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看完本篇你就知道燃料电池为何需要热管理了

发布日期: 2021-06-25
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  大功率密度、高冷启动性能、自增湿以及车用工况的匹配等都对燃料电池的热管理策略提出了更高的要求。要用好氢燃料电池,做好热管理尤为关键。
 
  “燃料电池热管理的最大瓶颈还是在于电堆的性能提升。”佛山市清极能源科技有限公司副总叶长流告诉高工氢电,燃料电池热管理的关键器件已经不存在“卡脖子”问题,从长远来看,要做好热管理,还需要提升改进燃料电池堆的性能。
 
  热管理的主要元器件
 
  燃料电池热管理系统将电堆反应生成的热量排出系统外,使电堆维持在适合的温度区间工作。事实上,燃料电池热管理系统主要包括燃料电池热管理(燃料电池本体)和动力系统平台热管理两部分。
 
  从燃料电池热管理系统的元器件组成来看,又主要由水泵、节温器、去离子器、中冷器、水暖PTC、冷却模块及冷却管路等不同部分组成。
 
  燃料电池为什么需要热管理?
 
  燃料电池动力系统(简称:FCPS)的热效率一般为35%-45%左右,而传统的燃油发动机的热效率在30%以下,在产生相同的功率的情况下,燃料电池汽车一般要比燃油汽车节能25%左右,由此可见FCPS的环保和节能优势比较突出。
 
  然而,尽管燃料电池发动机(简称:FCE)的效率远高于传统发动机,但是其散热问题却是一个巨大的考验。
 
  相关研究数据显示,传统的发动机散热,15%是通过发动机机体散出,40%通过排气管以尾气的形式排放,只有8%的热量是通过散热器散出。
 
  跟传统的燃油发动机不同,FCE在散热方面主要依靠散热器,理论上,FCPS的热效率和散热器的热量在41%左右,有18%的热量需要通过散热器来散出。
 
  但在恶劣的工况下,FCPS的热效率约为35%,此时仅有3%的热量是通过尾气排出,其余62%的热量需要通过散热器来散发。
 
  由于燃料电池的工作温度相对较低,散热器中冷却液与环境的温差比传统汽车小,这也为其热管理带来了严峻挑战。
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