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燃料電池

水素と酸素の化学反応を利用して電気をつくる発電装置です。水素を燃料電池のマイナス極に供給、また空気をプラス極に供給することにより、電気を発生させます。

燃料電池は、高分子電解質膜に触媒を塗ったMEA（Membrane Electrode Assembly：膜/電極複合体）をセパレーターではさんだ、「セル」と呼ばれるもので構成されています。ひとつのセルの電圧は1V以下と小さいため、数百ものセルを直列で接続し、電圧を高めています。セルを重ねてひとつにまとめたものを「燃料電池スタック」、または「FCスタック」と呼び、一般的に「燃料電池」と言う場合は、この燃料電池スタックのことを指します。

水素を使用した燃料電池の大きな特長は、エネルギー効率の良さです。水素を燃やすことなく直接的に電気を取り出せるため、理論的には水素の持つエネルギーの83％を電気エネルギーに変えることができ、ガソリンエンジンと比較すると、現時点では、およそ2倍以上の効率を誇ります。

バッテリー

バッテリーは充放電可能な電池で、減速時にモーターによって回収されたエネルギーを貯蔵します。
「トヨタFCHV-adv」は、最大出力21kWのニッケル水素バッテリーを搭載しています。減速時に回収したエネルギーを貯蔵し、加速時には燃料電池の出力をアシストします。

モーター

「トヨタFCHV-adv」のモーターには自社開発の交流同期電動機を使用しています。減速時は発電機として機能し、エネルギーを回収しています。

最高出力：90kW（122PS）
最大トルク：260N・m（26.5kg・m）

パワーコントロールユニット

「トヨタFCHV-adv」のパワーコントロールユニットは、発生した電気の直流をモーター駆動用の交流に変換するインバーターと、二次電池との電気を出し入れするDC/DCコンバーター等で構成されています。あらゆる運転状況下において、燃料電池の出力と二次電池の充放電を緻密に制御しています。

高圧水素タンク

「トヨタFCHV-adv」には、自社開発した70MPaの高圧水素タンクが搭載されています。最新の70MPaタンクには、水素漏れを防止するライナー（タンクの最も内側の層）に、強度が高く水素透過防止性能に優れたポリアミド（PA)系樹脂を採用しています。材料の最適化、設計や製造技術の改良、そしてタンクの外側に巻かれるカーボンファイバー層の巻き角度、張力、巻き量の最適化などによる薄肉化を行い、内容積の向上と軽量化を実現しました。これにより、一回の水素充填による航続距離を飛躍的に向上させました。