都在搞燃料电池，谁真正了解过日本人的黑科技？

丰田官网发布了2019年款的Mirai燃料电池汽车，汽车人参考为大家做一个详细解析。

新一代的Mirai，具有独特的外观，出色的加速性能以及低重心设计带来的操控稳定性，能够实现在零下30°C启动车辆。Mirai百公里加速度为9.6秒，超车加速度为3.0秒，并能够实现三分钟加满氢气。

如何工作？

Mirai主要由以下几个系统组成：

驱动电机：最大功率113千瓦，最大扭矩335牛米；

电池堆：由370个重量102g，厚度为1.34mm的电芯堆叠而成，体积能量密度3.1千瓦/升，输出功率114千瓦，总重量56kg，容积37升；

动力电池：镍锰电池，用于制动能量回收和加速辅助供电；

高压储氢罐：两个60L和62.4L承受700bar(700Mpa)压力的储氢气瓶，单位储氢密度5.7wt%，可加载5Kg的氢气，EPA续航里程为312英里（约502公里）； 

氧气（空气）通过汽车前方的空气压缩机压入到燃料电池堆中；在高压储氢罐中的氢气同时也输送到燃料堆；氢气和氧气在燃料电池堆中反应，产生电和水；产生的电提供给电机驱动车辆行驶；反应产生的水排出车外；

系统构架是什么？

事实上，Maria前前后后共经过了五代不断衍化，下图是2008年系统构架和当前系统构架的对比。

最大的区别是新的系统增加了一个容积为13L采用水冷的燃料电池增压器（DC/DC）。

该增压器可以将燃料电池提供给电机的电压从250V提高到650V，这样可以减少电堆电芯的数量，减小系统的尺寸和重量，显著降低成本和提高可靠性。

有哪些黑科技

在电芯层面，阴极采用了具有三维细网格结构的流道，改善排水，防止积聚的水阻碍空气（氧气）的流动。并且通过改变流道宽度，产生湍流，促进氧气扩散到催化剂层。

其次，采用更薄的质子交换膜（质子传导率增加3倍），催化剂层采用高活性Pt / Co铂钴合金催化剂（活性提高1.8倍），气体扩散层采用低密度和薄厚度的材料（气体扩散性能提高一倍）。

在电堆层面，采用内部循环系统，无需加湿器，使用电池内发电产生的水蒸汽自我加湿，以保持电解质膜的质子传导性能。在阳极增加了氢循环量，增加从上游到下游的水蒸汽供应，让空气和氢气以相反的方向流动，促进产生的水的反向扩散。

Mirai是未来？

早在1992年的时候，丰田就开始研究氢燃料电池汽车，当时起名为FCHV。在2002年，丰田制造出了第四代FCHV-4的试验车，直到2008年，推出了FCHV-adv系列。经过十多年的积累，在2014年12月15日，丰田“Mirai”得名，并在日本正式上市。

其实国内很早就刮起了氢燃料电池的风，去年5月份，李总理在日本首相安倍晋三陪同下，来到位于苫小牧市的丰田汽车北海道厂区参观考察，当走到Maria前面时，驻足良久，沉重凝视，似乎在沉思着什么。