MIRAI开发负责人访谈（三）：遭遇未料到的问题，差点推迟上市

据日经技术在线报道：丰田燃料电池车（FCV）“MIRAI”的销售一直保持良好势头，但其核心技术——燃料电池组的开发和量产并非一帆风顺。就在临近量产时，燃料电池组方面遭遇了一个意想不到的问题。丰田甚至都做了推迟上市的准备。MIRAI的开发负责人田中义和接受记者的采访，介绍了该车从开发直至量产的全过程。（采访人：高田宪一，佐藤雅哉）

材料相同，输出功率却不同

——燃料电池组是通过发生电化学反应来产生电能的，与以机械为主的内燃机完全不同。开发方面的难点在哪里？

田中：举例来说，我们从材料厂商那买来能制造三个燃料电池组的相同规格的燃料电池组材料，暂且称其为A材料、B材料、C材料吧。因为3份材料的规格相同，所以制成燃料电池组后，也应该具备相同的性能。

但是，用A材料制造的燃料电池组可以产生很大的电能，而且不会劣化；而用B材料制成的电池不仅电能小，而且会急剧劣化；C材料则显示出了介于A和B之间的性质。实际生产中我们就遭遇了这样的情况。因此，必须分别进行特性分析，彻底查明产生这种差异的原因。如果是机械类零部件，当出现裂纹时，只要观察其表面，就能弄清楚原因。因为我们具有机械方面的相关经验以及基于这些经验的技术和窍门。但对于燃料电池组就无法像这样推测了。即便向材料厂商咨询，因为这种材料是首次应用于燃料电池组，对方也不知道原因。也就是说，我们必须从探寻原因开始做起。

图1：使氧（空气）流路立体化，以扩大反应面积

开发出了使流路实现立体化的“3D精细网眼流路”，使氧气更容易向催化剂层扩散，以扩大反应面积。

田中：此外，燃料电池组的开发课题很多。因为我们想用小型电池来得到大的输出功率，所以希望尽量提高反应效率。为此，我们开发出了可增加反应面积的“3D精细网眼流路”（图1）。另外，削减昂贵的铂用量的技术也必不可少。因为发电反应会产生水，所以，在-30℃的环境下工作时，还必须采取防止结冰的技术。我们开发出了多种技术，最终，实现了体积能量密度达到2008年开发的电池的2.2倍、输出功率为114kW的新型燃料电池组（表1）。

表1：燃料电池组性能对比

只开发出技术还不行

——体积能量密度达到原来的2.2倍，确实是一项巨大的成果。燃料电池车除了燃料电池组之外，还要配备很多其他单元，包括电机、二次电池、两个由碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）制成的高压氢罐以及动力控制单元等，如果燃料电池组的尺寸能够缩小，配置空间上就有余地了（图2）。

图2：MIRAI的动力传动系统配置

燃料电池组配备在地板下中央部位。此外还配备了电机、二次电池、两个由碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）制成的高压氢罐、动力控制单元等。

田中：不过，光是开发出技术是没有用的。新开发的燃料电池组和诸多单元还大幅更改了制造方法，所以说，生产制造技术是非常重要的。也就是说，能否制造取决于设计是否成立。

——您的意思是无法简单地将技术和制造分割开来？

田中：没法这样做。反过来说，即便理论上有想法，如果制造不出东西来，那么这项技术就没有用。燃料电池组本身非常简单。市面上甚至出现了2万日元左右的燃料电池组玩具车。但是，我们的燃料电池组之所以尺寸那么小又能输出114kW的功率，关键在于生产制造技术。

例如由CFRP制成的高压氢罐，通过采用生产技术部门开发的工艺，不仅减少了昂贵的碳纤维的用量，还实现了所需要的强度。

在FCV时，生产技术和设计部门位于同一座楼的同一楼层。因此，两个部门有过很多次讨论和争吵。也有相互指责，甚至到了讨厌见到对方的程度。但是，越是吵得凶的人越能够依靠。这些生产技术人员有着“如果是自己认同的东西，不论多困难都要制造出来”的精神。

如果在最后的关键时刻对生产部门提出，“采用这项技术的话，车辆的乘坐舒适性就会提高”，通常这个时候会被拒绝的，但没想到他们却说“想办法实现”，并最终使该技术得以采用。我认为，包括这种精神在内，不完全分工的传统正是日本制造业的优势。

临近量产却遭遇了意想不到的问题

——通过发挥这种优势，燃料电池车才得以进入量产阶段是吗？

田中：并非如此。其实，临近量产时，还遭遇了一个意想不到的问题。

——问题发生在哪里？具体是什么问题？

田中：是燃料电池组的问题，不过具体问题不便透露。是一个很微妙的问题。正好又出现在决定是否进入最后量产阶段的关键时刻。在汽车开发中，各项技术都有时间表，遵守日程表是绝对条件。如果燃料电池组不能量产，整个计划就会被打乱。

如果这个问题不解决，就赶不上上市时间，这时我对大家说：“先在这个环节暂停一下。查明原因并找到解决方法之后再推进下一步的工作。”工作停下来的话就必须考虑补救措施，我当时想得只是“待问题解决后大家一起想吧”，生产技术部门和设计部门也同意了。

当然，对这个决定，即便我负全责也不是我说了就算的，只好到经营高管那里去说明，都到了快要下跪的程度了。不过我已经横下心来了。

后来我们就暂停了以开始量产为目标的工作进程，竭尽全力来查明那个问题的原因所在，并在解决了问题之后开始量产准备。最后，在公司内很多部门的配合和多方支持下，终于如期推出了燃料电池车。真的非常感谢那些部门的大力支持，对此我十分感激。