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        燃料電池汽車Mirai 的開發(fā)

        2017-12-05 16:34:04YasuhiroNonobe,李臣
        汽車文摘 2017年5期
        關(guān)鍵詞:加濕器儲(chǔ)氫質(zhì)子

        燃料電池汽車Mirai 的開發(fā)

        燃料電池汽車是一項(xiàng)非常有前景的環(huán)保技術(shù),其具有與傳統(tǒng)汽車相近的續(xù)駛里程,并能實(shí)現(xiàn)零排放和低噪聲運(yùn)行。2014年12月日本豐田汽車公司生產(chǎn)了全球首輛量產(chǎn)型燃料電池汽車Mirai。Mirai的開發(fā)解決了燃料電池系統(tǒng)成本和可靠性的技術(shù)難題。

        首先,為了與現(xiàn)有混合動(dòng)力汽車零部件標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,需要降低燃料電池汽車零部件的生產(chǎn)成本??紤]燃料電池低電壓、高電流和牽引電機(jī)高電壓、低電流的特征,開發(fā)一套新型升壓轉(zhuǎn)換器,實(shí)現(xiàn)與其它混合動(dòng)力汽車零部件的通用性。其次,由于燃料電池中質(zhì)子交換膜需要保持適當(dāng)?shù)臐穸?,以保證質(zhì)子的穩(wěn)定傳輸,因而需要外部加濕器。在開發(fā)Mirai過程中,通過整合氫氣流場(chǎng)和冷卻液流場(chǎng),使空氣出口產(chǎn)生的水通過反向擴(kuò)散給入口處的氫氣加濕。氫氣循環(huán)泵則將水蒸氣輸送至空氣入口處給流場(chǎng)加濕,這樣便可以消除外部加濕器,簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),同時(shí)降低成本。再次,通過使用新型材料(普通碳纖維)和層壓工藝提高儲(chǔ)氫罐強(qiáng)度,減輕了儲(chǔ)氫罐質(zhì)量,與之前推出的燃料電池概念車FCHV-adv采用高級(jí)航空碳纖維高壓儲(chǔ)氫罐相比,成本得到顯著降低。最后,為了提高燃料電池的可靠性,燃料電池反應(yīng)堆采用了三維微孔空氣流場(chǎng)。這種流場(chǎng)可以使氧氣以湍流的形式擴(kuò)散,防止流場(chǎng)積水阻礙氣流流動(dòng),并使反應(yīng)堆內(nèi)各片電池的發(fā)電更加均勻。

        刊名:IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering(英)

        刊期:2017年第12期

        作者:Yasuhiro Nonobe

        編譯:李臣

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