丰田Mirai结构图及技术参数

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解析丰田燃料电池轿车Mirai高压储氢系统(上)

ooMooooeoooooooocoooocoooooooecooo&cwooooccooooe^oooooooeoooc^oocoooc.栏目编辑：刘玺 lx@m «New Car Tech新车新技术高惠民(本刊编委会委员）曾任江苏省常州外汽丰田汽车销售服务有限公司技术总监，江苏技术师范学院、常州机电职业技术学院汽车工程运用系专家委员，高级技师。

解析丰田燃料电池轿车M ira i高压储氢系统（上)♦编译/江苏高惠民丰田汽车公司于1992年开始开发燃料电池汽车(FCV:fuel cell vehicles ),此后进行了许多项目研发，以期使这些汽车得到广泛使用。

丰田FCHV-adv发布于2008年，采用的是燃料存储压力为 70MPa的氢气罐，而不是35MPa的氢气罐。

通过各种改善燃料经济性的措施，FCHV-adv的实际续航里程达到了至少500km。

继 FCHV-adv之后，丰田公司开发了一款新型FCV轿车Mi「ai(未来)，使其量产化。

该轿车配备了新型7〇MPa高压存储系统。

新型FCV的储氢系统比FCHV-adv的存储系统质量轻得多,且成本更低。

一、70 M Pa高压储氢系统布置优化了新开发的高压氢气罐形状,使其能够安装在轿车型车辆的地板下方(图1)。

图1高压氢气罐安装布局这种形状的高压储氢罐确保了车辆具有足够的内部空间和所需的氢气容量。

两个高压氢罐的规格列于表1。

高压氢气通过高压调节器和喷射器两个元件的减压输送给燃料电池堆(FC),图2所示为新型FCV高压储氢系统的基本配置。

这两个氢气罐通过圆形支架安装在地板下方，如图3所示。

表1高压氢气罐规格标称工作压力(MPa)70结构类型4层(塑料衬里）尺寸(mm)FR:O350xL1016, RR: 0436xL748储氢罐容量(L)FR： 60.0, RR： 62.4储氢罐质量(kg)FR: 42.8, RR: 44.7(不包括氢气和阀门）储氢质量(kg)约5.0标准KHK S0128, SAEJ2579, GTR No.13欧门委员会法规(EC):No.79/2009号欧门委员会法规(EC):No.406/2012号2021/03•丨笠细1與(蘇59新车新技术N e w Car Tech，栏目编辑：刘玺 *****************0 ‘03060 90扦维纗绕_度0 (•〉二、减轻高压氢气罐的质量1.改进的碳纤维增强树脂(CFRP )层压方法由于高压氢罐在高压氢气存储系统的质量中占最大比例，因此对罐的设计进行了彻底的修改，图4所示为高压氢气罐的结构。

新能源汽车概论知到章节答案智慧树2023年陕西交通职业技术学院

新能源汽车概论知到章节测试答案智慧树2023年最新陕西交通职业技术学院第一章测试1.下列哪一项不属于新能源汽车（）。

参考答案:柴油动力汽车2.下列哪一项不属于新能源汽车的特点（）。

参考答案:舒适性强3.纯电动汽车起源于哪个时间段（）参考答案:1830年代4.下列哪一项不属于1920-1990年纯电动汽车发展停滞（）参考答案:在此之前纯电动汽车开发没有成功5.下列哪一项能源的碳氢比最高（）92#汽油6.我国能源的消耗速度非常快，2015年石油对外依存度突破80%（）参考答案:错7.我国石油探明储量约占全世界的13%，列世界第三位。

（）参考答案:对8.70%-80%的城市颗粒污染物来自汽车尾气的排放。

（）参考答案:对9.当前汽车工业面临着严峻的挑战其主要表现在哪几个方面（）。

参考答案:加剧了环境污染;对化石能源的消耗;加剧了温室效应;增加了环境噪声10.我国未来汽车产业发展方向有（）参考答案:;低碳化;轻量化;智能化第二章测试1.并联式混合动力电动汽车简称（）。

参考答案:PHEV2.丰田普锐斯的混合动力系统采用下列（）种类型。

参考答案:混联式3.混合动力电动汽车上的DC/DC可将动力电池的高电压变换为低电压并向( )V的蓄电池充电，替代传统燃油汽车的发电机。

参考答案:124.以下车型目前在日本保有量最多的是（）参考答案:HEV5.根据混合动力系统的结构形式分类，以下不是混合动力电动汽车类型的是（）参考答案:轻混式6.混合动力电动汽车具有高效能、低能耗、低污染的优点。

（）参考答案:对7.混合动力电动汽车可以根据负荷的不同，调整动力输出的模式。

（）参考答案:对8.与纯电动汽车相比，混合动力电动汽车可以充分利用发动机特性，起步和加速更平顺，续驶里程更长。

（）参考答案:对9.增程式HEV的发动机能直接驱动车辆行驶。

（）参考答案:错10.微混混合动力系统既具备自动怠速启停功能，有具备制动能量回收功能。

（）参考答案:错第三章测试1.汽车低速行驶时，用（）传动比的挡位，此时变速箱输出轴的转速（）于发动机的转速，汽车可以获得更大的驱动力。

燃料电池电动汽车发展现状和趋势

燃料电池电动汽车发展现状和趋势燃料电池电动汽车是指由燃料电池系统作为动力源或主动力源的汽车。

燃料电池是一种将外部供应的燃料（氢）和氧化剂（氧）中的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其他反应产物的发电装置，其过程不涉及燃烧，无机械损耗，能量转化率高，产物仅为电、热和水蒸气，运行平稳，无振动和噪声，被认为是21世纪的绿色能源。

燃料电池电动汽车一般包括纯燃料电池驱动，或者燃料电池加上动力电池的电-电混合动力驱动，由于后者相对前者可以实现制动能量回收，可以实现更好的经济性和耐久性，因此越来越多被工业界所采用。

基本上可以说，目前的燃料电池电动汽车，实际指燃料电池（加动力电池的）混合动力汽车。

《中国制造2025》将“节能与新能源汽车”作为重点发展领域，明确了“继续支持电动汽车、燃料电池电动汽车发展”的要求，为新能源汽车的发展指明了方向。

其中，首次明确提出了针对燃料电池电动汽车的国家层面的规划，包括推广数量及关键技术指标，即2020年实现燃料电池关键材料批量化生产的质量控制和保证能力，生产1000辆燃料电池电动汽车并进行示范运行；到2025年，制氢、加氢等配套基础设施基本完善，燃料电池电动汽车实现区域小规模运行。

这些目标充分体现了国家推广燃料电池电动汽车的决心。

然而，通过比对国外同期的技术及产业发展水平，发现尽管国家规划对燃料电池电动汽车未来的各项要求已经较目前水平有了大幅提升，但是距离国外标杆企业仍有较大差距。

本文将从国内外的燃料电池电动汽车技术及产业实际发展情况出发，说明目前国内燃料电池电动汽车研发和推广所处的实际水平及产业发展所面临的问题，提出在《中国制造2025》指导下未来燃料电池电动汽车发展的相关建议。

一国外燃料电池电动汽车发展现状和趋势在过去的25年间，世界各国主要汽车生产商一直在进行有关燃料电池电动汽车的研发，只是侧重点不同而已。

随着20世纪90年代燃料电池电堆的发展，汽车生产商们纷纷意识到燃料电池电堆对于整车性能及成本至关重要，并在2000～2010年间纷纷开始自主研发燃料电池。

技术解读丰田Mirai电堆体积功率密度3.1kWL

官方数据显示mirai燃料电池汽车搭载了世界级体积功率密度31kwl的自增湿质子交换膜燃料电池堆电堆峰值功率114kw
技术解读丰田Mirai电堆体积功率密度3.1kWL
2014年底，丰田汽车公司正式发布全球第一款面向普通用户的量产版氢燃料电池汽车Mirai。官方数据显示，Mirai燃料电池汽车搭载了世界级体积功率密度3.1 kW/L的自增湿质子交换膜燃料电池堆，电堆峰值功率114 kW。丰田Mirai电堆世界级体功率密度3.1 kW/L究竟是什么概念。本文分享上海交通大学燃料电池研究所胡鸣若副教授团队《Mirai电堆的3.1 kW/升究竟是什么概念？》报告。

211072072_丰田Mirai氢能源燃料电池混合动力汽车核心控制策略(一)

文/江苏田锐丰田Mirai氢能源燃料电池混合动力汽车核心控制策略(一)随着我国新能源战略地位的不断提升，新能源车辆的研发也越来越受到汽车厂商的青睐与推广，目前混合动力汽车和纯电动汽车在市场上正在被逐渐的接受，成为继普通内燃机车之后，汽车在动力形式上的一大转变，而在混合动力技术领域早已颇具建树的丰田却有意在新能源汽车领域另辟蹊径，大力致力于氢能源燃料电池混合动力汽车的发展。

燃料电池是一种将氢气中所具有的化学能直接转换成电能的电化学转换器，因此，它比其他发电过程具有更高的效率。

氢作为能量载体在冷燃烧中与空气中的氧发生反应，从而产生电流。

燃料电池工作时，没有运动部件，不会产生机械摩擦，且工作效率高，具有零排放(水)，续航里程长，燃料加注快，噪声低等优势。

氢燃料也可通过多种一次性的能源进行生产，将来有望成为常规性的燃料之一。

早在2014年11月18日丰田汽车公司在日本正式发布了其量产版氢能源燃料电池混合动力汽车Mirai(未来)，时隔今日，该车目前已在欧洲及北美市场广泛量产，由此也正传递着一个清晰的信号——氢能源燃料电池混合动力汽车已触手可及，并将以星火燎原的市场化态势成为最新一代的绿色环保汽车技术。

本文将对丰田Mirai氢能源燃料电池混合动力汽车的核心控制策略进行分析阐述。

一、丰田Mirai整车基本参数Mirai没有传统的燃油发动机，也没有变速器，发动机舱内部是驱动电动机及其动力控制单元。

动力系统的布置方案如图1所示，其中驱动电动机和动力控制单元布置于车辆前舱区域，燃料电池堆栈和燃料电池增压转换器布置于前排座椅下方，HV动力蓄电池组布置于座椅后方，两个高压储氢罐布置于后排座椅下方。

如图2所示，高压储氢罐内存储的燃料是氢气，压力大约为70MPa，燃料电池堆栈作为丰田汽车公司研发的第一个量产的燃料电池，其体积能量密度达到3.1kW/L，输出功率为114kW，燃料电池增压转换器运用高效紧凑的大容量升压器，能够将电压升高至最大DC 650V，HV动力蓄电池组采用密封镍锰金属氢化物电池，用于回收制动时产生的再生能量，并在加速时辅助燃料电池堆栈供电，驱动电动机(MG2)由燃料电池堆栈和HV动力蓄电池组供电，最大功率113kW，最大扭矩335N·m，动力控制单元用于当车辆行驶在不同的工况时控制HV蓄电池组充放电的控制策略。

丰田Mirai氢能源燃料电池混合动力汽车核心控制策略(二)

文/江苏田锐丰田Mirai氢能源燃料电池混合动力汽车核心控制策略(二)(接2023年第1期)(4)空气的加湿燃料电池堆栈只能在一个特定的湿度范围内进行最优化工作，以保证足够的质子导电率，稳定发电。

因此，必须在阳极侧对干燥的空气质量流进行加湿，这个工作通常由一个外部加湿器来完成。

然而，外部加湿器会过多损耗空气供给系统的压力，由此带来系统负荷的加剧，并且需要增添额外的零部件，从而频添了系统的复杂性，不利于系统集成化、小型化。

为此，丰田的Mirai开发了一种无需外部加湿器的新型燃料电池系统(图13)。

除了上文提到的新型高效的氢气循环泵，燃料电池堆栈也做出了创新性的改变。

在燃料电池堆栈阳极层面，采用了3D立体精细微流道技术，反应产生的水能够通过亲水性的三维细网格流场快速抽出，防止积聚的水阻碍空气(氧气)的流动，同时通过改变肋槽的通道宽度，产生湍流，促进空气(氧气)向催化剂层扩散。

在燃料电池堆栈阴极层面，采用内部循环系统，无需加湿器，增加了氢气循环泵，利用饱和氢气在被降温或加压的过程中，当中一部分的可凝气体组分所形成的小液滴进行自我加湿，保持聚合物电解质质子交换膜的质子传导性能，配合形成氢气与空气逆向流动的措施，增加了从上游到下游的水蒸气供应，对空气供应入口处的干燥空气进行加湿。

采用更薄的聚合物电解质质子交换膜，促进燃料电池堆栈阳极侧反应产物水的反扩散并保持较低的冷却液温度，抑制聚合物电解质质子交换膜上的水分蒸发(图14)。

2.热管理系统的组件(1)燃料电池堆栈的冷却在额定工作状态下燃料电池组具有约50%的电效率。

也就是说，进行化学能转化时会产生约与额定电功率相同的热功率。

一般情况下，热量都会排放到周围环境中(损耗热量)，其中的一部分也可以用于车辆客舱的加热。

内燃机工作时，损失热量的很大一部分是与废气一起排到外部的。

由于燃料电池并不是这种情况，所以几乎所有损失热量都必须通过冷却液排出。

此外，燃料电池组目前只能在相对低的温度下(85℃以下)运行，此温度要明显低于内燃机的工作温度，因此燃料电池组也就需要更大尺寸的冷却器和冷却器风扇。

丰田Mirai氢能源燃料电池混合动力汽车核心控制策略(三)

文/江苏田锐丰田Mirai氢能源燃料电池混合动力汽车核心控制策略(三)(接上期)(4)HV蓄电池温度传感器HV蓄电池温度传感器位于HV蓄电池模块下方，共有4个温度传感器，其中一个位于HV蓄电池模块和HV蓄电池冷却鼓风机总成之间的空气进气口附近。

EV控制ECU基于此HV蓄电池温度传感器通过HV蓄电池电压传感器发送给它的信息，控制HV蓄电池冷却鼓风机总成，如图26所示。

图26 HV蓄电池温度传感器零部件位置(5)HV蓄电池电流传感器HV蓄电池电流传感器安装在HV蓄电池总成内的高压电缆上，以检测电流。

传感器向HV蓄电池电压传感器发送电压信号。

该信号在0.5~4.5V之间变化，与流入或流出的HV蓄电池总成的电流变化成比例。

小于2.5V的信号电压表示HV蓄电池总成正在充电，大于2.5V的信号电压表示HV蓄电池总成正在放电，如图27所示。

(6)HV蓄电池冷却鼓风机冷却空气从后排座椅左侧从乘客舱吸入，并通过1号HV蓄电池进气管流向HV蓄电池冷却鼓风机总成。

HV蓄电池冷却鼓风机总成通过乘客舱中的进气口吸入的空气随后自上而下在HV蓄电池模块之间流动，进行热量交换，如图28所示。

图27 HV蓄电池电流传感器工作原理图28 HV蓄电池冷却鼓风机零部件位置(7)带转换器的逆变器总成如图29、图30所示，MG ECU、逆变器、增压转换器和DC-DC转换器集成在一个整体中，是一个紧凑、轻便的带转换器的逆变器总成。

逆变器和增压转换器主要处理驱动牵引电动机、带电动机的燃料电池空气压缩机、用于发电和升压的IPM(功率模块)以及电抗器和电容器组成。

MG ECU根据EV控制ECU 的输出请求值控制逆变器和增压转换器。

增压转换器将HV蓄电池电压从直流244.8V提升至最大直流650V，并将其输出至逆变器。

这样，带电动机的燃料电池空气压缩机和牵引电动机在高压下驱动，提供更高的输出功率并减少电气损耗。

逆变器将增压转换器升高的高压直流电流和来自燃料电池堆栈的高压直流转换为交流电流，为带电动机的燃料电池空气压缩机和牵引电动机供电。

氢燃料电池原理

燃料电池工作原理电动汽车时代??发表于2014-11-27 06:52 责编:王艳•分享到：燃料电池工作原理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。

燃料电池堆栈外部细节及主要参数燃料电池堆栈外部细节及主要参数因为氢分子体积小，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2008年燃料电池丰田Mirai的燃料电池创新丰田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。

此前我们也分析了大众集团的燃料电池技术，结构基本类似。

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。

Mirai燃料电池堆栈技术迭代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。

《新能源汽车技术》——06 燃料电池电动汽车

1
燃料电池电动汽车概述
2 燃料电池电动汽车的结构与原理
3 燃料电池电动汽车关键技术
4 燃料电池电动汽车实例及性能分析
17
第三节燃料电池电动汽车关键技术
燃燃料电池系统料电车载储氢系统池车载蓄电系统电动电动机及其控制技术汽整车布置车关整车热管理键整车与动力系统的参数选择与优化设计技术多能源动力系统的能量管理策略
24
4.3 奔驰B级F-CELL燃料电池车
梅赛德斯-奔驰首款量产燃料电池车首批200辆小规模量产的B 级燃料电池车，在2011年年初起逐渐交付欧洲和美国的客户。B级燃料电池车的核心技术是新一代燃料电池驱动系统，这种燃料电池尺寸紧凑、动力强劲、使用安全，且完全适用于日常使用。燃料电池能够在行车过程中产生电力，而产生的唯一排放物质是水，实现了绝对的零排放零污染。
车载蓄电系统 3
车载蓄电系统包括铅酸蓄电池、镍-氢电池、锂离子电池等蓄电池及超级电容、飞轮电池等。
19
燃料电池系统 4
驱动电动机是燃料电池电动汽车的心脏，正向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。
车载储氢系统 5
然料电池电动汽车在整车布置上有以下关键问题：燃料电池及电动机的相关
02 并联式燃料电池电动汽车
并联式燃料电池电动汽车动力系统由燃料电池和蓄电池共同向电动机提供电力。并联式燃料电池电动汽车可分为大燃料电池型电动汽车和小燃料电池型电动汽车，分类依据为燃料电池与蓄电池能量大小配置不同。
5
1.1 燃料电直接燃料电池电动汽车
直接燃料电池电动汽车的燃料主要是纯氢，也可以用甲醇等作为燃料。直接燃料电池电动汽车的燃料排放无污染，被认为是最理想的汽车，但存在氢的制取和存储困难等特点。

任务12 丰田Maraii燃料电池电动汽车的使用维护

任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护
（6）外接电源从车辆后面的专用电源接头引出。
任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护（7）FCEV汽车供电常见故障
任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护
1.FCEV是通过电化学反应将燃料的化学能直接转变为电能的高效率发电装置的汽车。 2.FCEV汽车的主要优点是真正的零污染，能量转化效率高，缺点是燃料电池成本过高。 3. FCEV一般由燃料箱、燃料电池、控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构。
任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护
2.燃料电池电动汽车的维护（1）充氢（2）充电
任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护
（3）洗车时的注意点 1）电机室内不要用水清洗。 2）前挡风玻璃清洗时雨刮按钮要打在OFF档。 3）不能直接用水来冲洗充燃料口的盖子。 4）用高压洗车机的时候喷嘴的前端不能接近燃料电池堆、驱动产品、转向器、悬架、制动部分的连接部。
任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护丰田Mirai汽车仪表盘部分信息
任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护主显示屏信息
任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护主显示屏的变化显示
任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护行驶信息显示
任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护 FC系统显示与环保评定
任务12 丰田Mirai燃料电池电动汽车的使用维护
1.掌握燃料电池电动汽车的定义与分类。 2.理解燃料电池电动汽车的基本结构与工作原理。 3.了解燃料电池电动汽车电动使用注意事项。 4.熟悉燃料电池电动汽车的维护。 5.培养良好的职业道德与安全、环保意识。。

令人羡慕的日本丰田研发的世界第一代氢能源汽车

令人羡慕的日本丰田研发的世界第一代氢能源汽车今年5月，李総理相隔26年访问日本，在北海道参观了丰田汽车工厂。

丰田将诸多先端汽车运到北海道，请中国総理看一看，结果，李総理的脚步停留在了一辆造型别致的蔚蓝色轿车面前，丰田公司社长丰田章男先生告诉李総理：“这是我们研发的世界第一代氢能源汽车。

”访问结束后，网上传出一张照片——李総理的脸色十分凝重。

也许他看到了中日两国在新能源汽车开发上的某一种差距。

前些天，我联系了丰田汽车公司，我想看看这辆汽车。

丰田公司委派了广报部的刘莹莹跟我对接，并约定了6日，去东京塔下的“Iwatani”加氢站，因为那一个加气站还建了一个氢能源汽车的展示中心，不仅有样车，而且还有可以试乘的车。

丰田公司的这一辆氢能源汽车，有一个很美丽的名字，叫“MIRAI”。

“MIRAI”在日语中，是“未来”的意思。

而“氢”在日文中，是写作“水素”，所以，日本人将这款“MIRAI”车，称作为“水素车”，但是丰田公司的官方定义是称作为“燃料电池车”。

人类发明汽车是在150多年之前，烧煤、烧柴、烧气、烧油，为了轮子能转，试了无数，终于在最近10年，发明了大功率蓄电池，开始烧电。

除了这些，还有没有新的替代能源？爱捣鼓汽车的丰田人，在1992年，就组成了几个人的“兴趣小组”，开始研究氢能源。

特地赶到加氢站来给我做技术解读的，是丰田公司的中井久志先生，他的名片上印着一个头衔，叫“技范”。

这两个汉字，我是头一次看到。

我说，按照上海人的概念，就叫“老法师”。

他不好意思地笑了。

中井先生告诉我，丰田汽车公司研制氢能源已经有20多年的历史。

2002年，世界上第一辆以“氢”作为能源的汽车在日本和美国市场限量销售。

随后，丰田根据客户的反映和技术跟踪监测，对续航距离和极寒状态下的始动性能进行了改善。

在北海道的丰田试验场等，进行了零下30度状态下的极寒实验，于2008年，丰田的氢能源汽车可以应对零下30度状态下的寒冷地区。

2014年12月，技术与安全性能相当成熟的氢能源汽车“MIRAI”，正式推向市场，并实现了量产。

丰田油电混动和电动汽车电池热管理系统的结构认知

丰田油电混动和电动汽车电池热管理系统的结构认知今天主要讲讲丰田纯电动汽车动力电池热管理系统的发展：液冷和风冷。

其实丰田进入电动车领域的时间还是比较早的，从2010年与特斯拉合作到2016年分道扬镳，期间丰田只发布过一款产品：RAV4EV。

时间回溯到2012年，那一年特斯拉发布了让其名声大噪的ModelS。

而丰田那一年也发布了RAV4EV纯电车型，并在美国上市销售，直到2014年停产。

分手后的丰田在纯电动车领域一直缄默不言，而是集中精力开发油电混合汽车并获得了巨大成功，至于后来发布的mirai 氢能源汽车，也算是丰田在纯电动技术折戟后对于未来汽车能源发展方向的思考吧。

时至今日，汽车的电动化已然成为全球性趋势，特别是中国市场的电动化政策倾向和发展势头，让丰田也不得不重新审视市场。

眼下，在中国市场，丰田已经推出了插电式混合动力新能源车型以及纯电动车。

抛开混合动力汽车的电池热管理系统不谈，丰田从第一代纯电动车到目前的最新纯电动车，在电池热管理方面有何不同？RAV4EV由于这款车型当时只在美国销售，同时生命周期比较短，所以国内相关的信息并不多。

就已有信息来说，了解到当时的热管理系统采用的是液冷技术。

所谓液冷就是把LLC冷却液作为冷却介质，通过对其温度的控制实现电池的温控平衡。

对于液冷系统的工作原理来说，当电池ECU在接收到电池温度传感器检测到的温度信号后，控制冷却液方向控制电磁阀的开关，实现对冷却液温度的有效管理。

当电池温度在正常区间内时，冷却液通往散热器的电磁阀打开，通往加热器的电磁阀关闭，在1号水泵的作用下，冷却液在散热器、电池之间循环；当电池温度高时，通往散热器和加热器的电磁阀全部关闭，此时冷却液在1号水泵的作用下流过空调蒸发箱与冷媒进行热交换进行降温，快速给电池进行降温。

当电池温度低时，冷却管路的电磁阀全部关闭，此时冷却液在2号水泵的作用下流过加热器进行加热，之后对电池进行升温。

CH-REV这款车的电池热管理系统和奕泽EV相同，之前的文章已经进行了介绍，所以不再赘述。

车用大功率燃料电池低温冷启动分析

^jm 11】汽车工程师Automotive EngineerFOCUS 技术聚焦Automotiiv E ngineer^摘要：质子交换膜燃料电池低温冷启动被认为是影响燃料电池汽车商业化的主要因素之一。

文章根据某款燃料电池车型开发目标需求，对匹配的120 kW 大功率燃料电池在-30。

"低温启动热平衡初步分析，基于电堆外加热控制策略，经初步匹配计算，在理想情况下需要13 min 才能启动，为拟开发目标设定提供了依据。

文章对开发大功率燃料电池乘用车具有参考意义。

关键词:大功率燃料电池；低温冷启动；计算分析Analysis of Cold Starting Performance of High Power PEMFC used for VehicleAbstract ： Low temperature cold start of PEMFC is considered to be one of the main factors affecting the commercialization offuel cell vehicle. In this paper,according to the development target demand of a fuel cell vehicle, the preliminary analysis of the heat balance of the matched 120kw high-power fuel cell at 一30°C is conducted. Based on the heating control strategy outsidethe stack, the preliminary matching calculation shows that it takes 13 minutes to start under ideal conditions, which provides the basis for the target setting of the proposed development. This paper has reference significance for the development of high-power fuel cell passenger vehicle.Key words : High power PEMFC; Start-up at low temperature; Analysis质子交换膜燃料电池(PEMFC )相比传统内燃机, 拥有其特有优势h ,PEMFC 的高效率、高比功率、零排放及响应快速等特性使其成为未来汽车领域最有潜力的动力源45;、车用PEMFC 在商业化进程中，冷启动困难或启动时间过长是主要制约因素之一6目前，国内外车型对燃料电池发动机冷启动能力进行了大量实验,国外相关车型已量产且技术相对成熟3w,国内大多从实际运行情况来看，在低温启动方面的技术称不上很好，如表1所示。

燃料电池金属双极板设计与成形技术综述

第14卷第3期精密成形工程2022年3月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING25收稿日期：2020-06-02基金项目：江苏省前沿引领技术基础研究专项（SBK2019050036）；国防基础科研项目（JCKY2020203B056）；江苏省高等学校自然科学研究重大项目（20KJA460003）；江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目（GDZB-069）作者简介：华日升（1996—），男，硕士生，主要研究方向为金属极板精密成形技术。

通讯作者：王春举（1978—），男，博士，教授，主要研究方向为金属微结构智能制造与系统应用。

燃料电池金属双极板设计与成形技术综述华日升a ，张文泉a ，程利冬b ，王春举a（苏州大学 a. 机电工程学院机器人与微系统研究中心；b. 档案馆，江苏苏州 215325）摘要：氢燃料电池具有清洁、高效等诸多优点，受到了世界各国的高度关注，极板是其重要部件之一。

综述了质子交换膜氢燃料电池金属双极板设计、成形等方向的研究和应用进展。

在金属双极板设计方向，从极板平面流场分布设计、3D 流场设计、考虑电堆结构的极板流场设计以及微流道尺寸优化设计等方面进行综述；在金属极板成形方向，从刚模冲压成形、软模冲压成形以及成形质量与电池性能相关性等方面进行综述。

最后，结合笔者对行业的调研和理解，对未来金属极板的方向发展进行了展望。

关键词：氢燃料电池；金属双极板；流场设计；冲压成形；工艺与性能相关性 DOI ：10.3969/j.issn.1674-6457.2022.03.004中图分类号：TG386 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2022)03-0025-09Review on Design and Forming Technology of Metallic Bipolar Plates for Fuel CellsHUA Ri-sheng a , ZHANG Wen-quan a , CHENG Li-dong b , WANG Chun-ju a(a. Robotics and Microsystems Center, School of Mechanical and Electrical Engineering; b. Archives,Soochow University, Suzhou 215325, China)ABSTRACT: Hydrogen fuel cell has attracted great attention from all over the world due to the advantages such as cleanliness, high efficiency, etc., and polar plate is one of its important components. The research and application progress in the design and forming of metallic bipolar plates of proton exchange membrane hydrogen fuel cells were reviewed. In the design direction of metallic bipolar plate, the design of planar flow field distribution, 3D flow field design, flow field design of bipolar plate con-sidering stack structure and optimization design of microchannel size were summarized. In the forming direction of metallic po-lar plate, the rigid die stamping forming, soft die stamping forming and the correlation between forming quality and battery per-formance were overviewed. Finally, combined with the author's research and understanding of the industry, the future develop-ment of metallic polar plate was prospected.KEY WORDS: hydrogen fuel cells; metallic bipolar plates; design of flow field; stamping forming; correlation between process and performance人类赖以生存的传统化石燃料日渐枯竭，世界各国政府纷纷出台传统能源车禁售时间表，氢能作为国际公认的清洁、高效能源，受到各国政府和产业的高度重视。

氢燃料电池汽车水、热管理_电动汽车技术PPT

1.保证电堆内部一定的湿度 2.排水及时，保证电堆内部的的水平衡。
反应气体进排气压降、高频阻抗、电化学阻抗
外部换热器
低温停车吹扫、冷启动时减少空气计量比，增加废热、外部加热
增加去离子器、零部件管路材料选择
外部加湿、自加湿、电堆内部结构优化
4/17
氢燃料电池汽车水、热管理技术
• 膜失水后催化层界面的活性也会下降
低温
• 温度越低，氢气和空气向催化剂层扩散、质子从阳极向阴极的运动都将减慢，电池内阻增加，电池性能下降。
• 在零度以下反复水、冰相变引起体积的变化会对电池材料与结构产生影响，导致冷启动失败
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氢燃料电池汽车水、热管理概述
电堆温度、含温度过高时有低温冷启动
2014 燃料电池镍氢电池1.6KWh
114
-30℃ 70MPa(2)
3.1
180
650
本田 clarity
2016 燃料电池锂离子电池1.3KWh
103
-30℃ 70MPa(2)
3.1
170
750
现代 NEXO
2018 燃料电池锂离子电池1.56KWh
95
-30℃，40s 70MPa(3)
3.11
11/17
燃料电池汽车水、热管理主要构型
丰田Mirai热管理对标测试
12/17
燃料电池汽车水、热管理主要构型
现代NEXO
2019.06-10
整车性能对标测试及关键技术解析
燃料电池系统性能对标测
2019.10-11 试及关键技术解析
2020.01-04 整车拆解
2020.03-05 电堆性能对标

丰田第四代混动系统_16年4月刚发布的改进设计和数据和图片,攻城狮们必看

前几天车叔有幸在底特律参加了 SAE 2016年会。

3天的会议里，有关混动的技术文章会议持续了2天半，而且被安排在了一个比较大的会议厅，可见如今业界对混动系统的重视程度。

各家车企都发布了一些技术更新，其中最引人注目的还是主要来自日本的两田以及通用汽车。

车叔花了不少时间在丰田的技术文章的讲座，几乎每场都爆满。

丰田的展台也把重点主要放在了混动技术（第四代普锐斯）和燃料电池（Mirai）。

能力有限，瑕疵和不完善在所难免，各位雅正。

抛砖引玉，希望能引起大家的讨论。

这里要声明的是，以下的内容主要基于丰田发布的 SAE 文章。

车叔在文章最后列出文章编号，有兴趣的读者可以在 SAE 网站购买阅读。

前轴动力分配系统新一代的前轴传动系统（P610）相比前一代（P410）长度缩短了47mm，主要得力于两个电机位置的变化。

整体的重量也降低了6.3%。

在前代 THS（Toyota hybrid system）中（P410），除了用于分配动力的行星齿轮组，在MG2中还有一组行星齿轮用于减速（行星架始终锁止），这样连接太阳轮的 MG1在更高的车速下（相比于第一代第二代P112/P111）才会达到极速而启动发动机。

在之前的三代中，发动机和MG1在动力分配行星齿轮组同一侧，MG2在另一侧，三者同轴。

最新的第四代 THS ，MG1（太阳轮）和发动机（行星架）依旧同轴，但是分别在行星齿轮组两侧。

MG2不再同轴，其内部行星齿轮组被移除，而是通过一个逆向从动齿轮减速与行星齿轮组的圈尺结合。

这个同时与圈尺和 MG2咬合的从动齿轮轴上还有一个小直径齿轮与差速器咬合。

这样整套设备中一共有四个平行轴（MG1/发动机，从动减速齿轮，MG2和差速器）轴长得到了降低。

但是，新的设计还是不能解耦发动机和电动机，所以并没有能去除纯电行驶时 MG2反拖 MG1发电的情况。

图1：第四代多轴结构图2：结构设计及长度对比前面提到的新驱动桥结构结构中，双咬合齿轮拥有更大的减速比，这样可以使用转速更高，但是最大扭机较小的电机。

新能源汽车高电压组件结构浅析（二）

634　动力电池组4.1　动力电池的性能指标电动汽车的动力电池组相当于内燃机驱动车辆的燃油箱，是电驱动装置的蓄能器。

动力电池是电动汽车的核心部件，动力电池技术是电动汽车发展的关键。

动力电池组主要有以下4个技术参数。

（1）比能量。

比能量又称质量比能量，是指单位质量电池所能输出的电能，单位是Wh/kg 。

比能量反映电池质量水平，影响电动汽车的整车质量和续航里程，是评价电动汽车的动力电池是否满足预定续驶里程的重要指标。

（2）比功率。

比功率又称质量比功率，是指单位质量电池所能输出的功率，单位是W/kg 。

比功率用来判断电动汽车的加速性能和最高车速，直接影响电动汽车的动力性能。

比功率越大，电动汽车加速和爬坡性能越好，最高车速越高。

（3）循环寿命。

电池经历一次充电和放电的过程称为一个循环，电池所能经历的充放电循环次数称为循环寿命。

循环寿命是衡量动力电池寿命的重要指标。

循环次数越多，动力电池的使用时间越长。

（4）成本。

电池的成本与新技术、原材料、制作工艺和生产规模等因素有关。

通常新开发的高比功率电池成本相对较高。

4.2　动力电池的类型新能源汽车电池种类较多，目前市场上主流动力电池为镍氢电池、锂离子电池和燃料电池。

现通常采用以电池正极材料来命名的规则。

（1）镍氢电池。

镍氢（NiMH ）电池的正极材料是氢氧化镍（NiOH ），负极材料是金属氢化物，电解液是30%的氢氧化钾水溶液。

单体镍氢电池的额定电压为1.2 V ，其比能量约为70 Wh/kg ～100 Wh/kg 。

镍氢电池基本上无记忆效新能源汽车高电压组件结构浅析（二）无锡汽车工程高等职业技术学校　吴书龙充分了解社会需求，所授课程内容在学生就业后要满足企业用人需求。

教师技能大赛为学生的专业技能培养提供了一个很好的平台。

因此，我们要抓住教师比赛这个契机，通过技能比赛在教学中实现专业学科的改革，提升专业教学水平。

学校各系部的主任根据比赛的赛项设置组织成立专业教研组，由参赛选手和专业教研组组成一支专业团队。