新一代丰田mirai燃料电池汽车详细介绍——燃料电池组件

前文我们已经深入探讨了丰田Mirai的外观设计和卓越的驾驶性能。接下来,我将带领大家进一步了解Mirai所运用的先进燃料电池组件。

丰田Mirai燃料电池组件全面解析

燃料电池堆组件集成了燃料电池堆、辅助部件(如氢循环泵等)以及燃料电池升压转换器,这一设计使得整个燃料电池堆组件更加紧凑、轻盈,并实现了成本的优化。

新一代丰田mirai燃料电池汽车详细介绍——燃料电池组件-有驾

丰田在燃料电池技术上取得了重大突破,推出了一款新型燃料电池,它不仅体积更小、重量更轻,而且性能更加出色。这款新型燃料电池的体积功率密度达到了3.1 kW/L,达到了世界顶级水准,使其能够轻松安装在轿车的地板下方。

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与2008年推出的第一代燃料电池电堆相比,新一代燃料电池电堆在多个关键指标上都实现了显著的提升。最大输出功率从90kW提升至114kW,体积和质量能量密度分别提升至3.1kW/L和2.0kW/kg,同时体积和重量也大幅减少。此外,新型燃料电池还采用了更少的电池片数和更薄的电池片厚度,进一步提升了性能。

新型高性能单电池设计

流动通道:采用先进的3D细网格流场设计,既优化了水的阻隔效果,又促进了空气(氧气)的扩散,从而实现了细胞表面的均匀生成。

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新一代燃料电池电堆在水排放和气体扩散方面也有显著改进。通过亲水的3D细网格流场设计,生成的水能够快速被抽出,防止了空气(氧气)被积聚的水阻碍流动。同时,流道肋条宽度的优化也促进了氧气向催化剂层的扩散,提高了发电性能。

膜电极技术创新

新型燃料电池采用了更薄的膜和优化的气体扩散层设计,同时催化剂的超活化也大大提高了电极的响应性,使得整个系统的性能得到了显著提升。

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无加湿器内部循环系统

这款新型燃料电池实现了自加湿功能,无需依赖外部加湿器。它利用电池内部发电过程中产生的循环水(水蒸气)进行自增湿,从而维持电解质膜的质子电导率性能。这一创新设计使得整个系统更加紧凑、轻盈,并消除了对加湿器的需求。

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外部循环加湿器(原系统)

在传统的系统中,加湿器用于加湿供应的空气(氧气),以确保电解质膜的质子导电性。然而,这一设计增加了系统的复杂性和成本。

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燃料电池升压变换器

通过开发高容量的燃料电池升压变换器,我们可以提高电机的电压,从而减少燃料电池堆中电池的数量,并进一步优化系统的体积和重量。此外,对电压提升控制和案例结构的创新使得新系统的运行更加安静,并且可以与现有的混合动力机组无缝兼容,大大提高了可靠性和降低了成本。

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