丰田Mirai最大的特点和优势就是它的燃料电池系统，这套系统有着很高的技术含量。
整套燃料电池动力系统包括燃料电池堆、高压储氢罐、升压变频器、电动机、动力控制单元等等。
燃料电池动力系统的工作原理是氢和氧发生反应产生电能，然后驱动电动机运行。我们可以把它理解成增程式电动汽车，只不过增程器由内燃机变成了燃料电池堆。
燃料电池堆并不是电池，而是发电设备，氢和氧在这里发生反应。Mirai的燃料电池堆发电功率114kW，重量仅56kg，体积仅37L。升压变频器负责将电压提升至650V，以满足高性能电动机的需求。
燃料电池堆的工作原理是什么？这显然超出了一般人能够理解的范畴。通俗一点说就是氢气被分解成氢离子和电子，并在多层膜的作用下分离，电子的运动形成了电流。
氢气是密度最小的气体，必须经过压缩才方便储存，否则体积过大会严重影响实用性。Mirai的储氢罐采用了3层设计，可以承受700个大气压。Mirai的2个储氢罐一共可以储存约5kg的高压氢气。
通过解剖车我们可以看到，燃料电池堆位于前排座椅下方，两个储氢罐分别位于后排座椅下方以及后轴上方。丰田通过合理的设计减小了这些设备对车内空间的影响。
氢气具有可燃性，在空气中点燃可能发生爆炸。丰田通过优化车身结构保护了储氢罐，在80km/h的追尾试验中，储氢罐依然能够保持完好。
加氢口位于车身的左后方，最高可以承受87.5Mpa的加注压力。配合专业的加氢设备，3分钟内即可为Mirai加满氢气。充满之后，5kg的氢气可以驱动Mirai行驶650km（日本的JC08标准）。
燃料电池堆在稳定工作时效率最高，但车辆对动力的需求变化频繁。所以，需要有动力电池来存储燃料电池堆产生的富余电能，并在加速时为电机提供额外电能。另外，它也存储回收的制动能量。
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