款，公佈 2015 年初將於日本公開販售，售價約七百萬日幣。
* 2014 年 11 月：豐田汽車對外發佈一則新聞稿和照片，詳列量產版燃料電池汽車的規格。也同時公開正式型號名稱為 Mirai，取自日文「未來」。
* 2015 年 4 月：Mirai 為首款擔任美國 NASCAR 競速賽前導車的氫氣燃料電池車，地點位於美國維吉尼亞州里奇蒙市豐田賽車道。
* 2015 年 10 月 21 日：美國加州開始販售 Mirai，正為好萊塢電影《回到未來 II》預言 30 年後的「未來」時間點。

### 測試

1990 年代初期，豐田汽車在日本開始燃料電池開發，開發出一系列的燃料電池車，並進行超過 100 萬英里（約 1,609,345 公里）的路試。自 2012 年起，燃料電池測試車已在北美地區進行路試，包括在死亡谷的耐熱測試、黃刀鎮的耐寒測試、舊金山的陡坡爬坡測試、以及科羅拉多州的高海拔路試。豐田汽車設計的碳纖維氫氣箱也經過極端測試，以確保車輛衝撞時的強度和耐久性。

## 第一代（JPD10; 2014）

## 第二代（JPD20; 2020）

## 規格

Mirai 採用 TFCS（Toyota Fuel Cell System）豐田燃料電池系統，同時具有燃料電池技術和混合動力技術，也包括豐田汽車專利開發的零組件，包括：燃料電池（Fuel Cell，FC）、FC 升壓轉換器、以及高壓氫氣箱。TFCS 比內燃機具有更好的能源效率，驅動時在操作點亦無排放 CO 
2、或倍受關注的硫化物（SOCs）。Mirai 系統 9 秒內可從 0 加速到 97 km/h（0 加速到 60 mph），加速過程中 3 秒內可從 40 加速到 64 km/h （25 加速到 40 mph）。Mirai 充氫氣燃料僅花費 3 到 5 分鐘，豐田汽車期望加滿氫氣箱時可跑 480 公里（300 英里）里程範圍。Mirai 配置一標示 H 
2O 按鈕，可開啟車尾的一道門，以洩出從燃料電池氫、氧化學反應所形成的水蒸氣。每行駛 4 公里可排放 H 
2O（或水容量）240 mL。

### 燃油經濟性和里程範圍

依據美國國家環境保護局（EPA）標準，Mirai 2016 年份車型加滿氫氣箱約可跑 502 km（312 mi），結合市區 / 高速公路的燃油經濟性評級 66 mi/US gal（3.6 L/100 km；79 mi/imp gal）（等效消耗每加侖汽油可跑英里數 = MPG-e）。下表列出 Mirai 和 2015 年 8 月在美國加州地區可供租貸的其他 FCV 車款的燃油經濟性比較。

### 燃料電池堆疊

豐田汽車的新型燃料電池堆疊最大可輸出 114 千瓦（153 馬力），藉由採用 3D 細網格流動渠道的技術，以強化發電效率。依據豐田汽車的說法，這是世界首創的設計，這些三維細格結構配置的渠道，強化空氣（氧氣）的擴散，從而促使燃料電池單體表面能夠均勻發電，此設計能提供更袖珍的尺寸，以及更高階的性能，包括：領先全球的堆疊電力輸出密度 3.1 kW/L（比豐田汽車前一代的 FCHV-adv 車型高出 2.2 倍之多），或 2.0 kW/kg。每個堆疊由 370 個單體所組成（單線堆疊），每一單體厚度 1.34 mm，重量 102 g。Mirai 緊湊的燃料電池堆疊產生的電力，比起日本國內所販售的家用燃料電池高達 160 倍之多。Mirai 具有一（16 公升）高效率、大容量的轉換器，可將豐田汽車的燃料電池堆疊增壓到 650 伏特電壓。

### 高壓氫氣箱

Mirai 具有二個以碳纖維增強複合塑膠（包括宇部興產的尼龍 6、以及其他材料）所製成三層結構的氫氣箱。此氫氣箱可儲存 70 MPa（10,000 psi） 的氫氣，總重可達 87.5 公斤（193 磅）。

### 電力牽引馬達和電池

豐田汽車最新的油電複合動力系統被廣泛用於燃料電池總成，包括：馬達、動力控制、和主電池。電力牽引馬達可提供 113 千瓦特（152 匹馬力） 和 335 N・m（247 lbf・ft） 的扭力。Mirai 具有一 245V （1.6 千瓦・時）機械軸封鎳氫（NiMH）蓄電池組，類似豐田 Camry 油電複合動力車型。

### 安全性能

在豐田汽車的東富士研究所，Mirai 已進行廣泛的碰撞測試，驗證前端、側邊、和後端遭受碰撞衝擊的設計評估，以提供優越的車內乘員保護，並已達成高水準的碰撞安全，確保燃料電池堆疊和高壓氫氣箱遭受車體變形的防護。高壓氫氣箱具有優越的防止氫氣滲漏性能、強度、和耐久性。氫氣偵測器能提供警示，並可關閉氫氣箱的主截止閥。氫氣箱和其他氫氣相關組件皆配置於車廂外側，以確保萬一氫氣外洩時能夠快速消散。車體結構採用東麗株式會社的碳纖維增強複合材料予以強化，並設計能擴散和吸收跨越多重組件的碰撞衝擊能量，以確保高水準的碰撞安全性能，當前端、側邊、和後端遭受衝撞時，足以保護豐田汽車的燃料電池堆疊和高壓氫氣箱。

## 基礎設施

截至 2013 年 1 月 (2013-01)，日本已擁有 10 座示範的氫氣加氣站，豐田汽車經營其中的 3 個加氣站，支援豐田汽車和其他製造商的氫氣燃料電池車的商業化用途。日本政府也宣布 2016 年 3 月在日本首批氫氣燃料電池車規劃上市的地點，將建造大約 100 座氫氣加氣站的目標。美國加州也有 10 座氫氣加氣站，州政府將提供 4700 萬美元資金建造另 28 座氫氣加氣站。

## 生產製造

2014 年 11 月在豐田紡織株式會社的工廠開始製造燃料電池組件，車輛組裝工序則於豐田市元町工場進行。

## 市場和販售

2015 年 1 月豐田汽車宣布 Mirai 氫氣燃料電池車產量將從 2015 年的 700 輛，提高至 2016 年的 2000 輛，以及 2017 年的 3000 輛。

### 日本

2014 年 12 月 15 日在日本開始販售。稅前售價從 ¥670 萬日圓（～$57,400 美元）起，政府獎勵金則補助 ¥200 萬日圓（～$19,600 美元）。首批販售對象僅限於政府機關和企業顧客，截至 2014 年 12 月 (2014-12)，日本國內 Mirai 訂單已經超過 400 輛，超越首年銷售目標，候補訂單也已排到一年之後。依據日本政府的稅務法令規定，Mirai 的車體尺寸適用較高的稅率級距，車重也符合日本道路稅法年度課徵對象。

日本政府也從 2014 年財政年度撥款提供建置成本 50% 補貼，金額大約為 ¥72 億日圓（～$6170 萬美元）。在日本一座氫氣加氣站的建置成本金額為 ¥2 億 8000 萬日圓（～$240 萬美元），比歐洲高出約 ¥1 億 5000 萬日圓（～$129 萬美元）。

豐田汽車交付第一輛市售 Mirai 至總理大臣官邸，並且宣告在日本 2014 年 12 月 15 日開始販售一個月已接獲 1500 輛訂單，突破 12 個月的銷售目標。

### 美國

2015 年 10 月開始交付零售客戶，從 2015 年 10 月至 11 月期間總計已交付 57 輛車。配合波士頓和紐約地區已建置氫氣燃料加氣站基礎設施，豐田汽車排定將於 2016 年上半年在美國東北部五大州發表販售 Mirai 車款。豐田汽車提供 Mirai 車款首批買家前三年免費氫氣燃料加氣的優惠，比照現代汽車提供給現代 Tucson-ix35 燃料電池車承租人的優惠。豐田汽車期待 2017 年底能在美國累計售出 3000 輛 Mirai 車款。

在美國市場，2016 年份豐田 Mirai 車款在政府補貼前的原始售價從 57,500 美元起，租貸 36 個月可獲得 3,649 美元的折扣，每月必須付出 499 美元租金。許多州政府已針對燃料電池車建立獎勵和免稅措施，在加州地區 Mirai 符合零排放車輛（ZEV，Zero-emissions vehicle）標準，藉由潔淨汽車回扣方案可獲得 5,000 美元購買回扣。燃料電池車的聯邦稅收抵免政策，已於 2014/12/31 過期。

### 歐洲

預定在 2015 年 9 月在歐洲上市，英國、德國、丹麥將是歐洲地區首批上市的國家，2017 年在其他國家也將陸續推出。在德國售價約€60,000 歐元（~75,140 美元）另付加值型營業稅。前歐洲議會議長帕特・考克斯（Pat Cox）估計在 2015 年最初銷售期間每賣出一輛豐田 Mirai，將導致€50,000 歐元～€100,000 歐元（60,000 美元～133,000 美元）的虧損。

## 行銷

2015 年豐田汽車釋出標題為「 Fueled By...」（譯為；讓 ... 加燃料）的一系列商業影片，以展現氫氣如何為燃料電池充電，就如 Mirai 一樣可取自各種意想不到的來源。最後一支影片標題為「Fueled by the Future」（譯為；用未來為之充能），由米高・J・福克斯、克里斯多福・洛伊德、和 YouTube 的科學人（署名 Go Tech Yourself）主演，以模仿部分電影橋段向回到未來系列電影致敬，並舉例如何將垃圾轉成燃料（藉由在回到未來電影首部曲裡，由愛默・布朗博士（克里斯多福・洛伊德飾演）所發明的「融合先生」（Mr. Fusion））反應器），已成為現實。這支影片於 2015 年 10 月 1 日釋出，正好和回到未來 II 電影裡馬蒂・麥佛萊（米高・J・福克斯飾演）與珍妮佛・帕克（克勞蒂亞・威爾斯 / 伊麗莎白・蘇飾演）和布朗博士進行跨時空之旅為同一天。

## 圖庫

**豐田 FCV 概念車**

## 參見

* 燃料電池車清單
* 豐田 FCHV
* 豐田 Fine-S
* 豐田 Fine-N
* 豐田 Fine-T
* 豐田 Fine-X

## 參考資料

## 外部連結

* Toyota Mirai official website（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Toyota Fuel Cell Vehicle（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, official website