24小时“氢”挑战

金木

氢动力未来

赛车领域想要在保留发动机和燃烧的前提下实现碳中和，让发动机直接点燃氢燃料几乎是唯一的办法。氢发动机可以在保留震动和声浪的同时实现碳中和。然而，开发一台氢发动机不仅有着较高的难度，背后还伴随着巨大风险。氢燃料的燃烧速度是汽油的8倍，发动机内部的压力和温度更高的同时，也更容易出现爆燃现象。

想要攻克氢发动机的技术难题，就需要厂商投入大量资金和人员。即使丰田已经在氢燃料电池车领域拥有一定的技术积累，但公司内部并不看好氢发动机技术的未来。

不知道丰田章男怎么看？去年11月，GAZOO Racing Company President佐藤恒治借社长视察的机会，将正在开发中的氢发动机实验车带到蒲郡研究中心试验场。

活动当天，前F1车手小林可梦伟正好也在，他陪同丰田章男在沙地赛道进行了原型车测试。小林在测试后进言：“从之前驾驶混动跑车和Formura E电动赛车的经验看，氢发动机非常适合用在赛车领域。氢燃料不仅燃烧速度快，响应迅速，而且只会排出水蒸气。电动车最大的问题是不会发出声音，而对于来现场观看赛车的观众来说，无不期待听觉的愉悦。氢发动机工作时会发出和传统汽油车类似的排气声浪，我认为这就是汽车运动的未来。”

正是小林可梦伟的一番话，打动了同样热爱赛车运动的社长，积极推进丰田氢发动机项目。

攻克技术难题

曾经在汽车厂商中流行过双燃料技术，即发动机可以同时使用汽油和液态氢做燃料。当时丰田也研發过类似的技术。

2006年，宝马以7系为基础打造过一台BMW Hvdrogen7。这辆车可以同时使用汽油和氢两种燃料行驶。车辆配有74升的油箱和8公斤的储氢罐。氢燃料模式下的最大功率为260马力，续航距离也只有200公里。同年，马自达也推出了在RX-8基础上打造的Hydrogen RE车型。这台转子发动机同样可以兼容汽油和氢燃料。相比使用汽油的210马力，氢燃料只能输出109马力，续航里程也仅为100公里。显然，目前氢发动机的实际价值远不如传统汽油发动机。

为了激励工程师全力攻克技术难关，丰田章男曾表态，无论氢动力赛车出现任何问题，社长愿意亲自承担责任。只有丰田高层能做到让工程师们全身心投入研发而没有后顾之忧。丰田章男曾表示：“即使前途未卜，只要用心开发的话，一定能找到些什么。现在能这样做的只有丰田高层。”仅仅数月之后，丰田就发布了使用氢动力卡罗拉赛车挑战24小时耐力赛的计划。

富士24小时耐力赛是不折不扣的挑战。佐藤恒治透露，赛前氢发动机的耐久性测试尚未完成。去年年末决定参赛之后，氢发动机的开发提速了。工程师将丰田之前的开发成果，以及氢燃料电池周边技术整合到一起，才能在短时间内打造一台完成度达到参赛水平的氢动力赛车。

氢动力发动机开发止步不前的瓶颈之一是如何补充氢燃料。储氢罐里面储存的是高压液态氢，控制温度是个难题。氢燃料电池车MIRAI的成功量产，让丰田解决了高压充填液态氢的安全问题。

接下来还需要一台能够承受高温、高压、高速燃烧的发动机。正好GR雅力士上使用的三缸1.6T发动机在强度方面能满足需求。为了搭配氢燃料使用，发动机更换了火花塞和喷油嘴。丰田介绍，目前氢动力发动机的最大功率已经达到了汽油版的70%到80‰在性能上也有了突破。

为了保证储氢罐的安全，丰田在赛车后座打造了碳纤维复合材料密封舱，为的是在车辆发生碰撞之后吸收撞击力。这项技术正是来自丰田参加WRC拉力赛的积累。

有惊无险的比赛过程

为了帮助丰田顺利参赛，超级耐力赛赛会专为氢动力赛车特别设置了ST-Q组别。与一般24小时耐力赛四位车手组成的车组不同，本次ROOKIE Racing派出了6名车手参赛，他们分别是井口卓人、佐佐木雅弘、化名MORIZO的丰田章男、松井孝充、石浦宏明以及推动项目的关键人物小林可梦伟。本场比赛的发车任务交给了小林可梦伟，第二棒由社长MORIZO驾驶，随后6位车手进行正常轮换。

作为世界首例氢动力赛车参赛，丰田对氢燃料罐的温度管理缺乏经验，在比赛初期发现问题之后，进站进行了仔细检查和部件更换。好在氢动力系统遇到的问题都在赛前的预料之内。

当24小时耐力赛进行到第二天，松井孝允在驾车过程中遭遇电子系统故障，不得不进站处理。修复完成之后，卡罗拉赛车得以正常累计圈数。然而在比赛末段再次遭遇问题进站。除了氢动力发动机之外，卡羅拉赛车也是首次参赛，车辆本身也出现了悬架故障。

比赛结束前19分钟，MORIZO再次披挂上阵。驶出维修站之后，他跟在儿子丰田大辅驾驶的GR SUPRA赛车身后冲线。氢动力赛车的首场比赛就此完美谢幕。

遗憾未能登台

本场比赛中取得全场冠军的是DAISHIN GT3 GT-R赛车。与冠军车完成的763圈相比，卡罗拉H2 Concept跑完了358圈，相当于1634公里。算上加氢和维修的总计停站时间为12小时06分钟，其中加氢35次消耗4小时05分钟，实际赛道行驶时间为11小时54分钟。车手石浦宏明表示，卡罗拉赛车在比赛中可以和其他赛车竞争，仅从这点来看已经很惊人了。

目前，氢动力赛车和传统汽油赛车还有着明显的性能差距。为了在24小时耐力赛中顺利完赛，带回尽可能多的数据，目前车辆只发挥了少部分性能。由于无法完全控制燃烧速度，离稀薄燃烧还有一段距离，工程师认为未来的氢耗还能降低一半。

虽然卡罗拉采用的四个氢燃料罐总容量为7.34公斤，为了安全起见，比赛中只填充了一半燃料。未来在理想状态下，氢动力赛车的圈速可以达到TCR组别水平。超过40圈的耐力赛续航也和传统汽油赛车接近。那么加氢方案和加氢速度将成为氢动力赛车必须攻克的难题。

实际上，ORC ROOKIE车队派出的卡罗拉H2 Concept和GR SUPRA赛车一样，都属于STO认证的厂商开发车辆，共同参加ST-O组别。由于赛车上搭载了沉重的测试仪器，比赛目的也只是以收集数据为主。作为展示实力的舞台，GAZOO Racing在世界顶级赛事WEC和WRC中拿到过世界冠军的荣誉。与此同时，丰田也借助纽北24小时和超级耐力赛进行技术积累和锻炼人才。

遗憾的是，赛会没有为ST-Q组别举办颁奖典礼。雷克萨斯参加纽博格林北环24小时耐力赛时，主办方同样设立了专为厂商测试车辆准备的SP-PRO组别，而SP-PRO组别冠军也能站在领奖台上。

丰田章男在赛后表达了自己的愿望：“对于努力完赛的车手来说，这只是一场普通的比赛。虽然是厂商的开发车辆，但是帮助完成比赛的机械师、工程师以及许多伙伴们，他们都希望能收获领奖台的荣誉。下次，希望赛会能让车手们站在领奖台上，也希望媒体朋友们能帮忙呼吁一下。”

无论比赛成绩如何，丰田卡罗拉H2 Concept赛车都是本场比赛的主角。从福岛氢能研究场通过光伏技术生产的液态氢，通过卡车运输，再到卡罗拉赛车上安全加氢和使用的完整过程，向全世界展示“氢能源社会”与碳中和的愿景正是丰田参加比赛的真正目的。

在完成首个24小时挑战之后，丰田本赛季还将参加超级耐力赛AUTOPOLIS、铃鹿和冈山三站比赛。或许车迷们有机会亲身体验氢发动机用声浪传递出的赛道激情。