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提升电堆性能是做好燃料电池热管理的基础

发布日期: 2021-07-23
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  提升电堆性能是做好燃料电池热管理的基础
 
  事实上,改变电堆的输出功率是通过改变电流的密度实现的。但是,随着电流密度的改变,电堆发热功率也会明显变化,这就需要对热管理系统进行调节,以防止电堆过热影响寿命和运行安全或温度过低降低效率。
 
  在电堆的实际运行中会发现,如果需要调整电堆的温度,需要通过调节风扇转速来实现。若仅在一定范围内调节水泵的转速,可能无法实现调节电堆温度的目标。若调节水泵转速至一定数值之上,水泵转速的提高又只能增加热管理系统的功耗,造成能量密度损失,降低发动机的效率。
 
  如何在效率和热管理方面达成最优化,成为摆在电堆企业面临的难题。此外,在实际装车应用的过程中,还需要考虑体积等其它方面的因素。
 
  “考虑到车用燃料电池的配置空间,特别是乘用车的高要求,热管理最大的压力反而转移到电堆上了。”叶长流表示,希望适配的散热器能做的更小,功耗更低,这也要求电堆的散热量要小,效率要高,进而对电堆的运行温度和湿度的匹配提出了更高的要求。
 
  现阶段,热管理的配件基本能够满足供应,核心环节依然在于电堆环节。
 
  “温差要大,这对电堆来说就是很大的挑战。”国内一家燃料电池企业热管理工程师认为,电堆工作的温度越高,又会导致湿度降低,也又对膜电极的耐低湿度带来的挑战。这要提升电堆效率,需要性能更好的膜电极。
 
  另从双极板的角度来看,石墨板和金属板在热管理的散热性能方面差别不大,但是在冷启动方面,石墨板的加热速度较慢,金属板要明显优于石墨板。这意味着,不同类型的电堆对于热管理的需求也不一样。
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