豐田Mirai氫燃料電池汽車(chē)解析(下)

文/北京 馮永忠

(接上期)

5.燃料電池堆

燃料電池堆是通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的裝置，安裝在地板下面。利用氫氣罐提供的氫氣和從車(chē)外吸入的空氣中的氧氣，產(chǎn)生200V或更高的電壓。燃料電池組使用單體電池發(fā)電，單體電池由一個(gè)電解質(zhì)膜夾在隔板中組成，幾百個(gè)單體電池連在一起產(chǎn)生高電壓。

單體電池裝在金屬殼體內(nèi)，不易接觸。在發(fā)電過(guò)程中，通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)生成水，水通過(guò)排水口排出。燃料電池堆如圖11所示。

圖11 燃料電池堆

6.氫氣罐

環(huán)境溫度在15℃時(shí)，氫氣罐內(nèi)儲(chǔ)存氫氣的最高氣壓可達(dá)到70MPa，這些氫氣輸送燃料電池堆。氫氣罐由碳纖維增強(qiáng)塑料制成，位于地板下方。用于檢測(cè)氫氣泄漏的氫氣探測(cè)器位于氫氣罐附近。如果檢測(cè)到規(guī)定濃度的氫氣泄漏，燃料電池系統(tǒng)將切斷氫氣供應(yīng)。每個(gè)氫氣罐配備有一個(gè)熱減壓閥，車(chē)輛發(fā)生故障時(shí)，防止氫氣溫度太高發(fā)生爆炸。溫度在大約110℃時(shí)將會(huì)打開(kāi)熱減壓閥，把氫氣罐中的氫氣釋放到車(chē)輛外部。一輛汽車(chē)會(huì)安裝多個(gè)氫氣罐，如圖12所示。

圖12 氫氣罐

7.氫氣泵

氫氣泵將會(huì)使氫氣罐給燃料電池堆循環(huán)供應(yīng)氫氣。氫氣泵有一個(gè)內(nèi)置電機(jī)，電機(jī)由燃料電池水泵與氫氣泵逆變器的高電壓運(yùn)轉(zhuǎn)。氫氣泵安裝在燃料電池堆側(cè)面的蓋子下面。如圖13所示。

圖13 氫氣泵

8.氫氣管

氫氣管連接燃料電池堆和氫氣罐等儲(chǔ)存和使用氫氣的零部件，氫氣管位于汽車(chē)地板下部，高壓氫氣管用紅色標(biāo)識(shí)，如圖14所示。

圖14 氫氣管

9.燃料電池水泵和氫氣泵逆變器

燃料電池水泵和氫氣泵逆變器將動(dòng)力蓄高壓電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并將該電流輸送到燃料電池水泵和氫氣泵。燃料電池水泵和氫氣泵逆變器安裝在車(chē)輛前方的電機(jī)艙內(nèi)，如圖15所示。

圖15 燃料電池水泵和氫氣泵逆變器

10.燃料電池升壓轉(zhuǎn)換器

燃料電池升壓轉(zhuǎn)換器將燃料電池堆產(chǎn)生的直流電壓升高到最大650V，用于電機(jī)運(yùn)行，然后將該電流輸送到帶/轉(zhuǎn)換器的逆變器。根據(jù)來(lái)自車(chē)輛控制ECU的需求，連接和斷開(kāi)燃料電池主繼電器，并控制電源，以匹配電源需求指定值。燃料電池升壓轉(zhuǎn)換器安裝在艙外側(cè)的中央通道，如圖16所示。

11.燃料電池空氣壓縮機(jī)

燃料電池空氣壓縮機(jī)向燃料電池堆供應(yīng)氧氣。燃料電池空氣壓縮機(jī)有一個(gè)內(nèi)置電機(jī)，該電機(jī)由逆變器/轉(zhuǎn)換器高達(dá)650V的輸出電壓驅(qū)動(dòng)，安裝在電機(jī)艙內(nèi)，如圖17所示。

圖16 燃料電池升壓轉(zhuǎn)換器

圖17 燃料電池空氣壓縮機(jī)

12.燃料電池水泵

燃料電池水泵循環(huán)冷卻液，以便冷卻燃料電池堆和燃料電池空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣。燃料電池水泵有一個(gè)內(nèi)置電機(jī)，該電機(jī)使用燃料電池水泵和氫氣泵逆變器的高電壓驅(qū)動(dòng)。燃料電池水泵安裝在電機(jī)艙內(nèi)，如圖18所示。

圖18 燃料電池水泵 (全文完)