鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1707次 | 2020年12月31日
給你講燃料電池汽車(chē)構(gòu)造
以Mirai為例，除了傳統(tǒng)車(chē)輛的基本車(chē)身、底盤(pán)等結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)成有燃料電池電堆、儲(chǔ)氫罐、動(dòng)力電池、DC/DC、逆變器（電機(jī)控制器）、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和功率控制單元等。更多新能源干貨知識(shí)，在“優(yōu)能工程師”，由易到難，由淺入深，全方位學(xué)習(xí)，維信館主。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)
驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于車(chē)輛前艙內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大功率可達(dá)113KW，峰值扭矩為335Nm。
和純電動(dòng)汽車(chē)一樣，燃料電池汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)也以三相交流電機(jī)為主。在工作時(shí)，需要通過(guò)電機(jī)控制器對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)速、扭矩和旋轉(zhuǎn)方向等內(nèi)容的進(jìn)行控制。
燃料電池堆
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
燃料電池堆（Fuelcellstack）位于前排座椅下方，是整車(chē)的電力來(lái)源，氫氣和氧氣在燃料電池堆中發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電能。燃料電池堆是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所，燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)核心部分。
單體電池是由將雙極板與膜電極(MEA-催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙/碳布)組成。
雙極板
雙極板是由極板和流場(chǎng)組成。主要作用是氣體分配、集流、導(dǎo)熱和密封。雙極板是電、熱的良導(dǎo)體，具有良好的機(jī)械性能，很好的阻氣性能，耐腐蝕性好等特點(diǎn)，其性能決定了燃料電池堆體積比功率和質(zhì)量比功率。
質(zhì)子交換膜
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì)，起到傳導(dǎo)質(zhì)子，隔離反應(yīng)氣體的作用。在燃料電池內(nèi)部，質(zhì)子交換膜為質(zhì)子的遷移和輸送提供通道，使得質(zhì)子經(jīng)過(guò)膜從陽(yáng)極到達(dá)陰極，與外電路的電子轉(zhuǎn)移構(gòu)成回路，向外界提供電流。
碳紙/碳布
氣體擴(kuò)散層GDL通常由碳紙或者碳布組成，主要起到傳質(zhì)，導(dǎo)電，傳熱，支持催化層，導(dǎo)水的作用。
催化劑
作為氫燃料電池反應(yīng)關(guān)鍵，催化層是由催化劑和催化劑載體形成的薄層。催化劑主要采用Pt/C，Pt合金/C，載體材料主要是納米顆粒碳、碳納米管、碳須等。催化劑對(duì)材料要求導(dǎo)電性好，載體耐蝕，催化活性大。
豐田Mirai搭載的燃料電池堆棧是由370片薄片燃料電池以串聯(lián)方式層疊組合構(gòu)成的。將雙極板與膜電極交替疊合，各單體之間嵌入密封件，經(jīng)前、后端板壓緊后用螺桿緊固拴牢，即構(gòu)成燃料電池電堆，因此被稱(chēng)為“堆?！保╯tack）。它一共可以輸出114千瓦的發(fā)電功率。
催化劑
燃料電池堆和DC總成
儲(chǔ)氫罐
該車(chē)型上儲(chǔ)氫罐采用碳纖維材質(zhì)和凱夫拉材料制造，最大可承受70Mpa（700bar）的壓力，該壓力下，加滿(mǎn)122.4L的儲(chǔ)氫罐可容納5kg左右的氫氣。我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)的儲(chǔ)氫罐技術(shù)目前能夠承受的壓力在35Mpa作用，與世界先進(jìn)水平還有一點(diǎn)差距。
對(duì)儲(chǔ)氫罐的要求除了能夠承受足夠的壓力外，還對(duì)其碰撞等安全性能有要求。在裝車(chē)前，儲(chǔ)氫罐的安全性應(yīng)進(jìn)行爆破、疲勞、耐久性、火燒、高處跌落、碰撞和槍擊等一系列安全測(cè)試。
儲(chǔ)能電池能夠把燃料電池堆產(chǎn)生的剩余電能和制動(dòng)能量回收產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來(lái)。儲(chǔ)能電池和燃料電池的“電池”不是同一概念。儲(chǔ)能電池和純電動(dòng)汽車(chē)或混合動(dòng)力汽車(chē)中的動(dòng)力電池包的結(jié)構(gòu)和原理一樣。豐田車(chē)系儲(chǔ)能電池一般以鎳氫電池為主，其優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕。由于混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作方式，需要不停地對(duì)電池進(jìn)行快速充放電，而鎳氫電池恰恰具備良好的快速充放電性能。
