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丰田Mirai燃料电池系统零部件供应商汇总

时间:2019-04-25    点击: 次    来源:网络    关键字:Mirai燃料电池 - 小 + 大

世界上有种两种燃料电池汽车,一种是丰田燃料电池汽车,一种是其他燃料电池汽车。上述说法除了说明丰田公司燃料电池汽车动力系统独特的布置方案区别于现代和本田以外,还强调了丰田燃料电池汽车在全球无可匹敌的领先地位。依托强大的供应链体系和垂直一体化的精益生产方式,丰田公司跻身于世界汽车制造业的领先地位。先花一分钟时间浏览丰田Mirai燃料电池系统核心零部件供应商。

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丰田Mirai燃料电池系统供应商名单

汽车产业的背后是一个极其复杂的供应链体系,以整车厂为中心,吸引着为其配套的上、下游企业。作为2017年和2018年连续两年《财物》世界500强车企排名第一的丰田汽车,以其强大的自给供应链体系和精益生产方式闻名全球。丰田的崛起,核心因素要归功于垂直一体化的精益生产方式。通过精益生产方式,并通过投资、交叉占股控制核心零部件,牢牢掌握自己的供应链,降低生产成本。

目前,丰田控股着多家日本本土汽车零部件厂商,著名的有电装、丰田自动织机、爱信精机、丰田纺织、捷太格特等。比如全球变速箱巨头爱信精机,其自动变速器风靡全球各大主机厂。以丰田纺织为例,股权占比最大的为丰田汽车公司,其次为丰田纺织本身。此外,丰田集团旗下的丰田自动织机(Toyota Industries Corporation)和丰田通商(Toyota Tsusho Corp.)还分别占4.18%和2.35%的股权。再者,丰田纺织的控股公司电装(Denso Corp.)也是丰田公司的控股企业。为打造旗下燃料电池汽车,丰田采用同样的开发方案,即主要核心零部件交由持股子公司开发。

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丰田纺织(Toyota Boshoku)股权情况

为了更好了解各个零部件,需要先对Mirai燃料电池系统结构初步认识。下面两张图分别为系统结构原理图和外观图。系统结构原理图上,三种颜色分别代表氢气供给系统、空气供给系统和冷却系统。三个系统担当“保姆”角色,为燃料电池堆高效稳定运行提供保障。外观图为Mirai燃料电池汽车底盘下方的燃料电池系统,高度集成和小型化。

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丰田Mirai燃料电池系统结构原理图

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丰田Mirai燃料电池系统结构外观


1.丰田纺织

丰田纺织株式会社(Toyota Boshoku)设立于1918年,致力于汽车座椅及内饰件的研究、开发和制造,具有世界一流的座椅、骨架、调角器等功能件及内饰系统的综合开发设计及生产能力。丰田纺织为Mirai燃料电池系统开发的部件有:空压机消音器、离子交换器(去离子装置)、燃料电池堆歧管、双极板

Mirai燃料电池汽车上为燃料电池堆提供氢气、氧气和冷却水的管路由丰田纺织提供。铝合金和有拉伸特性的树脂通过注塑成形(insert molding)方法制备更加轻薄。

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燃料电池堆歧管

离子交换器的作用是去除冷却系统中冷却液中融解的离子数量,保持电堆与其他部件电隔离(electrically insulated)。

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去离子装置(离子交换器)

钛金属有30%的膨胀比(expansion ratio)。丰田纺织通过高精度、高速冲压成形工艺将钛金属膨胀比提高到60%,制备精细流场板。

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双极板

丰田纺织通过降低微振动效应,开发了卓越的降噪性能的空压机消声器。

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空压机消声器

2.丰田自动织机

丰田自动织机株式会社(Toyota Industries)成立于1926年,多款产品市场份额位居世界第一,如喷气式织机占世界市场份额39%,汽车空调用压缩机占38%,叉车占世界份额25%(2002年)。“燃料电池干货”公众号对丰田自动织机开发六叶螺杆罗茨式空压机的历史进行了部分介绍,有兴趣的读者可进行查看。丰田自动织机为Mirai燃料电池系统开发了六叶螺杆罗茨式空压机、氢气循环泵和氢气循环泵逆变器。

燃料电池电化学反应的进行需要空气中氧气参与。空压机的作用是将空气源源不断的输送到电堆入口并增压。丰田自动织机开发六叶螺杆罗茨空压机,通过在高低负荷间调节气体压力实现效率提升。与丰田2008年FCHV-adv款燃料电池汽车相比,低负荷时效率提高14%,高负荷时效率提高20%。

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六叶螺杆罗茨空压机

为了将电堆阳极出口出没有参与内部电化学反应的氢气再次循环至电堆,提高燃料利用率和优化水管理,丰田自动织机开发了氢气循环泵,该氢气循环泵的高效工作使得Mirai燃料电池汽车取消了加湿器,这在全球尚属首次。

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氢气循环泵

氢气循环泵的逆变器和水泵的逆变器集成为一个单元,使得冷却水道和电力提供可以同时进行。与前代相比,体积减小23%。

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氢气循环泵逆变器

3.电装

日本株式会社电装(Denso)是全球顶级汽车零部件及系统供应商,成立于1949年,在环境保护、发动机管理、车身电子产品、驾驶控制与安全、信息和通讯等领域,成为全球主要整车生产商的合作伙伴。电装为Mirai燃料电池系统开发了冷却系统相关部件和加氢系统部件。

电装为丰田Mirai燃料电池汽车提供了诸多零部件,比如冷却系统中的散热器、水泵、节温器(三通阀)等,加氢系统中的氢罐、压力传感器、红外线发射器等。

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电装参展情况(专为Mirai燃料电池汽车开发)

4.爱信

日本爱信(Aisin)成立于1969年,专门生产自动变速箱。由爱信和博格华纳合资建立,是爱信精机(Aisin Seiki)株式会社的子公司,丰田集团持22.2%股份。爱信为丰田Mirai燃料电池系统开发了空气阀门模块和电堆端板等。

空气阀门模块引导气体进堆,并且根据气体压力、湍流程度和密封效果进行模块化集成设计。加速工况下,阀门开启变大。根据加速踏板调节气体分流情况,改变发电量。不发电时,则关闭阀门。

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空气阀门模块

爱新高丘公司开发的端板是燃料电池堆的集电流部分,端板表面需要低电阻,并且耐腐蚀。

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电堆端板

5.捷太格特

捷太格特(JTEKT)是原光洋精工和原丰田工机在2006年1月合并后成立的新公司。捷太格特拥有世界第一的转向系统行业市场份额,并结合轴承行业、机床行业、传动行业成为主要的四大行业。捷太格特为Mirai燃料电池系统开发了氢罐阀门和减压阀。高压氢罐阀门控制气体进出电堆。

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高压氢罐阀门

减压阀将氢罐压力从70MPa降到1MPa,以满足燃料电池堆内压力要求。

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减压阀

6.爱三工业

氢气喷射器的作用就是调节进堆氢气的压力和流量。

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氢气喷射器

7.东丽

东丽(Toray)株式会社成立于1926年,是世界著名的以有机合成、高分子化学、生物化学为核心技术的高科技跨国企业。东丽为Mirai燃料电池系统提供了各种碳纤维材料,比如氢罐的高强度碳纤维、电堆中气体扩散层和汽车车身结构方面的碳纤维增加塑料等。

东丽为丰田Mirai燃料电池汽车开发了高安全、高强度和轻质的碳纤维材料,用于生产氢罐。

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氢罐

为了提高燃料电池性能,东丽开发了高耐久性和高气体传质性的气体扩散层。同时,东丽还开发了基于碳纤维增强热塑性树脂的燃料电池堆外壳。

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东丽为Mirai开发的其他零部件

8.科特拉

科特拉(Cataler)成立于1967年,为全球客户提供净化空气和水的触媒和活性炭产品。在混合动力车、汽柴油车等汽车尾气净化用触媒方面,该公司技术领先。

科特拉运用排气触媒和活性炭技术,与丰田汽车公司共同开发的最先端电极触媒被采用。

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科特拉均一涂抹技术示意

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科特拉制备贵金属和碳的粉末

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科特拉开发催化剂与常规产品性能对比

9.住友理工

住友理工株式会社(Sumitomo Riko)成立于1929年,总部位于日本爱知县名古屋市。主打汽车减震器、刹车管、发动机罩、座椅头枕和橡胶制压力传感器等。

由于具备生成传统汽车抗震橡胶的技术,住友理工在此基础上,通过高精度成形技术开发了可在大温度范围内长久密封的高性能密封圈。

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燃料电池堆密封原理(住友理工官网)

10.日写

日写(Nissha)成立于1929年。为了防止氢气泄露,确保Mirai燃料电池汽车的使用安全性,需要在车身安装氢气浓度传感器,以实时监测车内氢气浓度值。日写公司旗下Fis开发的氢气浓度传感器可以实现1秒内快速响应和长久工作,并且可在车辆启动前监测和预报氢气浓度值。

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氢气浓度传感器外观

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Mirai燃料电池车上氢气浓度传感器位置(示意用,非准确位置)

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