来历 |燃料电池干货（ID：FuelcellPhd）
丰田轿车公司开创性将燃料电池堆安置在Mirai燃料电池轿车底盘(座椅下方)。因为底盘在车辆中方位最低，电堆底盘安置计划须充分考虑来自轿车底盘的冲击、防水和防尘。本文介绍丰田Mirai燃料电池轿车搭载电堆的防水与防锈规划。
丰田轿车公司经过流场立异规划(3D fine-mesh阴极流场)、高功能电极(超薄膜、高活性催化剂)和简化电堆紧固结构(恒尺度紧固)等很多开发规划，完成Mirai燃料电池堆体积功率密度从1.4kW/L上升到3.1kW/L，质量功率密度从0.8kW/kg添加至2.0kW/kg，单体厚度从1.68mm下降至1.34mm，电堆单体数量从400片下降至370片(双排变单排)，电堆峰值功率从90kW上升至114kW(与丰田2008款燃料电池堆比较)。
丰田Mirai(参数|图片)燃料电池堆
现在，国内电堆或体系产品遍及标示“IP67”防护等级(IP防护等级是世界电工委员会起草，将电器依其防尘防湿之特性加以分类的体系)。其间，第一个数字最高为6，表明“彻底防止外物及尘埃浸入”；第二个数字最高为8，表明“在深度超越1米的水中防继续浸泡影响，精确条件由制造商针对各设备指定”。若第二个数字为7，则表明“在深达1米的水中防30分钟的浸泡影响”。
国内某公司燃料电池体系参数
防水
丰田轿车公司将燃料电池堆安置在Mirai底盘，下降轿车重心，进步转弯功能和操作稳定性。底盘是轿车最低的方位之一，当轿车驶过雨水堆积的路面，Mirai燃料电池堆暴露在水环境中，电堆或许与水触摸。因而，车载燃料电池堆有必要进行防水处理以确保高压安全性。
Mirai底盘动力体系安置
为定量验证水面行进所需耐水压力，丰田轿车公司进行了实车实验和仿真模仿作业。在验证仿真成果与实践丈量成果关联性严密后，仿真模仿成果表明，燃料电池堆的每个部分都达到了所需的防水功能。
丰田Mirai模仿水压散布
Mirai电堆水压散布(模仿与实验值比照)
下图表明Mirai燃料电池堆防水规划的底盖结构。底盖置于电堆下外表，暴露在燃料电池堆所接受的最大压力处。Mirai经过确保底盖和堆外壳之间密封圈的触摸压力来完成有用防水，而且底盖上设置有外部筋，以在密封件和触摸部分间取得必要的刚度来完成有用压力。
防水电堆底盖结构
当Mirai燃料电池轿车在水面行进，存在电堆被水彻底掩盖的或许，电堆外壳内发生负压。这种现象主要是因为缩短引起的，即水触摸电堆外壳导致壳内气体温度下降发生缩短。丰田轿车公司采用电堆外壳来抵消这种负压，电堆外壳对壳内气体体积缩短作出反应而曲折。上述办法可防止负压忽然发生带来的负面影响。此外，在电堆底盖发生负位移情况下，外部筋能够吸收位移并防止对密封件发生影响。
承压燃料电池堆底盖结构
因而，优化电堆底盖结构的办法能够反抗水压和负压，确保燃料电池堆防水功能。
Mirai底盘
防锈
与传统发动机车辆比较，丰田Mirai燃料电池堆的装置方位和作业温度大不相同，具有晦气的腐蚀环境。因底盘易遭受冻住、碎石和浸入，Mirai燃料电池堆需求杰出的防锈办法。
Mirai底盘动力总成
丰田轿车公司评价发现，燃料电池堆刚好阻挠了水从底盘区域进入这以后方区域排走。此外，因为燃料电池作业温度低于传统发动机，燃料电池堆周围环境不易枯燥。因而，丰田Mirai燃料电池堆作业环境具有腐蚀性。
Mirai电堆防锈结构
考虑到上述腐蚀环境，丰田轿车公司对Mirai燃料电池堆采取了多种防锈办法，包含：对电堆外壳进行氧化铝处理(alumite treatment)，电堆底盖进行阳离子堆积(cationic electrodeposition)，紧固螺栓施加Geomet涂层(Geomet coating on the tightening bolts)以约束基材腐蚀等。此外，为反抗潜在基材腐蚀发生的碱性环境，运用EPDM橡胶作为防水垫圈。上述办法有用确保了Mirai燃料电池堆的防锈功能。
