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看完本篇你就知道燃料電池為何需要熱管理了

 更新時(shí)間:2021-06-25    點(diǎn)擊量:2263
  大功率密度、高冷啟動(dòng)性能、自增濕以及車(chē)用工況的匹配等都對(duì)燃料電池的熱管理策略提出了更高的要求。要用好氫燃料電池,做好熱管理尤為關(guān)鍵。
 
  “燃料電池?zé)峁芾淼拇笃款i還是在于電堆的性能提升。”佛山市清極能源科技有限公司副總?cè)~長(zhǎng)流告訴高工氫電,燃料電池?zé)峁芾淼年P(guān)鍵器件已經(jīng)不存在“卡脖子”問(wèn)題,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,要做好熱管理,還需要提升改進(jìn)燃料電池堆的性能。
 
  熱管理的主要元器件
 
  燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)將電堆反應(yīng)生成的熱量排出系統(tǒng)外,使電堆維持在適合的溫度區(qū)間工作。事實(shí)上,燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要包括燃料電池?zé)峁芾?燃料電池本體)和動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)熱管理兩部分。
 
  從燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的元器件組成來(lái)看,又主要由水泵、節(jié)溫器、去離子器、中冷器、水暖PTC、冷卻模塊及冷卻管路等不同部分組成。
 
  燃料電池為什么需要熱管理?
 
  燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng):FCPS)的熱效率一般為35%-45%左右,而傳統(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率在30%以下,在產(chǎn)生相同的功率的情況下,燃料電池汽車(chē)一般要比燃油汽車(chē)節(jié)能25%左右,由此可見(jiàn)FCPS的環(huán)保和節(jié)能優(yōu)勢(shì)比較突出。
 
  然而,盡管燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng):FCE)的效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī),但是其散熱問(wèn)題卻是一個(gè)巨大的考驗(yàn)。
 
  相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示,傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)散熱,15%是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體散出,40%通過(guò)排氣管以尾氣的形式排放,只有8%的熱量是通過(guò)散熱器散出。
 
  跟傳統(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)不同,F(xiàn)CE在散熱方面主要依靠散熱器,理論上,F(xiàn)CPS的熱效率和散熱器的熱量在41%左右,有18%的熱量需要通過(guò)散熱器來(lái)散出。
 
  但在惡劣的工況下,F(xiàn)CPS的熱效率約為35%,此時(shí)僅有3%的熱量是通過(guò)尾氣排出,其余62%的熱量需要通過(guò)散熱器來(lái)散發(fā)。
 
  由于燃料電池的工作溫度相對(duì)較低,散熱器中冷卻液與環(huán)境的溫差比傳統(tǒng)汽車(chē)小,這也為其熱管理帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
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