燃料电池系统供氢-回氢组件的主要职能是调节燃料电池电堆阳极氢气压力(气量)、提高氢气利用率、改善电堆内部湿润度。丰田Mirai回氢组件-2叶罗茨氢循环泵最大功率430W，峰值转速6200rpm，通过在空间上紧邻电堆强化电机散热性能。供氢部分采用3支喷嘴并行交替工作，通过电控策略实现Mirai电堆阳极氢气进气动态精确可调。本文将通过Mirai的实际启动和正常行驶等工况对Mirai燃料电池系统氢喷射器3支喷嘴的工作状态进行分析。
丰田Mirai燃料电池系统氢气供给示意
丰田Mirai氢喷射器
丰田Mirai行驶模式主要有停车怠速、启动发车、加速、正常行驶和减速(回收制动)五种，各模式下燃料电池电堆、动力电池组、逆变器和空压机等零部件的工作状态如下图所示。丰田Mirai燃料电池系统氢喷射器的分析测试位于波兰华沙，测试前该辆Mirai燃料电池汽车已累计行驶3000km。
丰田Mirai行驶模式
下图展示了Mirai燃料电池系统启动(按下启动键)后20s内燃料电池电堆工作情况。2~3s后，Mirai燃料电池堆电压升至315V，电流为32A。此时功率为315V×32A=10kW，约为峰值功率(114kW)的8.8%。10s后，Mirai电堆电压升至40A，功率增加到13kW。上述过程中，Mirai仅使用了氢喷射器中一个喷嘴。为维持上述过程，氢循环泵转速从1500rpm升至1800rpm，且氢气喷射器工作频率变高。注意，上述过程氢气供应压力为122kPa，空气供应压力为100kPa。
