2026-04-11 20:32:06
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省去HEV的動力分配機構和發電機
量產的MIRAI隨處可見降低成本的智慧和巧思(圖3)。除了沿用已經應用於HEV的驅動馬達和鎳氫電池,還通過提高單元的性能、采用FC升壓轉換器,以較少的單元數量產生了高壓電(表2)。驅動馬達沿用與雷克薩斯"RX450h",鎳氫電池沿用與"凱美瑞"相同的產品。這些產品已經麵向HEV投入量產,能夠以低成本進行配備。
MIRAI雖然沿用了HEV係統的核心部件,但省去了HEV配備的動力分配機構和發電機。HEV係統會根據駕駛狀態,通過動力分配機構,將發動機的動力分配給驅動力和發電機,而FCV沒有發動機,因此無需配備。因為沒有發動機,所以也不配備發電機。但與HEV一樣配備了在減速時利用驅動馬達再生電力的功能。
通過沿用HEV的部件,新開發的部件隻有FC升壓轉換器和FC堆棧等(圖4)。增加FC升壓轉換器是為了降低成本。通過升高FC堆棧的電壓,串聯單元數量較少的小規模FC堆棧也可以應用於大型車輛。而且,通過縮小FC堆棧的規模,"還能應用於今後可能開發的低功率小型FCV"(豐田FCV內部人士)。
圖4:與上一代比較
擴大了HEV部件的沿用範圍。使用FC升壓轉換器將FC堆棧的電壓提高到650V,通過隻配備必要的堆棧降低了成本。
FC堆棧要提高輸出功率
通過開發出高性能的單元,FC堆棧實現了小型和輕量化(圖5,表3)。與上一代相比,最高輸出功率從90kW提高到114kW,單元數量從400枚減少到了370枚。體積功率密度從1.4kW/L提高到3.1kW/L,是過去的2.2倍。因為縮小了單元的體積,所以可以安裝在轎車型汽車的地板下方。
豐田沒有公布FC堆棧的電壓,由於1枚單元的電壓低於1V,因此FC堆棧的電壓低於370V。這個電壓要通過FC升壓轉換器,升高到驅動馬達的電壓,即650V。將鎳氫電池的電壓(200~300V程度)提升至650V的DC-DC轉換器配置在動力控製單元的內部。
電池單元電流密度要翻番
單元通過材料的薄型化、改進氣體流路等,電流密度增加到了過去的2.4倍(圖6,圖7)。除了將電解質膜的厚度縮減到1/3,通過方便氫離子(H+)通過,使傳導效率增至3倍外,還通過為電極(催化劑)層采用鉑(Pt)和鈷(Co),使反應效率增加到了1.8倍(表4)。空氣極的通道也從過去的二維溝槽改為三維通道,使產生的水不易堵塞通道,提高了單位麵積的發電效率。

電解質膜減薄後,空氣極產生的水更容易通過電解質膜,使膜隨時保持濕潤狀態。因此無需加濕器,重量減輕13kg,係統容積減少了15L。

FC堆棧架相當於FC堆棧的地板。當配置在前座地板下方的FC堆棧撞到路麵的突起物時,可以保護FCduizhan。guoquyibanshiyongjinshuzhizao,zaihuanyongshuzhizhipinhou,shixianleqinglianghua。erqie,tongguocaiyongrekesuxingshuzhi,keyiliyongchongyajiagongjinxingliangchan,haiyouzhuyujiangdichengben。