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豐田第二代Mirai燃料電池結(jié)構(gòu)獨(dú)家解析

2020-11-23 22:42:05·  來(lái)源：燃料電池干貨  
　
在首發(fā)第一代Mirai燃料電池汽車6年后，豐田汽車公司將于2020年12月全球發(fā)布并開(kāi)售旗下第二代真正意義量產(chǎn)化Mirai。第二代Mirai基于豐田新全球架構(gòu)(TNGA)下的GA-L
在首發(fā)第一代Mirai燃料電池汽車6年后，豐田汽車公司將于2020年12月全球發(fā)布并開(kāi)售旗下第二代真正意義量產(chǎn)化Mirai。第二代Mirai基于豐田新全球架構(gòu)(TNGA)下的GA-L后驅(qū)平臺(tái)打造。在對(duì)燃料電池堆等組件及系統(tǒng)全新設(shè)計(jì)和優(yōu)化后，第二代全新Mirai將迎來(lái)真正商業(yè)化。
 
豐田第二代Mirai燃料電池氫極板示意
據(jù)『燃料電池干貨』獲悉，豐田第二代Mirai燃料電池堆由330節(jié)燃料電池發(fā)電單體串聯(lián)組成，峰值功率128 kW，體積功率功率高達(dá)4.4kW/L。此前，在2020第三屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)，豐田汽車公司展臺(tái)資料顯示第二代Mirai燃料電池堆的體積功率密度在不包含端板條件下高達(dá)5.4 kW/L。
 
豐田燃料電池堆功率密度
 
豐田燃料電池堆小型化
豐田第一代Mirai燃料電池示意(氫側(cè))
從豐田汽車公司在日本國(guó)內(nèi)的宣傳片可見(jiàn)，豐田第二代Mirai燃料電池結(jié)構(gòu)已發(fā)生重大變化。氫極板表現(xiàn)為波紋形流道形式，取代了第一代氫極板的蛇形進(jìn)出走位。根據(jù)電堆總成實(shí)物圖可以看到，氫氧分別按水平對(duì)置方向進(jìn)出極板，即氫氣左上進(jìn)、右下出，空氣右上進(jìn)、左下出，冷卻水右中進(jìn)、左中出。巡檢接口位置和樣式也發(fā)生重大變化。
 
豐田第二代Mirai燃料電池發(fā)電堆疊體示意(氫側(cè))
 
豐田第二代Mirai燃料電池堆總成實(shí)物
此外，第二代Mirai燃料電池陰極板為直流道形式，并且陰極板也由第一代Mirai的3D流場(chǎng)簡(jiǎn)化為2D流場(chǎng)?；谒疅崞胶饪剂?，冷卻劑進(jìn)口與空氣進(jìn)口同側(cè)。通過(guò)簡(jiǎn)約2D極板設(shè)計(jì)、優(yōu)化水氣平面分布、電極材料革新等措施，二代Mirai電池面積比功率提升15%。與第一代相比，第二代Mirai燃料電池催化劑的Pt量(g/kW)降低了58%。
 
豐田第二代燃料電池進(jìn)氣示意
 
豐田第二代燃料電池極板水氣流路示意
 
豐田燃料電池催化劑Pt量對(duì)比
第二代Mirai燃料電池系統(tǒng)采用與上一代相同的 以氫氣循環(huán)泵為主的陽(yáng)極主動(dòng)氫循環(huán)模式 ，實(shí)現(xiàn)“自增濕”。但與第一代Mirai將氫氣循環(huán)泵與進(jìn)氣端板直接貼合安裝不同，第二代Mirai則 將氫循環(huán)泵與電堆脫離 ，與空氣壓縮機(jī)一同布置在電堆下方。此外，與第一代Mirai電堆橫向布置底盤的方式不同，第二代Mirai燃料電池堆 縱向 布置在引擎蓋下，進(jìn)氣端朝向車輛后方，如下圖所示。
 
 
 
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