未来科技已驾到！氢燃料电池车技术解析【3】

氢燃料电池车的工作原理到底是怎样的？

目前，各个车企的氢燃料电池车在基本原理上是较为一致的，只是在细节设计上有所区别。下面小编以丰田刚刚发布的氢燃料电池车Mirai为例，来为您解析氢燃料电池车的“秘密”。

Mirai的动力系统被称为TFSC（Toyota FC Stack），即丰田燃料电池堆栈，是以燃料电池堆栈为核心组件的一套复杂混合动力系统。另外还包括燃料电池升压器、高压储气罐以及驱动电机等部分。燃料电池堆栈位于车身下部，是氢气与氧气进行反应的场所，也是氢燃料电池车的关键。

在燃料电池堆栈里，将进行氢与氧相结合的反应，其过程中存在电荷转移，从而产生电流。与此同时，氢与氧化学反应后正好生成一氧化二氢，即水。

燃料电池堆栈作为一个化学反应池，其最为关键的技术核心在于“质子交换薄膜”。

在这层薄膜的两侧紧贴着催化剂层，将氢气分解为带电离子状态。随后携带电子的氢通过这道薄膜，留下身上的电子，变成正价氢质子，并通过薄膜到达另一端。紧接着，氢质子与氧在薄膜的另一端结合，同时所丢失的电子被“还给”它，产生水。水成为了该反应过程中的唯一“废料”。

随着氧化反应的进行，电子不断发生转移，就形成了驱动汽车所需的电流。如果说，氢燃料电池车的技术突破是在发明一种汽车，倒不如说是在发明一种全新的“发电机”，然后整合进一部车子里。

在燃料电池堆栈中，排布了诸多薄膜，可以产生大量的电子转移，形成供车辆行驶所需的电流。一般情况下，这些电流所产生的整体电压为300V左右，不足以带动一台车用大功率电机。因此，像Mirai这样的氢燃料电池车还装备了升压变压器，将电压升至600V以上，从而顺利推动电动机。

除了电能产生的燃料电池堆栈外，氢燃料电池车的动力系统中还包括储氢罐，用来存储产生电能需要的氢原料。由于氢气在一般气压下的密度较低，且为气体状态，想要得到足够的氢气来供应燃料电池堆栈，就需要进行压缩，因此储氢罐的设计与强度也十分重要。丰田Mirai拥有三个储氢罐，奥迪A7 Sportback h-tron quattro则有四个。

当然，氢燃料电池车也搭载有一套蓄电池，平时将氢燃料堆栈所产生的多余电能储存起来，在制动时，回收的电能也可储存在里面。