燃料电池汽车的核心技术

燃料电池汽车被认为是新一代的环保汽车，它可以使用丰富的氢作为燃料，而不是传统的化石燃料。运行后，排放物仅为水，无二氧化碳排放。燃料电池汽车通过电机驱动汽车，可以兼顾安静性和良好的驾驶性能，加油时间更短，并且可以保证与内燃机汽车相似的续航里程。目前，各汽车制造商正在积极开展燃料电池汽车的研发和推广。介绍了丰田燃料电池系统(TFCS)和燃料电池堆的结构、设计和控制。重点阐述了燃料电池系统的关键技术“水管理控制技术”，以及基于燃料电池堆的设计过程和燃料电池堆内部状态的可视化测量技术。

0前言

近年来，由于全球温室效应日益加剧，石油资源日益枯竭，能源安全问题(尤其是能源的稳定供应等)日益突出。)变得越来越突出。运行中不产生二氧化碳的新能源汽车逐渐引起了广泛关注。丰田最近设定了“零CO2排放目标”，并提议到2050年提高新能源汽车的销售比例，目前正在进行相关研究(图1)。

图1丰田2050年的车型生产目标

FCV具有以下特点:(1)氢被用作燃料，氢可由各种能源生产，包括来源广泛的化石燃料；(2)驾驶过程中的唯一排放物是水；(3)由于主驱动装置是电机，所以可以充分考虑安静性和良好的驱动性能；(4)加油时间更短，能保证与内燃机车相近的续航里程。目前，社会各界都渴望将这种环保汽车投入实际使用。考虑到FCV的诸多优势，研究人员认为FCV也能满足中长距离的交通需求(图2)。丰田在2014年引领世界，上市并销售大规模生产的FCV“MIRAI”。此外，丰田于2018年上市销售新型燃料电池城市客车“SORA”(图3)，轻型卡车的验证和评估正在逐步进行(图4)。

图2相关车型及里程分布示意图

图3新型燃料电池城市公交车“SORA”