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摘 要：在第二代燃料电池汽车（FCV）“MIRAI”中，丰田通过改造燃料电池（FC）系统，实现了“成本减半”这一最终目标。在推动与混合动力汽车(HEV)的零部件共享化的同时，丰田也正在努力处理散热方面的问题。今后，与“bZ4X”等下一代电动汽车（EV）的联动将会变得很重要。
关键字：燃料电池汽车、MIRAI、燃料电池系统、散热管理、成本
将每一代的系统成本减半，是丰田对混合动力汽车采取的一条铁律。对于标榜“只有流行起来才是环保车”的丰田来说，这条铁律也是燃料电池汽车必须实现的目标。连续负责两代MIRAI开发的田中义和（丰田中型车公司的总工程师）自豪地表示：“从第一代开始，我们就能够将成本降到一半以下。”
据丰田称，包括燃料电池（FC）堆栈、氢气罐、辅机等在内的整个FC系统的成本与已经降低到第一代的1/3。为了大幅降低成本，丰田采取了两种措施：（1）简化专用部件的结构并提高量产能力；（2）与混合动力汽车共享部件。
FC专用部件大多位于前引擎盖下方（图1）。负责发电的FC堆栈对于降低成本非常重要，最明显的是FC堆栈中的单电池数量（表）。在将最大输出功率从第一代的114kW提高到128kW的同时，将单电池数量从370片减少到了330片。由此，堆叠单电池的工序减少了40道。在不牺牲性能的同时，将体积功率密度从3.5kW/L提高到了5.4kW/L。
图1 MIRAI的电气部件
燃料电池(FC)相关的专用部件一起位于前引擎盖下方。驱动电机、锂电池、PCU（动力控制单元）等多个部件都与丰田的混合动力汽车共用。
表 新旧MIRAI的性能对比
丰田还重新研究了单电池的结构。单电池由供氢气和空气中的氧气反应的MEA（膜电极组件），以及上下夹持该MEA的双极板组成，双极板上形成氢气和空气流路（气体流路）。
新型MIRAI的单电池的双极板数量从以往的3个减少到了2个（图2），减少的是空气极一侧。第一代MIRAI使用了两个钛（Ti）双极板。田中表示，新型单电池“仅需一块双极板就能够实现相同水平的空气扩散性。”
图2 将双极板的数量从3个减少到了2个
单电池结构中，使空气中的氧气和氢气发生反应的MEA被夹在两个双极板之间。过去，两个双极板安装在供气侧，一个安装在供氢侧。
丰田还改造了氢气罐。首先，丰田重新研究了CFRP（碳纤维增强树脂）层，它起到确保承受70MPa以上高压氢气强度的作用。氢气罐结构为在树脂内衬外缠绕CFRP。