進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，北半球夏季高溫?zé)崂耸录遮咁l繁。尤其是今年，高溫天氣頻發(fā)，相信大家都深有感受。炎炎夏日，當(dāng)我們?cè)诳照{(diào)房吃著西瓜享受涼爽時(shí)，為人類提供交通出行的燃料電池汽車卻要在高溫天氣承受暴曬。車輛在運(yùn)行過(guò)程中，燃料40%~60%的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，其余的能量大多數(shù)轉(zhuǎn)化為熱能，如果熱量不能及時(shí)排出電池，系統(tǒng)溫度會(huì)持續(xù)上升，出現(xiàn)局部單節(jié)電池或者電池內(nèi)局部區(qū)域超溫現(xiàn)象，嚴(yán)重影響燃料電池正常工作。因此，氫燃料電池要在合適的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，離不開(kāi)熱管理系統(tǒng)。
什么是氫燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)？本期小編就來(lái)和大家簡(jiǎn)單討論一下。
氫燃料電池的熱管理系統(tǒng)是將電堆反應(yīng)過(guò)程中生成的熱量排出系統(tǒng)外，使電堆維持在最適宜的溫度工作的系統(tǒng)。一個(gè)典型的氫燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)主要包含水泵、節(jié)溫器、PTC、中冷器、冷卻管路、散熱器和散熱風(fēng)扇等部件。
水泵是氫燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的“心臟”，它給系統(tǒng)冷卻液做功，使冷卻液循環(huán)。一旦電堆熱到“難以自拔”，冷卻水泵就加大冷卻液的流速來(lái)給電堆降溫。
節(jié)溫器用來(lái)控制冷卻系統(tǒng)的大小循環(huán)。運(yùn)行過(guò)程中節(jié)溫器根據(jù)冷卻水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器的水量，以保證燃料電池在合適的溫度范圍內(nèi)工作，可起到節(jié)約能耗等作用。
PTC是電堆在低溫冷啟動(dòng)時(shí)給冷卻液輔助加熱的，使冷卻液盡快達(dá)到需求的溫度，縮短燃料電池系統(tǒng)冷啟動(dòng)時(shí)間。
中冷器的作用是冷卻來(lái)自空壓機(jī)的壓縮空氣，它通過(guò)冷卻液和空氣的熱交換來(lái)降低壓縮空氣溫度，使進(jìn)入電堆的空氣溫度在合理的范圍內(nèi)。
冷卻管路負(fù)責(zé)連接各零部件，使冷卻液形成完整的循環(huán)。與所有零部件要求一樣，冷卻管路需具備絕緣性及較高的清潔度。
氫燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)相比傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)而言，也面臨著諸多難題，例如散熱需求大，冷卻液電導(dǎo)率低，零部件功率較大等問(wèn)題。近年來(lái)，億華通不斷加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和實(shí)際應(yīng)用，在零部件開(kāi)發(fā)上大大提升了可靠性，還開(kāi)發(fā)了燃料電池系統(tǒng)余熱利用控制策略，使得燃料電池系統(tǒng)散熱能力及余熱利用率實(shí)現(xiàn)大幅提升。
為優(yōu)化整車的環(huán)境適應(yīng)性，億華通開(kāi)發(fā)了基于多熱域耦合協(xié)調(diào)控制的燃料電池系統(tǒng)余熱利用控制策略。由于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)遵循高溫高濕高壓的技術(shù)路線，電堆出口水溫最高超過(guò) 85 ℃，較高的水溫使得余熱利用系統(tǒng)更容易回收冷卻液中的熱量，用于冬季車廂內(nèi)的暖風(fēng)、除霜等；同時(shí)，較高的水溫也降低了對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器散熱面積的要求，有利于整車布置。
圖一整車熱管理結(jié)構(gòu)
圖二實(shí)車余熱利用效果
圖二是實(shí)車余熱利用效果，燃料電池在供電的同時(shí)還輸出一定量的熱能，起到了較好的能量綜合利用效果。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，采用余熱利用后，12m 公交車冬季的百公里氫耗由 8.6 kg 降至 7.6 kg，降低了11. 6%。
來(lái)源：億華通
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦氫科技網(wǎng)）：技術(shù)專題 | 燃料電池“熱管理系統(tǒng)”詳解
