5月11日，李克强总理参不雅了位于北海道的日本丰田汽车旗下工场。当看到某款新能源汽车时，李克强总理神色凝重。
这是什么车？为什么李克强总理如斯严厉？
总理在日本看到的┞封款丰田Mirai到底有多猛？
李克强总理看的┞封款车，就是丰田汽车的氢燃料电池轿车Mirai（日文“将来”之意）。
“Mirai”是丰田首款量产的氢燃料电池车。如其名，Mirai被丰田汽车视为“将来之车”。
Mirai在行驶进程中不加油、不充电、不排放尾气鼓鼓，独一排放的废料是纯清水！
Mirai代表着将来，一个真正节能而环保的汽车时期。
那么这一切都是若何实现的呢？
Mirai的工作道理，经由过程电解水制氢，再把氢气鼓鼓参加车内乱产生化学反映驱动电机为车供给动力。
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技巧将幻想酿成实际
“燃料电池”这四个字想必大师或多或少都传闻过，由于这是全世界科学家研讨了数十年的技巧，始终没有取得重年夜的技巧冲破，至少是没有谁可以或许拿得出本钱合适花费级市场的成熟技巧。
而在四年以前，丰田就已放出豪言说已经在燃料电池范畴取得了技巧冲破，可以使车用燃料电池的本钱从100万美元降到5万美元，降幅高达95%！不到一年，丰田便用Mirai兑现了豪言。这是初次投放市场的量产燃料电池车。
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丰田Mirai的构造与传统的汽油车或者纯电动车都纷歧样，假如硬要找出一个相似的构造，可能丰田最畅销的普锐斯跟Mirai会有着一点点类似的构造吧。
Mirai的动力体系被称作TFSC（Toyota FC Stack），即丰田燃料电池仓库，是以燃料电池仓库为焦点组件的混杂动力体系。TFSC没有传统的汽油动员机，也没有变速器，动员机舱内乱部是电念头和电念头的把持单位。
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在驾驶舱底部安排着的燃料电池仓库是整套体系的焦点，本文也将侧重点翰墨来对其做出解析。在车死后桥部门放置着一个镍氢动力电池组和前后两个高压储氢罐，没错，没有油箱和年夜面积的锂离子电池，Mirai独一须要耗费的“燃料”就是氢气鼓鼓，不消加油也不消充电，加满5公斤氢气鼓鼓就可以持续跑上650公里！
而为什么要在标题中说燃料电池是“宇宙黑科技”呢？那是由于氢元素是宇宙中最丰盛的成分，氢元素在地球上储溜在筒是最丰盛的，而氢气鼓鼓在燃料电池中跟空气鼓鼓中的氧气鼓鼓联合，排出的独一“废料”是纯清水！所以氢燃料电池一向被以为是“外星科技”，是最合适宇宙空间站或者宇宙探测器应用的备用能源之一。
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固然燃料电池名字里面有“燃料”字样，同时氢气鼓鼓也可以或许跟氧气鼓鼓在一路激烈燃烧，但在燃料电池却不是应用燃烧来获取能量，而是应用氢气鼓鼓跟氧气鼓鼓化学反映进程中的电荷转移来形成电流的，这一进程最要害的技巧就是应用特别的“电解质薄膜”将氢气鼓鼓拆分，全部进程可以懂得成蚊子无法穿过纱窗，可是更小的尘埃却可以……电解质薄膜也是燃料电池范畴最难被霸占的技巧壁垒。
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由于氢分子体积小，可以透过薄膜的渺小孔洞游离到对面往，可是在穿越孔洞的进程中，电子被闯辗视上剥离，只留下带正电的氢质子经由过程，氢质子被吸引到薄膜另一侧的电极与氧分子联合。电解质薄膜两侧的电极板将氢气鼓鼓拆分成氢离子（正电）和电子、将氧气鼓鼓拆分成氧离子（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联合成为纯水，是反映的废料。所以实质来讲，全部运行进程就是发电进程。是以Mirai是纯电动车，燃料电池仓库取代的就是厚重且充电效力低下的锂离子电池组。
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丰田Mirai搭载的燃料电池仓库是由370片薄片燃料电池构成的，是以被称为“仓库”，一共可以输出114千瓦的发电功率。此前我们也剖析了民众团体的燃料电池技巧，构造基础相似。丰田的燃料电池仓库阅历了十几年的技巧优化，形成了本身的特点构造，好比3D立体微流道技巧，经由过程更好地排出副产品水，让更多空气鼓鼓流进，有用改良了发电效力。所以全部仓库的发电效力到达了世界进步前辈程度，到达了3.1千瓦/升，比2008年丰田的技巧整整晋升了2.2倍。
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因为燃料电池仓库中每片电池发电的电压年夜约在0.6V-0.8V之间，整体也不会跨越300V电压，所认为了更好驱动电念头，还须要安装一个升压器，将电压晋升到650V。
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懂得氢气鼓鼓物理特征的人都明白，氢气鼓鼓跟汽油分歧，常温下氢气鼓鼓是气鼓鼓体，密度很是低而且很是难液化，常温下更是无法液化，所以氢气鼓鼓要平安蕴藏和运输并不轻易。所以氢气鼓鼓无法像汽油那样直接注进通俗油箱里。丰田设计了一年夜一小两个储氢罐，经由过程高压的方法尽可能多充进一些氢气鼓鼓。以今朝的主流储存技巧，丰田选用了700Mpa也就是700个年夜气鼓鼓压的高压储气鼓鼓罐，相似我们常见的“煤气鼓鼓罐”，只不外罐体更厚重。两个储氢罐一共的容量是122.4升，采取700个年夜气鼓鼓压储存，也只能容纳约5公斤的氢气鼓鼓。所以现实上燃料的重量并不年夜，反而储氢罐特殊粗笨。
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为了在蒙受700个年夜气鼓鼓压的条件下仍然坚持行驶平安性，我们可都不盼望坐在两个炸弹上面开车吧？所以储氢罐被设计成四层构造，铝合金的罐体内乱部衬有塑料内乱胆，外面包裹一层碳纤维强化塑料的维护层，维护层外侧再增添一层玻璃纤维资料的减震维护层，而且蔑在突层的纤维纹路都依据所处罐身地位分歧而做了额外的优化，使纤维顺着压力散布的标的目的，晋升维护层的后果。
直接驱动Mirai车轮的电念头功率是113千瓦，峰值扭矩335牛米，基础相当于一辆2.0升天然吸气鼓鼓家轿的动力程度。除了燃料电池仓库发电之外，Mirai后轴上方安排的1.6千瓦时的镍氢电池组也有着很是主要的感化——动力电池+储能电池。这个电池组基础上跟凯美瑞混动的电池完整一样，在整车负载低的时辰可以零丁用它供电带动车辆进步，与此同时燃料电池仓库发出来的电可以给电池充电，用镍氢电池充任一个“缓存”；
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当车辆有更年夜的动力需求的时辰，镍氢电池组很快就会耗光，所以这时辰燃料电池仓库就直接向电念头输电，跟镍氢电池组实现双重供电来知足需求；当车辆减速行驶的时辰，电念头转化为发电机往返收动能，电量直接输送到镍氢电池组内乱储存起来。
小结：
纵不雅氢燃料电池全部运行进程中，除了耗费氢气鼓鼓和空气鼓鼓之外，没有其他的能源耗费，没有加油也没有充电。比拟纯电动车而言，今朝充电最快的特斯拉Model S的超等充电站也须要1.25小时才干布满电量。氢气鼓鼓加注的速度则更快，仅需3分钟即可布满两个储氢罐，而且跨越600公里的续航里程甚至比通俗汽油车更优胜。
固然此刻加氢站仍是极端罕有，可是通俗加油站改革成加氢站的本钱要远低于改革成快速充电站的本钱。是以我们可以估计，假如燃料电池车能在本钱把持上取得冲破，现实上市场空间会比纯电动车更年夜。
综合：搜狐网，电动邦
发表于 2018-6-3 01:00:29
