日本的新能源汽车市场动态

2016-09-22島村和樹桑田雅敏清水貴弘

汽车与新动力 2016年1期

【日】島村和樹　桑田雅敏　清水貴弘

发展动向

日本的新能源汽车市场动态

【日】島村和樹桑田雅敏清水貴弘

各汽车制造商正在积极开展混合动力车、电动车及燃料电池车的研发和推广普及工作。介绍了2013年出现在日本国内市场上的各品牌混合动力车及其详细技术参数，日本国内电动车的普及情况，以及政府的相关法规政策及举措。同时，简单介绍了各汽车制造商对燃料电池车开展的研究工作，并指出了今后发展的课题。

混合动力车电动车燃料电池车标准化普及

1　混合动力车

1.1概要

受化石燃料价格飞涨、大气污染和全球温室效应等大环境的影响，用户对降低汽车燃油耗及废气排放的要求也更加强烈。汽车制造商解决这些问题的对策之一是开发配装混合动力系统的各种车型。日本国内的汽车制造商选择内燃机与电动机相组合的系统作为混合动力车的动力装置，即混合动力电动车（HEV）。另外，可进行外部充电的插电式混合动力车（PHV）也于2012年开始在日本国内销售。以2013年的市场情况为例，对近年来日本国内市场上的HEV趋势进行简单介绍。

1.2日本国内的HEV普及状况

如图1所示，日本国内的HEV保有量正在逐年递增。PHV的保有量也在不断增加，截止2013年，已经达到1.7万辆。今后，随着各品牌车辆型谱的不断扩充，上述数字亦将随之增加。

1.3日本国内新上市的车辆

以2013年的数据为例，介绍日本国内的HEV新上市车型。表1按上市时间顺序列出了2013年销售的HEV乘用车。下文将对HEV的主要趋势进行简单的归纳总结。

2013年1月，Lexus对HS250h车作了部分车型改进，优化了混合动力系统的控制，改善了充电效率，使燃油耗达到22.4 km/L（日本JC08工况）的水平。

2013年5月，Lexus对其IS系列车型进行全面的升级换代，IS300h配装2.5 L直列4缸发动机，系统功率达到162 kW。

2013年6月，本田技研工业开始销售Accord混合动力车型。Sport Hybrid i-MMD车在起步和中低速区域巡航时主要采用电动机的动力行驶；在加速时由发动机发电，采用电动机行驶；在高速巡航时则采用发动机的动力行驶。由此，燃油耗达到30.0 km/L（JC08工况）的水平。

2013年6月，以Accord混合动力车为基础车型的Accord PHV车型上市，该车型可利用家庭用电源进行充电，配装可以电动车模式行驶的插电式混合动力系统，以电动车模式行驶的距离达37.6 km，PHV的综合燃油耗为70.4 km/L（JC08工况）。

2013年6月，富士重工推出了Subaru XV混合动力车。Subaru品牌首个混合动力系统配置水平对置4缸发动机，是灵活运用对称全轮驱动（AWD）布局的四轮驱动混合动力系统。电动机可有效地辅助发动机的输出功率，在获得优异加速感的同时，燃油耗达到20.0 km/L（JC08工况）的水平。

2013年7月，日产汽车公司对Fuga混合动力车进行部分车型改进，提高了电动机的扭矩，改进了混合动力系统，扩大了以电动车模式行驶的运行区域，燃油耗性能提高到18.0 km/L（JC08工况）的水平。

2013年8月，丰田汽车公司的Corolla车全面升级，Corolla混合动力车配置1.5 L直列4缸发动机，系统功率达到73 kW。

表1　2013年日本国内销售的HEV乘用车［2-9］

同时，丰田汽车公司对SAI车进行部分车型改进，优化了混合动力系统的控制，改善了充电效率，燃油耗性能提高到22.4 km/L（JC08工况）的水平。

2013年9月，本田技研工业的Fit车进行全面升级，配装单电机的运动型混合动力智能双离合驱动系统，虽然只采用1个电动机，但通过在行驶中切断发动机与电动机，实现只采用电动机的电动车行驶模式。1.5 L直列4缸发动机应用阿特金森循环，内置于电动机的7档双离合变速器（DCT）与锂离子电池相结合。Sport Hybrid i-DCD系统可根据行驶状况，接续或切断发动机与电动机的连接，实现电动车、混合动力、发动机3种行驶模式。另外，该车型系列中还包括了发动机前置前轮驱动车型及四轮驱动车型。

同年9月，丰田汽车公司对Crown Majesta车进行全面升级，配置3.5 L V6发动机，系统功率达到252 kW。

2013年10月，Lexus品牌增加了GS300h车型，配置2.5 L直列4缸发动机，系统功率达到162 kW。

2013年11月，丰田汽车公司对其Harrier车进行全面升级换代，Harrier混合动力车配置2.5 L直列4缸发动机，车辆后部配置50 kW的电动机，为四轮驱动车型，系统功率达到145 kW。

同月，马自达公司的Axela车进行全面升级，Axela混合动力车配置2.0 L直列4缸发动机。该车型所用混合动力系统以丰田汽车公司的Prius车所用系统为基础。

2013年12月，丰田汽车公司对其Aqua车进行部分改进，通过降低发动机摩擦、改善电动机及逆变器的控制，提高了混合动力系统的效率，燃油耗性能提高到37.0 km/L（JC08工况）的水平。

此外，同年12月，本田技研工业开始销售Vezel混合动力车，配置与 Fit车同样的单电机 Sport Hybrid i-DCD系统，系统功率为112 kW。另外，该车型系列中也包括了发动机前置前轮驱动车型与四轮驱动车型。

与此同时，日产汽车公司在对Serena S-Hybrid车型进行部分改进后，其燃油耗性能提高到16.0 km/L（JC08工况）的水平。

在日本市场上的进口车方面，2013年2月，Audi开始销售A8混合动力车型，配置2.0 L直列4缸涡轮增压发动机，系统功率为180 kW。同时，该公司的Q5混合动力车也开始上市销售，配置与A8混合动力车型相同的系统，但Q5混合动力车为四轮驱动车型。

2013年5月，Mercedes-Benz开始销售E400混合动力车，配置3.5 L V6发动机。该车型所用锂离子蓄电池被布置在发动机罩盖内，因而无须改动车内空间。

2013年10月，Mercedes-Benz开始销售S400混合动力车，配置与E400混合动力车相同的系统。

1.4规范化和标准化发展趋势

ISO/TC22/SC21对包括HEV、燃料电池车及电动车在内的电力驱动车辆开展了全面的标准化活动。主要发展趋势是，由WG2工作组编制了带外部充电与无外部充电的各类HEV燃油耗试验法（ISO 23274-1与ISO 23274-2）。这两种试验法均由日本提出议案，其中，无外部充电的ISO 23274-1（修订）在2012年 12月10日截止，结束国际标准草案（FDIS）的投票，并在2013年1月13日公布；带外部充电的ISO 23274-2于2012年7月26日公布。

2　电动车

2.1概要

自2009年量产型电动车正式投放市场后已历经数年。电动车虽然具备出色的环保性及节能性，作为新一代节能车辆而备受瞩目，但其应用普及仍有相当的难度。其主要原因是车辆成本、续航里程、充电时间及充电设施普及等课题尚未得以解决。另一方面，率先致力于电动车领域研究的日产汽车公司和三菱汽车公司已开始着手降低车辆价格。同时，政府也在积极促进充电基础设施的建设，以开发高性能、低成本的技术，并通过预算及税收政策等举措来进一步推动电动车的普及，这对电动车而言是难得的发展机遇。下面就电动车普及的相关情况及标准化趋势等进行介绍。

2.2电动车的普及情况

2.2.1电动车的引进和销售情况［10］

2008年前，日本国内的电动车保有量都是在逐年下降，但在三菱汽车公司和富士重工相继开始销售“K-car”形式（日本独有的小型车分类）的i-MiEV车和Plug-in Stalla车后，至2009年末，电动车的销量达到1 941辆，而在日产汽车公司推出电动乘用车Leaf后，至2010年底的电动车销量达到9 030辆。2011年，三菱汽车公司又扩充了i-MiEV的车型型谱；2012年，本田、马自达和丰田汽车公司分别开发了Fit电动车、Demio电动车和eQ电动车，并分别开始以租赁销售的形式推出市场。再有，2013年4月，三菱汽车公司不仅延长了Leaf电动车的续航里程，同时还降低车辆价格；2013年11月，三菱汽车公司的i-MiEV电动车也在改动技术参数的同时降低了车辆售价。在K-car形式的电动商用车方面，三菱汽车公司分别在2011年12月和2013年1月，开始销售Minicab-MiEV的厢式车型和货车车型。自2009年量产型电动车正式投入市场以来，其保有量呈现稳定的增长趋势，到2012年底，已达到38 707辆。表2列出了各品牌电动车的技术参数。

表2　日本汽车制造商在其国内市场推出的主要电动车

2.2.2扩展电动车新品种

近年来，像K-car那样可供2人乘坐的超小型车辆备受瞩目，这种车辆不仅具有紧凑、灵巧的优点，而且几乎都是电动车型，能在很大程度上对环保和节能作出贡献。与地区建设相结合，全面推进电动车（K-car）的普及应用，可在实现低碳社会的同时，作为城市与社区的一种新型交通工具，服务于观光、地区振兴，以及社区高龄老人或儿童的移动工具等，最终提高生活及移动品质。目前，日本政府及汽车制造商已推出相关举措，与各地方政府展开合作，推进以电动车普及为目的的实车验证试验。

作为具体的开发及实车验证试验，2010年11月，日产汽车公司公布了所谓“新型移动概念车”，并于2012年在欧洲以“Renault Twizy”的车名进入市场，同时，在日本国内的横滨市，以“汽车共享”等形式，开展各种车辆实际验证试验。2012年7月，丰田车体公司开始销售迷你超小型的新型Coms车，该车型被用于“7-11”等便利店的物流服务。2013年11月，本田技研工业在第43届东京汽车展上推出了MC-β车，该车型已在熊本县、埼玉市等地开展实车试验，并在宫古岛市开展利用太阳能发电实现车辆供电的相关研究，以实现海岛能源的自产自销为目的，进行相关的研究工作。综上所述，并非从替换传统车辆的观点出发，而是为电力动力源开拓新的应用领域，汽车制造商及相关企业站在各自的角度，为扩大电动车的应用领域发挥各自的优势，提出新的建议和方案。表3列出了日本市场上迷你超小型车辆的技术规格。

表3　主要的迷你超小型车辆的技术规格

另一方面，日本国土交通省针对迷你超小型车辆，认定其应用领域应主要是服务于短途运输等地区性交通，故应优先考虑其行车安全性，为此，基于“道路运输车辆的安全标准”，在确保其安全性及环保性不发生恶化的前提下，适当放宽政策限制，规定其不得在高速公路行驶，应在具备交通安全的场所行驶等，同时，对车辆的尺寸及性能等规定附加条件，最终，在2013年1月，颁布了迷你超小型车辆可上路行驶的相关法律条文。

如上所述，目前正在开展的具有电动车特点的迷你超小型车辆研究在应对节能、少子化、老龄化社会方面具有一定的优势，将来也有望开辟新的市场。

2.3扩大电动车的应用领域

2.3.1国家及地方政府的举措

2010年4月，日本经济产业省汇总了“新一代汽车战略2010”，为了加速普及电动车等新能源汽车，设定了各种车型的普及目标（占新车销量的比例）。为了实现这些目标，提出政府应在开发、购买补贴、税制及完善基础设施等方面实施积极的奖励政策。此外，2013年6月，在日本内阁会议上通过的“日本再振兴战略”中，作为政策实施项目，提出了“普及新一代汽车并提高其性能”的议案。在这些政策条款中，作为政府设定的目标，提出至2020年，新车销量中新能源汽车所占比例应最高到50%，并计划设置普通充电桩200万台、快速充电桩5 000台。另外，至2030年，新能源汽车在新车销量中所占比例应提高到50%～70%。

对于电动车而言，不仅要促进车辆的普及，推进充电基础设施的建设与完善也十分重要。日本经济产业省从2009年度起，不仅基于“促进引进绿色能源汽车的费用补助金”的规定，对购买电动车的用户实施部分经济补贴，同时也对相关充电基础设施的建设实施费用补贴制度。2013年，日本政府又强化了相关政策，设置了“新能源汽车充电设施完善促进事业”（预算规模为1 005亿日元），以及“促进引进绿色能源汽车的费用补助金”（预算规模为300亿日元）这两项经济补助项目，以支持车辆引进与充电设施的建设。通过这些努力，减轻车辆生产及充电设施建设方的负担，创造初期需求条件，并通过量产促进价格的降低。2013年，政府针对充电基础设施的建设，在满足一定条件的前提下，不仅对充电桩本身的购买费用、施工费用也进行一定补助，并且适当延长了补贴期限（至2015年2月底）。另外，日本经济产业省还推进作为新能源汽车样板事业的“电动车及插电式混合动力车城市构想”的项目。该项目是在日本国内选定18个地区作为普及电动车和PHV的样板区域，在这些地区积极开展包括充电基础设施建设在内的新能源汽车推广工作，目标是向日本全国扩展该项目的成果。

如上所述，为了普及电动车的应用，日本政府及各地方政府正在不断努力，今后，通过增加充电桩的数量来补偿车辆在续航里程方面的限制，电动车的普及已指日可待。

2.3.2民间的举措

截止2013年9月，日本国内的充电桩数量仍不多，其中，快速充电桩有1 900台，普通充电桩有2 500台，充电服务的种类亦不够全面，只能说目前的状态是极不便利的。

基于上述状况，2013年7月，丰田汽车、日产汽车、本田技研工业及三菱汽车4家汽车制造商达成了共同推进电动车辆（包括电动车和PHV）充电桩建设的合作意向，以构建便利性更高的全国性充电网络。2013年11月，确定了针对相关充电设施运营商的具体援助内容。上述4大汽车制造商将通过援助政府补助项目所未能涉及的设置成本，促进作为社会基础设施的充电桩的普及，目的在于提供电动车的舒适驾乘体验。具体的援助内容是在由地方政府支援建设的具有公共性质的充电设施中，针对商业设施、住宿设施等目的地充电点，以及高速公路服务区、停车场、普通道路沿线的便利店及加油站等中途充电设施，在满足一定条件的商业设施内部设置充电桩，不仅在安装费用上，还在维护保养费用上给予一定补贴。另外，4家汽车制造商还在2014年春季设立了会员制的充电服务运营组织。

2.4规范化和标准化的发展趋势

如上所述，目前已逐渐进入电动车的普及阶段，而当务之急的就是要确立相关技术的国际规范及标准化工作。其中，特别重要的是针对作为普及关键因素的充电桩等基础设施及相关设备，必须在准确预测全球市场趋势的前提下，确保相应的国际化标准及互换性。

日本汽车研究所正在进行电动车的整体标准化及规范化研究工作。对于电动车所使用的蓄电池，日本向国际电工委员会（IEC）提议的电动车锂离子二次蓄电池性能试验法（IEC 62660-1），以及可靠性/误用试验法（IEC 62660-2）已在2010年12月被定为国际标准，另外，安全要件（IEC 62660-3）正在审议中。另一方面，德国向国际标准化组织（ISO）提出了电动车锂离子组件及系统的试验法，其中，高功率蓄电池用试验法（ISO 12405-1）在2011年8月被定为国际标准，高能量蓄电池用试验法（ISO 12405-2）在2012年7月被定为国际标准，安全要件（ISO 12405-3）正在审议中。另外，日本也提出了电动车镍氢电池的安全要件，以作为首个国际标准（IEC 61982-4）。

此外，在利用飞机或船舶运输锂离子电池时，会遭遇相关国际法规的严格限制，因此，对于汽车用大型锂离子电池，正在进行相关运输法规的修订及优化研究。

对于充电设施，日本提出的DC充电站（IEC 61851-23）及DC充电控制数字通讯（IEC 61851-24）已在2014年3月被定为国际标准。除DC充电车辆连接部位尺寸互换性标准（IEC 62196-3）外，充电传导系统的一般要件，以及车辆/栅极间（V2G）的通讯接口和无线供电系统等一般要件也正在审议之中。

3　燃料电池车

3.1概要

燃料电池车（FCV）在行驶时以氢为燃料，因此不排放CO2，作为新一代的绿色环保型车辆，有望在不久的将来获得广泛普及。普及FCV的必要前提条件是必须设置补充氢燃料的氢气站，作为具体方案，日本燃料电池实用化推进协会提出了FCV数量与氢气站数量的相互关系。由此确定，将从2015年开始，向一般用户推广FCV，至2025年左右，计划使FCV达到200万辆，氢气站达到1 000所左右，届时将正式迈入FCV的普及阶段。另外，与电动车一样，FCV也具备向外部供电的功能，因此，作为紧急状态下的发电设备，也正在进行相关研究工作。下文就FCV的开发及氢气站建设的相关情况进行简单介绍。

3.2FCV的研发趋势

在日本国内的汽车制造商中，丰田及本田公司已表明，将从2015年开始销售FCV，日产汽车公司最早将从2017年开始销售FCV。各汽车制造商都在加强与海外厂家的合作机制，通过技术协作来提高研究和开发的效率，最终目标是降低成本。下文将以各汽车制造商发布的新闻中汇总的信息为中心，介绍FCV的相关研发趋势。

3.2.1丰田汽车公司

丰田汽车公司在2013年1月24日宣布，与BMW集团签订有关燃料电池系统共同开发合作业务的正式合约。其内容如下：以2020年为目标，结合双方公司的技术，以推广普及FCV为目的，共同开发包括燃料电池堆系统、氢气罐、电动机、蓄电池等在内的FCV基本系统。

2013年11月5日，丰田汽车公司在第43届汽车展览会上公开了新一代FCV参展样车。展车名为“丰田FCV概念车”。该车型的车身下配置丰田汽车公司自主开发的小型轻量的新型燃料电池堆，以及2个70 MPa的高压氢气罐。

丰田FCV概念车所用燃料电池堆的功率是现有车型“丰田FCHV-adv”所用燃料电池堆的2倍以上，达100 kW（3 kW/L）以上。燃料电池系统采用高效率的升压转换器，利用高电压实现电动机的小型化，减少燃料电池组数量。该车型的实际续航里程为500 km，充填氢燃料所需时间约为3 min，基本与汽油车的加油时间相当。在为外部电源供电的情况下，以一般家庭日常使用电力10kW·h为基准，相当于可供电7天以上。

3.2.2日产汽车公司

日产汽车公司于2013年1月28日公布，与Daimler、Renault-日产联盟及Ford公司签订以加速燃料电池车技术商品化为目的的合作意向书。通过与3家公司的合作，发挥规模经济优势，明确以减少FCV技术开发成本为目标，计划向市场推出全球首辆“定价合理的”量产型FCV。日产汽车公司也将这一项目作为对电动车项目的补充，以扩展零排放车辆的可选范围。

3.2.3本田技研工业

本田技研工业在2013年4月9日公布，在日本福冈县北九州市着手开始“北九州智能公共创建事业”的实际验证试验，开始利用该公司的FCV（车名为“FCX Clarity”）向家庭提供电力的验证试验。向北九州市提供的 FCX Clarity车配备最大功率为9 kW的外部供电功能，可提供一般家庭约6天的使用电力。验证试验的目的是，利用FCX Clarity车所提供的电力，通过对减少电力高峰所作的贡献，验证在实际的城市环境下所具有的CO2减排效果。另外，该试验也对紧急情况下作为可移动发电设备的可行性进行了验证。

另外，本田在2013年7月2日公布与GM公司共同开发新一代燃料电池系统的合作意向。2家公司将共同开发新一代燃料电池系统和氢气储存系统，目标是降低成本，并计划在2020年进入实用化阶段。

本田技研工业公司在2013年的洛杉矶汽车展上公开了FCX Clarity车的后续车型，即“本田FCEV概念车”。本田FCEV概念车相比原有车型，实现约33%的小型化目标，配置最大功率100 kW以上（功率密度3 kW/L以上）的新型燃料电池堆。氢气储罐的压力为70 MPa，车辆续航里程达300 mile①为了符合原著本意，本文仍沿用原著中的非法定单位——编注。以上，氢气罐的充填时间约3 min。以该概念车型为基础的市售车型将在2015年上市销售。

3.3氢气站的建设

由3家汽车制造商与10家基础设施建设商共同在2011年1月13日发表联合声明，宣布将在日本国内引进FCV，并推进完善氢气供应设施的合作意向。在该声明中，计划到2015年，在日本的四大都市圈范围内，将建设约100处氢气供应基础设施。普及FCV的重点在于，使用者可以极为便利地获得氢燃料，因此，目标是要使可供FCV充填氢燃料的氢气站的便利性等同于汽油车的加油站。

JX日矿日石能源公司于2013年4月19日在神奈川县海老名市设立了日本第1家与加油站一体型的氢气站。该氢气站采用专用拖车运输氢气，站内采用储存于蓄压器的异地配库方式。氢气站的氢供应能力为300 Nm3/h，充填压力为70 MPa，每辆FCV的氢充填所需时间约3 min。该氢气站是以小型化、省空间及低成本为目的的封装型设备，有望对降低今后氢气站的建设成本作出贡献。另外，为了积累氢气供应基础设施运营的相关经验及特殊技术，希望能尽快确立在加油站中设立氢气供应设备的相关项目。

截止2014年，包括上述氢气站在内，日本全国已有12所氢气站正在运营。为了达到2015年设置100所氢气站的目标，目前正在实施放宽高压气体安全法等各项法规的修订工作，以及氢气站相关设备的经济补助项目（“完善氢气供应设备的事业补助金”，预算约45.9亿日元）。

3.4今后课题

2013年，丰田汽车及本田公司均推出了以市售为目的的FCV概念车，并以2015年正式上市销售为目标，积极推进氢气站的建设工作。但是，各汽车制造商均未进入能明确FCV实际售价的阶段，因此认为，必须继续开展降低车辆成本的研发工作。同时，为了获得用户的广泛认可，设立足够数量的氢气站是势在必行的。

［1］［OL］.http：∥www.cev-pc.or.jp/index.html.

［2］［OL］.https：∥lexus.jp/.

［3］［OL］.http：∥www.honda.co.jp/auto.

［4］［OL］.http：∥www.subaru.jp/.

［5］［OL］.http：∥www.nissan.co.jp.

［6］［OL］.http：∥Toyota.jp/.

［7］［OL］.http：∥www.mazda.co.jp/.

［8］［OL］.http：∥www.audi.co.jp/.

［9］［OL］.http：∥www.mercedes-benz.co.jp/