丰田FCHV—4型燃料电池电动汽车的结构及维修指南

丰田FCHV—4型燃料电池电动汽车的燃料电池组、功率控制单元（PCU）和电动机安装在汽车前部，而四个高压储氢罐安装在后部地板下面，辅助电池放在行李箱地板下面（各部件位置见图14-11）。

图14-11 各部件在车上的位置

燃料电池系统的主要部件包括：

1.燃料电池

燃料电池（PEFC）采用聚合物电解质，用氢作为燃料，最大功率为90kW。

2.辅助电池

辅助电池为密封式镍氢蓄电池，容量是6.5A·h，冷却方式为强制风冷式。

3.DC-DC转换器

由于DC-DC转换器采用了三相斩波器，所以降低了波动电压。为提高转换率，感应芯片采用铁损低的多孔合金。最大输出功率为20kW，载波频率为三相10kHz，冷却方式为水冷式和风冷式。

4.空气压缩机(www.xing528.com)

空气压缩机采用涡旋式压缩机，最大流量（自由空气的体积流量）为3500NL（6000r/min）。用永磁电动机作为驱动电动机，具有较大的传动比。

5.功率控制单元（PCU）

高压部件和控制器装配在一起，从而简化了冷却系统和控制系统。逆变器最大电流为44A，转换方式为PMA，冷却方式为水冷式。

6.电动机

燃料电池电动汽车的电动机采用永磁电动机，最大功率为80kW，冷却方式为水冷式。

丰田FCHV—4型燃料电池电动汽车的电源是混合式结构，由燃料电池和辅助电池组成。根据汽车的工作状态，精确地控制燃料电池输出功率和辅助电池的充、放电。镍氢电池具有良好的储能性能，单独使用时，汽车成为纯电动汽车（PEV），因此能够降低汽车轻负荷的燃油消耗。

图14-12 燃料电池系统原理图

注：表示电力；表示机械力。

如图14-12所示，燃料电池与逆变器/电动机的连接方式为串联，以便在汽车运行的大部分时间具有较高的效率。辅助电池的功率比较低，与燃料电池串联通过DC-DC逆变器互联，用来在燃料电池响应迟缓或汽车满负荷时提供辅助动力。辅助电池也吸收制动再生能量和在小负荷时用作纯电动汽车的动力源。通过控制DC-DC转换器的输出电压来调节燃料电池和辅助电池之间的能量转换。