丰田新款MIRAI配套的燃料电池技术
摘自2021年日本汽车工程师学会春季大会学术讲座中的丰田演讲
2021/09/02
- 概要
- 新款MIRAI配套的燃料电池系统概要
- 燃料电池单元
- 燃料电池堆和电芯
- 高压储氢系统
- 高压储氢罐
概要
2021年日本汽车工程师学会春季大会于2021年5月在线上举行，与会人数4,035人，相比因疫情影响改成线上举办的2020年秋季大会的3,408人更多。
丰田汽车针对新款MIRAI配套的燃料电池汽车（FCV）技术发表了多次演讲，介绍了各种关键技术的开发内容，本篇报告将介绍其中的一部分内容。
- 2020年12月丰田发售的新款MIRAI缩小了燃料电池堆的尺寸并将其放置在发动机罩内，中央通道内也搭载高压储氢罐，储氢罐数量增至3个，增加了储氢量，通过改善燃效，续航里程从650km提升30%达850km。
- 燃料电池单元的结构零部件中，像氢气混合管这样的辅助设备也利用模拟技术进行优化，减少主截止阀、泵、压缩机等零部件的运行噪音，提升静谧性，在精简尺寸、降低成本的同时提升了产品竞争力。
- 保护电芯叠层的燃料电池堆外壳调整了结构和工艺，精简了尺寸，通过改善电极材料的物理特性提升电芯发电量，减少贵金属使用量来降低成本，同时调整电芯的结构提升了量产能力。
- 组成高压储氢系统的高压阀、高压减压阀、高压温度传感器等也在精简尺寸的同时力求减轻质量、降低成本。
- 高压储氢罐采用高强度、高弹性的碳纤维，减少7%的CFRP叠层，扩大储氢罐容积，力争实现轻量化的同时提高缠绕工艺的速度，通过自动化实施储氢罐的质量检测等方式提高生产率的同时，高压储氢罐的质量效率提升5%达到6.0wt%。
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| 2020年12月上市的新款MIRAI | 新款MIRAI的燃料电池系统 |
（出处：丰田）
参考文献
本篇报告参考的演讲文献编号、标题、演讲人姓名如下。（演讲人均隶属丰田汽车）
20215124 《面向新型FCV的高性能燃料电池电极的开发》壶阪健二
20215125 《利用发电模拟的燃料电池流路设计》林大甫
20215126 《面向新型FCV实现高速生产的燃料电池电芯设计》桑原大树
20215127 《面向新型FCV的燃料电池堆结构、配套设计》高畠悠真
20215128 《燃料电池系统的物理模型开发和控制设计方面的应用》水野伸和
20215130 《使用两相流模拟的新型FCV氢气混合管的开发》新井英行
20215131 《减少新型FCV噪音的开发》赤星良多
20215133 《面向新型FCV的高压储氢罐的开发》后藤庄吾
20215134 《考虑到CFRP失效模式的高压储氢罐疲劳失效预测模型开发》西原寅史
20215135 《面向新型FCV的高压储氢系统零部件的开发》木田浩司
相关报告：
燃料电池车（FCV）的开发与扩大应用的举措（2021年4月）
2021年日本国际智慧能源周：电动化相关技术（燃料电池篇）（2021年3月）
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