解析两代丰田氢燃料电池车Mirai的动力系统结构，未来不再遥远！

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上一篇文章我们对氢燃料电池车和燃料电池进行了介绍，让我们对整个燃料电池车的产业链有了一定的了解，那今天的这篇文章我们就来介绍一下丰田的量产车型Mirai。

燃料电池汽车被认为是未来的清洁能源汽车，很多国家都在对其进行研发和制造，日本由于资源匮乏，所以很早就开始对燃料电池汽车进行研发。

日本在全球发售的燃料电池汽车中以丰田和本田两个品牌为主，丰田品牌从1992年开始就研发燃料电池汽车，直到2014年丰田Mirai（第一代）的问世，开始在北美地区以及零下40度的北海道最北端的严寒城市、非洲的高端地区进行测试，经过不断的反复测试，直到2016年第一代的氢能源汽车开始投放市场，2021年丰田Mirai（第二代）的开始闪亮登场。

丰田这个品牌对燃料电池车非常的执着，我们都知道丰田比较出名的是它的混合动力技术，而在电动车这个领域，它其实并不突出，反而是国内的这些汽车品牌占据着比较大的优势，它直接把电动车这一步跨向了更前方的燃料电池汽车。

丰田在燃料电池汽车领域有很多专利和技术积累，很多其它大品牌也开始跟丰田联合开发燃料电池车。

中国对燃料电池车也非常的支持，2001年起，燃料电池产业就被列入五年计划之中，2011年电动车三大技术路线包括：纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车。燃料电池汽车一直是我国未来明确的新能源技术路线之一。

国内的上汽和广汽都在积极的布局燃料电池汽车领域，丰田由于涉及这个领域的时间较早，自然有很大的优势。我们今天就来看看它的氢燃料电池车Mirai（Mirai在日语里是“未来”的意思）。

一、第一代丰田Mirai的动力系统结构

第一代丰田Mirai的长/宽/高分别是4890/1815/1535mm，轴距是2780mm。燃料电池的体积能量密度是3.1千瓦/升，输出功率114千瓦。动力电池采用的是镍锰电池。驱动电机的最大功率113千瓦、最大扭矩335牛米。加满5公斤氢气可以连续跑上640公里。

丰田Mirai的动力系统被称为TFSC，即丰田燃料电池堆栈，是以燃料电池为核心组件的混合动力系统。它没有传统的发动机和变速箱，发动机舱内放置的是电动机和电动机的控制单元，它依靠燃料电池堆产生的电能来驱动电动机，电动机再用来驱动汽车运行。

我们现在就来认识一下丰田Mirai的动力系统：

这个是 丰田Mirai的动力电池，它是一块镍锰电池 。它被安放在后排座椅后面或者后备箱的位置。你可以看到这块动力电池并不是很大，它不需要像纯电动汽车的动力电池那么大的容量，它就跟混合动力车的电池一样大。

动力电池里面有重金属会严重污染环境，电池越大那这个污染程度自然越严重，所以车辆的动力电池要进行回收处理，纯电动汽车的动力电池布满整个底盘位置，那自然不是环保最优的方案。

这个是 丰田Mirai的氢气存储罐，第一代的Mirai上面有两个氢气存储罐 。一个被放置在后排座椅的下面，一个被放置到后备箱的位置。

高压存储罐采用的是三层结构，内层是密封氢气的树脂衬里，中层是确保耐压强度的碳纤维强化树脂（CFRP）层，表层是保护表面的玻璃纤维强化树脂层。

高压存储罐的工作压力是70MPa，最大耐压是87.5MPa。内部的容积是122.4L（前60L/后62.4L）。

这个是 丰田Mirai的燃料电池堆，也是整个燃料电池车最重要的东西。 它一边连接空气，一边连接氢气，然后通过化学反应，产生电能，用来驱动电动机运行。

这个是 丰田Mirai的升压转换器。 燃料电池产生的电压要小于驱动电机的最大电压，这就需要一个升压器将燃料电池产生的电压进行升压（可以将电压升高到650V），然后供给到驱动电机。

这个是 丰田Mirai的驱动电机。 第一代的丰田Mirai发动机舱里面放的就是驱动电机和电机的控制系统，这可不是传统的发动机和变速箱。

驱动电机的最大功率113千瓦、最大扭矩335牛米。

这个是 丰田Mirai的动力控制单元。 第一代丰田Mirai的动力控制单元就放在驱动电机的上面，同样也是放置在发动机舱内部。

二、第二代丰田Mirai的动力系统结构

第二代丰田Mirai长宽高分别为4975/1885/1470mm，轴距为2920mm，尺寸明显比上一代要大一些，高度更加低一些，设计明显会更加运动一些。氢气存储罐不再是两个，而是采用T型设计的三个存储罐。动力电池由镍锰电池更换成锂电池。驱动电机的最大功率为134KW，最大扭矩300N·m，车辆的最高时速为175km/h。

第二代丰田Mirai和第一个不同就是氢气存储罐的数量和位置，第二代由原来的两个增加到三个，采用T型的布置。

这个位置的布置把原本燃料电池和升压转换器的位置给代替，它们需要布置在其它的位置。

驱动电机的位置发生了明显的变化，由原来的发动机舱内部直接布置到后轴的位置，动力电池的位置没有发生变化，但是由原来的镍锰电池更换为锂电池。

燃料电池的位置由原来的底盘位置，布置到了发动机舱的内部。在燃料电池的后面直接是动力控制单元。

燃料电池有一个最大的优点就是它可以一直使用，即便车辆报废这块燃料电池也可以用在其他燃料电池车上面，而且不会对环境有任何污染。

通过上述零件位置和设计的变化，我们可以发现第二代比第一代的位置变化很大，更多的零件设计更加小巧。

氢气的储存由原来的122.4L增加为142.2L，5分钟可以充满3个存储罐。第二代的丰田Mirai不仅对平台进行了更新，还新开发了FC单元（FC单元就是升压变换器，第二代比第一代的更小），让整体的续航里程提升了30%。

第二代丰田Mirai的售价从6.59-7.39万欧元不等，换算成人民币大约是50-58万左右。目前，氢燃料电池汽车还是要依靠国家补贴才行，这个售价成本还是太贵，但未来随着技术的不断进步，这部分的成本会逐步降低，就像现在的纯电动汽车售价一样，纯电动车的售价已经比较亲民了，未来你是否会期待氢燃料电池车？