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汽车|解密燃料电池系统的技术路径有哪些( 二 )


内增湿一般是指在氢气子系统中包含氢气循环泵 ， 将电堆出口湿氢气与入口干氢气混合实现电堆入口氢气的增湿 。 系统在氢气循环内增湿情况下 ， 可实现空气侧无外增湿运行 ， 提高系统集成度、降低系统成本 。
三、车载燃料电池系统应用实例
2014年 ， 丰田发布世界上首款商业化燃料电池汽车Mirai ， 也是首款搭载自增湿系统的燃料电池汽车 。
汽车|解密燃料电池系统的技术路径有哪些
本文插图

图3 丰田MIRAI燃料电池车示意图
丰田Mirai取消了空气侧增湿器 ， 通过优化电堆结构和阳极操作方式 ， 将阴极产生的水迁移到阳极并均匀分布在MEA上 ， 实现系统自增湿 。
通过优化电堆结构 ， 包括减小质子交换膜的厚度、采用氢/空逆流形式增加了阴极侧生成的水向阳极的传递 ， 并通过氢气循环增湿和电堆温度控制 ， 实现电堆良好的水热管理 。
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图4 丰田MIRAI燃料电池系统架构图
本田Clarity搭载的燃料电池系统高度集成 ， 布置于引擎盖下方 。 采用外部加湿 ， 空气经双级空气压缩机增压、中冷降温后 ， 通过增湿器进行加湿 ， 实现空气供应 。 氢系统通过不同大小两个氢瓶实现氢气供应；冷却流道采用“one cooling per two cells”原则 ， 稳定运行温度；电堆结构设计和MEA改良 ， 使电堆轻质且紧凑；电堆和空气、氢气、冷却子系统在控制系统控制下实现高效协同工作 。
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图5 本田Clarity燃料电池车示意图


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