氫燃料電池熱管理系統詳解

發布日期:2019/9/3 瀏覽次數:155

來源 | 捷氫科技

每到夏日,人類不能離開——西瓜、WiFi和空調??照{被譽為20世紀最偉大發明之一,給人類提供舒適的環境,撐起了人類在炎熱面前的尊嚴,而氫燃料電池的熱管理系統與空調有相似的作用。人們要在適宜的溫度下生活,離不開空調;同樣的,氫燃料電池要在合適的溫度范圍內運行,也離不開熱管理系統。

| 什么是氫燃料電池熱管理系統?

「知薦」氫燃料電池熱管理系統詳解

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氫燃料電池熱管理系統循環圖

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氫燃料電池熱管理系統示意圖

部件盤點

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水泵

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中冷器

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去離子器

水暖PTC

在環境溫度較低的情況下,燃料電池面臨低溫挑戰。水暖PTC是給電堆在低溫冷啟動時給冷卻液輔助加熱的,使冷卻液盡快達到需求的溫度,縮短燃料電池系統冷啟動時間,就好比天氣較冷的時候,運動員正式比賽前,先要做好充分的“熱身運動”。水暖PTC由加熱芯體、控制板及殼體組成,其要求是響應快、功率穩定。

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水暖PTC(Positive Temperature Coefficient)

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節溫器由電機執行機構,閥體,進出口及殼體組成。燃料電池系統對節溫器的要求是響應速度快、內部泄露量低、帶位置反饋信息(電機節溫器)。

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節溫器

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散熱器

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冷卻管路

| 挑戰,挑戰算什么?

正如曾經的每一次變革都會受到技術上的阻礙,在汽車從傳統能源轉換到氫能源的路上也有著不小的挑戰。

氫燃料電池熱管理系統相比傳統燃油發動機而言,主要面臨兩個較大的挑戰:

一是零部件離子釋放的控制,在熱管理系統的零部件中,中冷和散熱器較容易釋放離子,導致冷卻液電導率升高,進一步影響到系統的絕緣。目前主要緩解該問題的方式是零部件增加清洗工藝,但按照當前的狀態,清洗往往需要很長時間,影響生產節拍,同時清洗的效果也有限,無法避免離子的長期釋放。未來探索新的生產工藝、更合理的系統設計都將有助于改善相關的問題。

二是散熱效率需要提高。一般而言,在相同的車輛運行條件下,氫燃料電池的散熱量比傳統燃油發動機大10%-20%左右,但燃料電池系統的運行溫度較低,與環境的溫差較小,這導致了燃料電池對散熱要求相比傳統車高了很多。除了增加散熱面積外,更優的散熱器設計,更合理的進氣格柵設計,更高的電堆效率都將有助于解決散熱困難的問題。

更好的熱管理系統有助于提高氫燃料電池系統的使用壽命,同時更合理的熱量綜合利用有利于系統的節能減排。相信隨著氫燃料電池行業的發展,相應的熱管理技術將面臨更多的機遇與挑戰,也將進入一個嶄新的發展階段。

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