无心插柳的开始

撰文/Ryan Leung

无心插柳的开始

撰文/Ryan Leung

日本新能源汽车产业发展系列报道（之一）

说到新能源汽车，就不得不提到日本。自上世纪60年代开始，以丰田为首的日本汽车企业就已经开始攻坚新能源汽车方面的技术。日本发展新能源汽车的思路是什么？有哪些技术储备？又为未来做了哪些准备？他山之石，可以攻玉。从本期开始，《新能源汽车新闻》将为您连续推出系列报道，带您了解日本新能源汽车的发展史。

作为自古以来缺乏资源和能源的海岛国家，日本自明治维新后走向近代化。其经济模式就一直为出口型经济，即从海外进口原料、能源，在日本进行加工，使之成为成品，再进行出口。虽然在日本泡沫经济末期，即上世纪80年代末期，日本政府方面力图拉动其国内消费占经济总量的比重，但日本经济迄今为止依旧相当依赖海外市场，尤其是北美市场。

同时，这种经济模式也极其依赖原料和能源的输入。在日本步入近代化的早期，全球产业界主要使用的能源为煤炭，日本本土具有相当多的煤炭储量，虽然品位较低，但可以满足一部分日本产业界的需求。而进入石油时代之后，由于日本本土石油储量几乎可以忽略不计，在能源方面，日本成为了几乎完全依赖进口的国家。

不论是日本侵华，还是其后发动太平洋战争，很大一部分原因都是为了取得原料、能源和市场——太平洋战争初期，旧日本军发动的“南方作战”，其最重要目标之一就是夺取号称当时亚洲产量最大油田的荷属东印度（现：印度尼西亚）的巨港油田。

而整个太平洋战争时期，美国海军为击败日本，运用以潜艇为主的武器，在整个太平洋至印度洋的广大海域，进行了大规模“破交战”。其主要目的之一也是瘫痪日本的海运，防止日本将占领地的能源和原料运回日本本土供其使用，使其战争能力枯竭。

二战后，日本走上了和平发展的道路，而美国主导的全球范围内的自由贸易也保障了日本的经济增长——日本被以美国为首的盟国在军事上击败，但被击败了的日本，反而能够在大多数时候，以公平的机会和价格得到其需要的任何原料和能源。而起因与日本无关的先后两次石油危机，却曾轻易让日本经济陷入不况之中。

1973年爆发的第一次石油危机，致使日本经济从1973年11月开始，陷入了16个月的倒退期；1979年爆发的第二次石油危机，更是让日本经济从1980年2月到1983年2月陷入长达36个月的漫长倒退期。

显然，在全球各能源储量与需求量不成正比的主要工业国中，日本是最有动力去寻求化石能源以外的新能源的国家。而经过日本民间、产业界、官方、学界等方面数十年的研究和探讨，近几年来，氢能源已经被各界视为替代能源的首选，并且已经得到诸方的直接支持，日本内阁府、经济产业省、国土交通省、环境省等中央省厅更是将在其正式文件中写明氢能源的“本格普及期”（正式普及期）为2050年。

今日，氢能源在日本得到如此青睐和各界支持，堪称日本经济柱石的汽车产业界贡献良多。那么，日本汽车业，又是如何走上这条氢能源之路的？

如诸位读者所知，不论是已经对外发布和量产的丰田MIRAI，还是尚未正式发布（预计将在明年面世）的本田氢燃料电池车，其驱动系统与其说接近纯电动汽车（EV），不如说其更接近混合动力汽车（HEV）。混合动力汽车，是未来日本主流新能源汽车——氢燃料电池车的基础。

生不逢时的最初尝试

日本汽车企业在混合动力车方面的研究和正式探讨，始自距今51年前的1964年。这一年，丰田自动车（即丰田汽车公司，下同）社内进行了关于“新引擎和能源问题”的内部探讨。丰田自动车的工程师们以此为主题，提出了多种方案，比如使用传统的往复式发动机以外类型的发动机作为未来车辆的动力来源；或者是使用传统汽油、柴油以外的天然气和电力作为能源。

翌年，即1965年，丰田自动车社内对当时提出的各类方案开始进行具体的研究。这些当时可以被视为天马行空的方案，其中大多数成为后来丰田进行的一系列技术开发的源头。其中对后世影响最为深刻的是对燃气轮机与电池并用的混合动力系统的研究。具体的实车研发始自1969年，两年后丰田自动车进行了对外的试作车（试验车）公开。这是今天有据可考的第二款混合动力试作车，第一款则是1969年美国通用汽车集团公开的GM512。

迄今为止，日本的丰田自动车和美国的通用汽车也是全球各自持有相关方面最完善的专利的两家企业，就算是同样拥有强大混合动力技术的本田技研工业和三菱自动车，这方面的开发也要晚得多，因此在专利方面遇到诸多阻碍。

不过遗憾的是，按照日本车厂的一般习惯，除去极少数外，几乎所有的试作车都由于保守技术机密的原因，而被进行彻底的“拆毁到每一颗螺丝钉”的销毁。这辆1971年公开过的试作车，因此而没有被保留下来。同时，因为时代较早的缘故，这款车留存下来的公开资料也相当之少，甚至没有图片存世。

4年后的1975年，第二十一届东京国际车展上，丰田展台上出现了一款被称为“丰田CENTURY GAS TURBINE HYBRID”的试作车。这台车采用了一套串联式混合动力系统，一台以航空煤油为燃料的小型燃气轮机被安置在车身前部，负责带动与其连接的发电机。由于这台小型燃气轮机不直接介入对车辆的驱动，因此不需要类似今天的混合动力车辆上常见的复杂的回转制御系统（转动控制系统）。同时，也正是因为这层关系，这台燃气轮机可以一直使用最高效率的运转方式，充分发挥其效率。

燃气轮机的运转所输出的机械能被发电机转化为电能充入电池中，电池输出的直流电则被用于驱动布置于车辆前轴的电动机，电动机再进行对左右两个前轮的驱动。也就是说，不同于通常的丰田初代CENTURY，这台丰田CENTURY GAS TURBINE HYBRID试作车，采用的是前置发动机前轮驱动模式，而非前置发动机后轮驱动模式。

性能方面，根据当时丰田发表的资料和进行的公开展示来看，这款车的极速可以达到160km/h左右，也可毫不费力的在高速公路上进行120km/h巡航。当然，以今日的分类来看，这款车与其说是混合动力汽车，不如说是增程式电动车，而考虑到丰田自动车当时为这款车配备了较大的油箱，燃气轮机相较之一般往复式发动机在同等体积下功率更大，其巡航距离甚至强于今天很多增程式电动车。

1977年的第二十二届东京国际车展上，丰田则带来了与之前展出过的“丰田CENTURY GAS TURBINE HYBRID”并行开发的一款“SPORT 800 GT HYBRID”试作车（“GT”为“GAS TURBINE”即燃气涡轮的缩写，而非通常的拉丁文“Gran Turismo”的缩写）。

这款车使用的混合动力系统与丰田CENTURY GAS TURBINE HYBRID在构造和原理上几乎完全相同，但因为SPORT 800这款车体极小的小型跑车的发动机舱尺寸远远小于初代CENTURY的情况，各个部品使用了体积更小，输出也更低的版本。

就可行性来讲，丰田这套以燃气轮机和电池为核心部件的串联式混合动力系统，在当时已经达到极高的完成度，但可以说，它们生不逢时。上世纪70年代中后期，正是各个发达国家因空气污染问题逐渐引起社会关注而迅速强化排放规制的时期。不论是在日本还是美国，每两年，甚至一年，排放规制就会进行一次强化。

而燃气轮机虽然具有功率密度远高于往复式发动机的先天优点，但由于本身的构造原因，其排气量远超过类似体积下的往复式发动机，除非使用极其复杂和庞大、昂贵的排放控制系统，不然在当时技术条件下，难以满足当时迅速严格化的排放规制。而使用这样的排放控制系统，不仅会让车辆量产后的成本和售价都达到天文数字，其本身增加的重量也会让这一系统变得毫无意义。

因此，丰田自动车这套生不逢时的燃气轮机、电池并用的串联式混合动力系统，因为种种现实条件的限制，和当时其他企业研究过的类似系统一样，相关资料、材料被封存，等待未来重新改进和运用的时刻。

（注：为保证更好地展现日本新能源汽车产业发展状况，本文中相关名词均采用日本惯用名称。）