登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图1 公司研发费用及营收占比(单位:百万日元)
数据来源:Toyota Motor Corporation Financial Report
丰田汽车于2015年10月14日公布了“丰田环境挑战2050”目标,提出在2050年前实现仅靠发动机行驶的汽车的“零”销售。该计划旨在提高混合动力车(HV)和燃料电池车(FCV)的比率,使新车的二氧化碳(CO2)排放量比2010年削减90%。
因此,丰田汽车近年来在新能源汽车,尤其是燃料电池汽车上投入了大量研发资金。从长期来看,目前丰田汽车的研发开支正处于历史高位,可以认为丰田汽车对于科研十分重视,未来可能会有大量新能源技术和产品推出。
由于传统电池技术的限制,丰田高层认为燃料电池车是终极环保车,丰田汽车近年来将其未来研发重心从技术成熟的混合动力汽车逐渐转向燃料电池汽车。丰田汽车于1992年便开始研发燃料电池汽车,在1996年10月发布了首款燃料电池汽车FCEV。在随后的十多年里,丰田汽车陆续推出了FCHV-3、FCHV-4、FCHV-5、Toyota FCHV、Toyota FCHV-adv等车型,但受制于昂贵的单价和基础设施不足,该阶段的燃料电池汽车没有量产和商品化。
二、Mirai动力子系统性能指标
2014年12月15日,丰田汽车在日本发布全球首款量产氢燃料电池汽车Mirai,Mirai是世界上率先投入量产的燃料电池汽车。Mirai的售价为723.6万日元(约44万人民币),经政府补贴后,实际的售价在520万日元左右(约31万人民币),上市首月的订单达到1200辆。目前,氢燃料的售价约为1000日元/千克,Mirai的储氢罐可储存5千克氢气,加满氢气仅需3-5分钟,加注后可行驶650千米,每公里的成本约为8日元(约0.49元人民币)。
丰田Mirai采用了全新设计的底盘,以及新一代的燃料电池堆和储氢罐,Mirai的整套燃料电池动力系统包括燃料电池堆、高压储氢罐、升压变频器、电动机、动力控制单元等等。
值得注意的是,丰田Mirai可利用燃料电池系统产生的电能为家庭供电。日本的自然灾害比较多,Mirai作为应急电源在救援工作中可以发挥很大作用。氢燃料电池汽车的续航和加注燃料的时间与普通内燃机汽车无异,明显优于纯电动汽车。但加氢站等基础设施的建设是氢燃料电池汽车未来发展不得不面临的难题。为了使更多的氢燃料电池汽车上路,丰田无偿地对外公开了约5680项燃料电池相关专利,希望以此鼓励其他汽车厂商推出燃料电池汽车,降低加氢站等基础设施的建造和使用成本。
2015年,Mirai销量为700量;2016年,Mirai的销量增至2000量,占全球燃料电池乘用车总销量的88%。由于产能有限,目前订购Mirai的消费者需要等待至少两年时间才能提车,丰田汽车预计到2020年,Mirai的年产量将在30000台左右。
Mirai使用的燃料电池系统(Toyota Fuel Cell System, 简称TFCS)由丰田汽车自主研发,主要包括六个子系统,分别是燃料电池堆、储能电池、高压储氢罐、驱动电机、PC升压变频器和动力控制装置。下文将从整车和零部件两个方面来介绍Mirai。
1.整车
Mirai的续航里程达到502km,最高输出功率为114kW,最高时速为175km/h。Mirai的输出功率以及最高时速和加速与当前市售的家用轿车相差无几,且由于没有内燃机,Mirai在行驶过程中只有胎噪,相比传统汽车更为安静。
表1 Mirai参数
数据来源:2016 Mirai Product Information
2.子系统
(1)燃料电池堆
Mirai的燃料电池为固体聚合物电解质燃料电池(Solid polymer electrolyte FC),最大输出功率为114千瓦,由370片电池组成,重量仅56kg,体积仅37L。体积功率密度和质量功率密度分别为3.1kW/L,2.0kW/kg,升压变频器负责将电压提升至650V,以满足高性能电动机的需求,处于世界领先水平。除了为汽车提供动力外,Mirai的燃料电池堆还可以为其他设备供电,Mirai可以作为备用发电机使用。
表2 燃料电池堆参数
数据来源:2016 Mirai Product Information
(2)储能电池
为了提高效率,Mirai后备箱中有一块镍氢储能电池,用于吸收燃料电池组输出剩余的电能和车辆行驶过程中回收的电能,供汽车急加速或车载电池使用。
(3)高压储氢罐
氢燃料的安全存储是氢燃料电池汽车最重要的问题。Mirai在后排座椅下方布置了两个最大可承受70兆帕压力的高压储氢罐,其外壳由碳纤维和凯夫拉组成,可以抵抗轻型武器的攻击。
氢气具有可燃性,在空气中点燃可能发生爆炸。丰田通过优化车身结构保护了储氢罐,在80km/h的追尾试验中,储氢罐保持完好。碰撞后,氢气会以安全的速度被强制排出,杜绝爆炸的风险。
Mirai的加氢口位于车身的左后方,最高可以承受87.5Mpa的加注压力。配合专业的加氢设备,3分钟内即可为Mirai加满氢气。充满之后,5kg的氢气可以驱动Mirai行驶650km(日本的JC08标准)。
表3 高压储氢罐参数
数据来源:2016 Mirai Product Information
(4)驱动电机
Mirai使用的驱动电机与丰田的混合动力汽车相同,均为同步交流电机。该驱动电机的最大功率为113千瓦,最大扭矩为335Nm。
(5)FC升压变频器
TFCS系统中,燃料电池发出的电能还需要经过升压变频器的升压才能供给电动机使用,最大输出电压为650V。
(6)动力控制装置
动力控制装置由逆变器、升压转换器和DC/DC转换器组成,用于精确控制燃料电池堆的输出和电池的充电及放电。
FCV价格高昂,主要是燃料电池堆的成本一直下不来,然而丰田显然找到了解决问题的关键。和丰田在2008年推出的燃料电池系统相比,Mirai的燃料电池系统成本降低了95%!
三、 丰田燃料电池相关专利分析
1.专利年度分布
截至2017年5月12日,丰田汽车已在21个国家和地区、2个国际知识产权组织申请了15867件与燃料电池相关的专利。2004年到2009年,丰田汽车与燃料电池相关的专利申请数量大幅增长,期间该技术领域年均专利申请量为1895件,说明丰田汽车在这几年开展了大量氢燃料电池技术研究。2009年后,丰田汽车与燃料电池相关的专利申请数量逐渐下降,年申请量回落到500件左右。直到2014年,专利申请数量再度回升,2015年的专利申请量重新回到1000件以上,表明当下丰田公司对燃料电池技术研究的热情逐渐回升,未来可能有较多新技术和新产品面世。
图2 专利年度申请量
数据来源:Innography.com
2.全球专利布局
从与燃料电池相关的全球专利布局来看,丰田汽车的专利申请主要覆盖日本、美国、中国、世界知识产权组织、欧洲专利局等21个国家、地区和2个国际知识产权组织。其中,丰田汽车在其总部所在地日本的专利申请最大,累积申请与燃料电池相关的专利8712件,占该领域总量的55%,说明丰田汽车对本土燃料电池市场的重视。此外,在美国的申请量占12.2%,在中国的申请量占9.2%,显示丰田汽车对这些地区燃料电池汽车市场的重视。
图3 专利全球布局
数据来源:Innography.com
3. 技术研发重点
为了研究丰田汽车与氢能和燃料电池相关的技术研发情况,利用专利文本挖掘和IPC国际专利分类进一步展开分析,可以看出该公司技术重点集中在氢泵、排水阀、电解质膜、储氢罐等技术。从IPC分类号来看,丰田汽车在H01M8燃料电池及其制造领域申请的专利数量最多,达到9671件,占总量的61%。专利申请数量第二多的技术领域是H01M4电极,占总量的9.5%。
图4 关键技术概念
数据来源:Orbit.com
表4 关键技术领域专利申请量排序
数据来源:Innography.com
4.合作与借鉴
对丰田汽车申请的与氢能和燃料电池相关专利进行申请人分析,其结果显示了该企业与其他企业或个人的合作研发情况。由下图可以看出,公司与爱信、Nippon Soken、丰田中央研发实验室等集团内外部企业和科研机构有大量合作。技术的借鉴方面,本田汽车与氢燃料电池相关的专利被本田汽车、日产汽车、松下公司引用较多,同时也引用本田汽车、日产汽车、松下公司较多专利,丰田汽车与这三家公司之间的技术关联度较高,互相引用、借鉴大量专利。
图5 专利合作申请情况
数据来源:Orbit.com
图6 申请人间引用情况
数据来源:Innography.com
5.发明人分析
丰田汽车与燃料电池相关技术的高产发明人包括Yoshiaki Naganuma、Satoshi Aoyama、Hiroyuki Imanishi、Kota MANABE和Manabu Kato等,其中发明人包括Yoshiaki Naganuma的专利申请328件,占公司专利总量的2.1%。申请量排名前10发明人是公司技术研发核心团队,申请专利1940项,占公司专利总量的12.2%,说明公司科研团队庞大,科研人才较多。
图7 专利发明人
数据来源:Innography.com
6.专利价值分析
Innography将近十年美国授权专利各指标的平均数值作为评价标准,归一化后绘制成雷达图。下图中右侧图例中的数据即为各项指标的标准数值,在雷达图中以数值为1表示。
从图中可以看到丰田汽车与燃料电池相关的专利在诉讼、专利引用上远低于平均值,说明丰田汽车的专利诉讼较少且专利原创度较高,通过借鉴或合作进行的创新较少。丰田汽车专利的发明人高于平均值,说明其发明团队较大。
图8 专利价值分析
数据来源:Innography.com
下图显示,丰田汽车与燃料电池相关的专利总量为15867件,其中,10782件专利是有效的,包括5373件有效授权和5409件有效申请。丰田汽车失效专利数量较少,仅为5085件,占专利总量的32%。
图9 专利有效性
数据来源:Innography.com
Innography专利强度指标参考了10余个专利价值的相关指标,包括:专利权利要求数量、引用先前技术文献数量、专利被引用次数、专利及专利申请案的家族、专利申请时程、专利年龄、专利诉讼等,如果一件专利强度越高,可以确定该专利的质量和影响力越高。
对丰田汽车的所有与燃料电池相关的专利族进行专利强度分析,发现其专利强度超过90的专利有88件,涉及氢燃料电池控制系统、燃料电池堆、冷却装置、燃料电池制造等。88件专利全部有效,仅有3件专利将在2020年前失效。
表5 高专利强度专利情况
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
为进一步贯彻落实《氢能产业发展中长期规划》要求,引导行业健康有序发展,国家能源局组织行业相关机构和专家编制了《中国氢能发展报告(2025)》(以下简称《报告》)。4月28日,国家能源局能源节约和科技装备司副司长徐继林在解读《报告》时称,发展氢能产业对加快规划建设新型能源体系,实现碳达峰
6月21日,亿华通发布了《关于完成董事会换届选举及聘任高级管理人员、证券事务代表的公告》。根据公告,张国强先生、宋海英女士、戴东哲女士、宋峰先生当选为亿华通非独立董事,纪雪洪先生、陈素权先生、李志杰先生当选为公司独立非执行董事,张红黎女士当选为公司职工代表董事;全体董事一致同意选举
氢燃料电池汽车产业迈入提质增速新阶段——2025国际氢能与燃料电池汽车大会主论坛观察近年来,在全球加速推进碳中和战略的大背景下,氢能以其来源丰富、绿色低碳等特征,在交通、工业等领域展现出了巨大的应用潜力,正加速以“未来能源”的身份融入社会大众的日常生活中。日前,中国汽车工程学会与国际
6月23日,氢动科技广东氢动“氢车万里行”启动仪式隆重举行,珠三角-粤西示范线常态化运营,政企学研多方代表齐聚,共促氢能冷链运输规模化发展,为双碳目标下的绿色物流转型树立实践标杆。在“氢车万里行”的车轮滚滚中,一条连接珠三角与粤西的绿色冷链动脉正焕发勃勃生机。本条线路主要开展珠三角区
日前,安阳市生态环境局印发《安阳市“无废城市”建设实施方案(2025—2027年)》(征求意见稿)。文件提出,到2027年底,安阳市“无废城市”制度、市场、技术、监管体系基本完善,主要指标达到省内先进水平,减污降碳协同增效作用初显;安阳市固体废物智慧监管信息平台上线运营,实现五大领域固体废物
北极星氢能网获悉,6月20日,浙江舟山群岛新区六横管理委员会发布《关于进一步推动六横实体经济高质量发展的若干政策》。政策中明确:支持氢能产业发展。鼓励开展清洁能源制氢、储能、厂区氢能车辆应用等一体化示范场景应用,对企业发生设计研发、制氢设备、厂区氢能源车辆购置、租赁等费用给予30%,最
近日,国家重点研发计划“用户侧燃料电池微网集成与主动支撑电网关键技术”项目示范工程在广州国际氢能产业园正式开工建设。该项目由广东电网公司广州供电局牵头,预计将在2026年建成国内规模最大“向上支撑电网、向下服务用户”氢热电高效联供燃料电池微网,热电联供综合效率超90%,达国际领先水平。
编者按:近日,交通运输部、国家发展改革委等十部门联合印发《关于推动交通运输与能源融合发展的指导意见》(以下简称《交能融合指导意见》),明确交通运输与能源融合发展目标,部署了8个方面25项重点任务。交能融合委员会刊发“《交能融合指导意见》系列解读”,本文是系列解读第四篇。来源:交能融
北极星售电网获悉,6月23日,广东广州市人民政府发布关于印发《广州市推动智能网联新能源汽车产业发展三年行动计划》(以下简称《计划》)的通知。《计划》指出,鼓励整车企业强化V2G车型研发和售后服务,探索“电力充储放一张网”建设,开展新能源车辆智能有序充电、虚拟电厂、光储充一体化等多模式创
越南工贸部副部长阮黄龙6月10日在巴黎与法国核安全与辐射防护局(ASNR)和法国原子能与替代能源委员会(CEA)举行工作会谈。双方就各自观点、愿景及合作需求进行坦诚交流,并一致同意,今后将在以下4方面开展具体合作:支持越南规划核能发展,建立核安全法律框架与政策体系,确保符合国际标准;加强人
北极星氢能网从“氢通新能源”获悉,6月18日,由中国汽车工程学会和氢能燃料电池协会共同主办的2025国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会在上海汽车会展中心开幕。作为全球领先的氢能综合解决方案提供商,氢通能源集团以“氢链未来通领全域”为主题亮相展会,并举行氢通能源集团科技战略暨260吨氢能矿卡
6月26日,内蒙古乌兰察布市察右中旗100万千瓦/600万千瓦时电源侧储能项目正式开工,该项目为目前全球规模最大的电源侧电化学储能项目之一。该项目涵盖设计、采购、施工总承包(EPC)及运维服务,位于内蒙古乌兰察布市察右中旗,地处内蒙古中部,平均海拔1700米,年日照时数达3014小时,具备得天独厚的
在去中心化能源的发展趋势里,阳台光储正成为一个新的机会点。当大家还在关注大型储能电站和传统家用储能时,阳台光储凭借“即插即用”的设计、模块化扩展能力以及电商直销模式,迅速打开了公寓住户这一巨大市场。它不只是一个“小型电厂”或“大号充电宝”,而是在政策放宽、高电价压力和消费电子思路
北极星储能网获悉,6月26日消息,中广核发布涂茨280MW海上风电项目储能EPC招标,招标人为招标人为中广核新能源(象山)有限公司,项目资金企业自筹。招标内容为,中广核象山涂茨海上风电场工程位于浙江省宁波市象山县东北部海域,主要设备为储能电池单元以及配套设施,装机规模18MW/18MWh,站区内现有消
北极星储能网获悉,2025年6月13日,中国证监会国际司发布关于双登集团境外发行上市及境内未上市股份“全流通”备案通知书(国合函[2025]1001号),通过了在香港联交所上市备案申请。双登集团,成立于2011年,是一家专注于大数据与通信领域的储能电池及储能系统综合解决方案提供商,在全球通信及数据中
北极星碳管家网获悉,6月26日,工信部办公厅印发《关于深入推进工业和信息化绿色低碳标准化工作的实施方案》的通知。要点内容提炼如下:总体要求指导思想:以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻党的二十大和相关全会精神,贯彻新发展理念,落实中央经济工作会议和全国新型工业化推进大
在激昂的礼炮声与“储势待发、能耀全球”的标语映衬下,林洋储能向海外市场进军的号角再次嘹亮吹响。6月25日,林洋储能蒙古国12.5MW/50.15MWh储能项目储能设备正式启程发货!隆重的发货仪式于启东储能系统总部生产基地举行,林洋储能总经理杨俊超、常务副总经理江宜高、副总经理王砚明、彭进峰等相关领
北极星储能网获悉,6月26日消息,2025年广东省“机器人+”典型应用场景及案例(第一批),覆盖制造业、农业、医疗健康、养老服务、建筑、能源、商贸物流等11个重点应用领域,推动“机器人+”应用场景落地。其中,激光飞行系统主要用于动力和储能电池模组制造,实现人力成本降低60%,生产节拍缩短至3秒/
广东瑞庆时代新能源科技有限公司(下称:瑞庆时代)锂离子电池集装箱产品下线仪式26日在广东肇庆举行。该产品的正式下线,标志着广东首个涵盖从电芯生产到电箱、电柜和集装箱系统集成全链条研发制造的新型储能产业基地建成。宁德时代新能源科技股份有限公司(下称:宁德时代)是全球领先的新能源创新科技公
北极星储能网讯:国家电投子公司新源智储能源发展(北京)有限公司发布2025年第9批采购,项目名称为新疆哈密100MW/400MWh新能源配储项目110MWh电池舱设备采购。项目资金来源已落实。采购内容为整套储能系统总容量55MW/110MWh。本标段供货及服务范围包括但不限于以下范围:本工程储能电池及附属设备的设
6月24日,伦敦——“伦敦气候行动周”期间,全球领先的循环经济倡导机构艾伦·麦克阿瑟基金会(EMF)与宁德时代就“全球能源循环计划”愿景达成高度一致——推动电池循环经济全面落地,同时助力新电池生产彻底摆脱对原生矿产资源的依赖。“在全球范围内,循环经济正从理念迈入系统实践的新阶段”艾伦·
北极星售电网获悉,6月26日,工业和信息化部办公厅印发《关于深入推进工业和信息化绿色低碳标准化工作的实施方案》的通知。文件提出,加强绿色低碳产业培育标准引领。加快工业绿色微电网、工业领域清洁低碳氢应用、中低温余热余能高效利用、超长寿命高安全性储能电池等多能互补利用标准制修订,加大工
北极星碳管家网获悉,6月26日,工信部办公厅印发《关于深入推进工业和信息化绿色低碳标准化工作的实施方案》的通知。要点内容提炼如下:总体要求指导思想:以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻党的二十大和相关全会精神,贯彻新发展理念,落实中央经济工作会议和全国新型工业化推进大
北极星储能网获悉,2025年6月26日晚,小米“人车家全生态”发布会在北京盛大召开。小米集团创始人、董事长兼CEO雷军在会上宣布,小米汽车旗下首款SUV车型——小米YU7正式上市小米YU7共推出三个配置版本,分别为标准版、Pro版和Max版,售价区间为25.35万至32.99万元。此外,小米SU7Ultra赛道专业套装和
近日,融和元储成功中标湖北国铁轨道交通研究院有限公司(以下简称:湖北国铁研究院)内燃机车新能源改造项目,将为3台DF4内燃机车更换新动力电池系统,每台车搭载4000度电,整车电机额定功率2400kW,牵引重量超4000吨,满载续航里程超160km。这一重要订单的斩获,不仅彰显了公司在绿电交通领域新能源
北极星储能网获悉,6月26日消息,2025年广东省“机器人+”典型应用场景及案例(第一批),覆盖制造业、农业、医疗健康、养老服务、建筑、能源、商贸物流等11个重点应用领域,推动“机器人+”应用场景落地。其中,激光飞行系统主要用于动力和储能电池模组制造,实现人力成本降低60%,生产节拍缩短至3秒/
“十四五”以来,交通运输部深入贯彻落实党中央、国务院决策部署,统筹推进交通运输节能减排和环境保护工作,加快推动行业绿色低碳转型。一、系统谋划交通运输领域节能降碳工作制定碳达峰碳中和交通运输领域“1+N”政策体系,会同国家发展改革委、工业和信息化部联合制定《交通运输领域绿色低碳发展实
6月25日,在发生火灾近三周后,汽车运输船“MorningMidas”号最终在当地时间6月23日16:35左右,沉没于水深约5000米的太平洋水域。经打捞运营商ResolveMarine表示,“恶劣天气和海水逐渐渗入船体,加剧了最初火灾造成的损害,最终导致该船沉没。”本月初,一艘载有3000多辆汽车的轮船在太平洋起火,当时
日前,安阳市生态环境局印发《安阳市“无废城市”建设实施方案(2025—2027年)》(征求意见稿)。文件提出,到2027年底,安阳市“无废城市”制度、市场、技术、监管体系基本完善,主要指标达到省内先进水平,减污降碳协同增效作用初显;安阳市固体废物智慧监管信息平台上线运营,实现五大领域固体废物
受供需突变、债务高企、技术竞争力不足、供应链脆弱、地缘政治加剧贸易与投资不确定性等多重因素冲击,锂电产业链公司正经历前所未有的生存挑战,行业分化加剧,洗牌步入深水区,一场关乎存续与出局的战役已经打响。“红海”搏杀从高歌猛进到销声匿迹2025年全球电池行业破产、退市事件频发。在国际市场
北极星储能网获悉,6月18日的第二届锂电池大会暨亿纬锂能24周年庆上,亿纬锂能披露将在2026年推出能量密度达到350Wh/kg和800Wh/L的全固态电池1.0;在2028年推出1000Wh/L以上的高比能全固态电池2.0产品。其全固态软包电池可实现-20℃~60℃宽温工作,20MPa压力下稳定运行。循环性能上,可以实现45℃@1C,
北极星储能网获悉,6月23日,合源锂创的AI动力固态电池产业版图再获拓展,公司正式向客户批量交付了高性能无人机固态电池,用于对电池有着极高要求的特种无人机场景。合源锂创基于长续航、轻量化、高安全等应用场景需求开发的高比能固态电池系列产品,完美的满足了特种无人机使用需求,堪称行业标杆。
废旧电池是一座“城市矿山”。废旧电池通过正规回收处理可以实现资源循环利用,对保障动力电池生产原材料供给、降低原矿资源需求、保障动力电池产业安全具有重要意义。近年来,随着动力电池退役规模的快速增长,相关利好政策已不断落地。就在不久前,广州市工信局发布关于2025年废旧动力电池梯次利用及
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!