发表于 2014-12-10 10:27 IP属地:上海
虽然燃料电池名字里面有“燃料”字样,同时氢气也能够跟氧气在一起剧烈燃烧,但在燃料电池却不是利用燃烧来获取能量,而是利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成电流的,这一过程最关键的技术就是利用特殊的“电解质薄膜”将氢气拆分,整个过程可以理解成蚊子无法穿过纱窗,但是更小的灰尘却可以……电解质薄膜也是燃料电池领域最难被攻克的技术壁垒。
因为氢分子体积小,可以透过薄膜的微小孔洞游离到对面去,但是在穿越孔洞的过程中,电子被从分子上剥离,只留下带正电的氢质子通过,氢质子被吸引到薄膜另一侧的电极与氧分子结合。电解质薄膜两侧的电极板将氢气拆分成氢离子(正电)和电子、将氧气拆分成氧离子(负电)和电子,电子在电极板之间形成电流,两个氢离子和一个氧离子结合成为纯水,是反应的废物。所以本质来讲,整个运行过程就是发电过程。因此Mirai是纯电动车,燃料电池堆栈代替的就是厚重且充电效率低下的锂离子电池组。
丰田Mirai搭载的燃料电池堆栈是由370片薄片燃料电池组成的,因此被称为“堆栈”,一共可以输出114千瓦的发电功率。丰田的燃料电池堆栈经历了十几年的技术优化,形成了自己的特色结构,比如3D立体微流道技术,通过更好地排出副产物水,让更多空气流入,有效改善了发电效率。所以整个堆栈的发电效率达到了世界先进水平,达到了3.1千瓦/升,比2008年丰田的技术整整提升了2.2倍。
由于燃料电池堆栈中每片电池发电的电压大约在0.6V-0.8V之间,整体也不会超过300V电压,所以为了更好驱动电动机,还需要安装一个升压器,将电压提升到650V。看到650V,对于普锐斯车主来说是不是很耳熟?对!没错,该电压正是普锐斯镍氢电池组的电压。可想而知,MIRAI的二次电池组用的是和普锐斯3代目一样的镍氢电池组。