丰田Mirai氢燃料电池汽车解析(下)

文/北京 冯永忠

(接上期)

5.燃料电池堆

燃料电池堆是通过氢气和氧气的化学反应发电的装置，安装在地板下面。利用氢气罐提供的氢气和从车外吸入的空气中的氧气，产生200V或更高的电压。燃料电池组使用单体电池发电，单体电池由一个电解质膜夹在隔板中组成，几百个单体电池连在一起产生高电压。

单体电池装在金属壳体内，不易接触。在发电过程中，通过氢气和氧气的化学反应生成水，水通过排水口排出。燃料电池堆如图11所示。

图11 燃料电池堆

6.氢气罐

环境温度在15℃时，氢气罐内储存氢气的最高气压可达到70MPa，这些氢气输送燃料电池堆。氢气罐由碳纤维增强塑料制成，位于地板下方。用于检测氢气泄漏的氢气探测器位于氢气罐附近。如果检测到规定浓度的氢气泄漏，燃料电池系统将切断氢气供应。每个氢气罐配备有一个热减压阀，车辆发生故障时，防止氢气温度太高发生爆炸。温度在大约110℃时将会打开热减压阀，把氢气罐中的氢气释放到车辆外部。一辆汽车会安装多个氢气罐，如图12所示。

图12 氢气罐

7.氢气泵

氢气泵将会使氢气罐给燃料电池堆循环供应氢气。氢气泵有一个内置电机，电机由燃料电池水泵与氢气泵逆变器的高电压运转。氢气泵安装在燃料电池堆侧面的盖子下面。如图13所示。

图13 氢气泵

8.氢气管

氢气管连接燃料电池堆和氢气罐等储存和使用氢气的零部件，氢气管位于汽车地板下部，高压氢气管用红色标识，如图14所示。

图14 氢气管

9.燃料电池水泵和氢气泵逆变器

燃料电池水泵和氢气泵逆变器将动力蓄高压电池的直流电转换为交流电，并将该电流输送到燃料电池水泵和氢气泵。燃料电池水泵和氢气泵逆变器安装在车辆前方的电机舱内，如图15所示。

图15 燃料电池水泵和氢气泵逆变器

10.燃料电池升压转换器

燃料电池升压转换器将燃料电池堆产生的直流电压升高到最大650V，用于电机运行，然后将该电流输送到带/转换器的逆变器。根据来自车辆控制ECU的需求，连接和断开燃料电池主继电器，并控制电源，以匹配电源需求指定值。燃料电池升压转换器安装在舱外侧的中央通道，如图16所示。

11.燃料电池空气压缩机

燃料电池空气压缩机向燃料电池堆供应氧气。燃料电池空气压缩机有一个内置电机，该电机由逆变器/转换器高达650V的输出电压驱动，安装在电机舱内，如图17所示。

图16 燃料电池升压转换器

图17 燃料电池空气压缩机

12.燃料电池水泵

燃料电池水泵循环冷却液，以便冷却燃料电池堆和燃料电池空气压缩机产生的压缩空气。燃料电池水泵有一个内置电机，该电机使用燃料电池水泵和氢气泵逆变器的高电压驱动。燃料电池水泵安装在电机舱内，如图18所示。

图18 燃料电池水泵 (全文完)