丰田自动织机株式会社成立于1926年11月,总部位于日本爱知县,据2013年统计数据显示,乘用车相关业务占公司整体市场份额的50.1%,其中,车体占23.3%,发动机占10.1%,车用空调压缩机占13.7%,电子元件及其他约占3%。
丰田自动织机在此次“人与车科技展2015”上,展出了向丰田FCV(燃料电池车)“MIRAI”供应的空气压缩机。为让燃料电池单元增加单位面积发电量而设置,即把空气提高压力后再送入腔室。
紧挨着出风口的上边设有水冷式冷却器,将压缩过程中温度最高提至200℃的空气冷却至110~120℃。由于管道较长,因此可向电池单元供应温度稍低的空气。
额定输出功率为10kW,最大输出功率为20kW,但在JC08模式下行驶时只能使用2kW左右。为了利用腔室排气时的压力差来回收能量,也有厂商使用相当于“涡轮增压器”的零件,但MIRAI并没有这样的零件。
与2008年9月开始限量租售的“FCHV-adv”使用的压缩机相比,该压缩机的效率提高了14%,流量提高20%,价格降至2/3,声压减小44%。在噪声较小的FCV中,压缩机的噪声决定着汽车的噪声,该压缩机上安装的消声器是由丰田纺织供应的。
豊田自動織機は、トヨタ自動車のFCV(燃料電池車)「MIRAI」用に納めた空気圧縮機を展示した。燃料電池セルは面積当たりの発電量を増やすため加圧したチャンバー内で使う。このため供給する空気の圧力を高めてからチャンバーに送り込む。
同社は圧力比、流量の近い圧縮機、ブロワーを調査し、リショルム式やスクロール式も比較対象にしたうえで、6葉のヘリカルルーツ式を選んだ。最高回転数は1万2500rpm。セルが要求する空気の質量流量に合わせて回転数も変わるため、この回転数を使うことはめったにない。アイドリング中は1000rpmを割るという。
出口ポートのすぐ上に水冷のクーラーがあり、圧縮によって最高200℃まで高まった空気を110~120℃まで冷やす。長い配管があるため、セルにはもう少し温度の低い空気を供給できる。
定格出力10kWは発表済み(『日経Automotive』2015年3月号、p.60参照)。最高出力は20kWだが、JC08モードの走りでは2kW程度しか使わない。チャンバーから排気するときの圧力差を利用してエネルギーを回収するために“ターボチャージャー”に相当する部品を使うメーカーもあるが、MIRAIではそれをしなかったという。
効率は2008年9月より限定リース販売していた「FCHV-adv」用の圧縮機に比べて(以下同)14%向上した。流量は20%向上、価格は2/3になり、音圧は44%小さくなった。音を出す機器の少ないFCVでは、圧縮機の音がクルマとしての音を左右するので、気を使って設計した。なお、この圧縮機に取り付ける消音器はトヨタ紡織が供給した。
来源:日经BP社