每到夏日,人類不能離開——西瓜、WiFi和空調(diào)??照{(diào)被譽(yù)為20世紀(jì)最偉大發(fā)明之一,給人類提供舒適的環(huán)境,撐起了人類在炎熱面前的尊嚴(yán),而氫燃料電池的熱管理系統(tǒng)與空調(diào)有相似的作用。人們要在適宜的溫度下生活,離不開空調(diào);同樣的,氫燃料電池要在合適的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行,也離不開熱管理系統(tǒng)。
氫燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)循環(huán)圖
在環(huán)境溫度較低的情況下,燃料電池面臨低溫挑戰(zhàn)。水暖PTC是給電堆在低溫冷啟動(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,就好比天氣較冷的時(shí)候,運(yùn)動(dòng)員正式比賽前,先要做好充分的“熱身運(yùn)動(dòng)”。水暖PTC由加熱芯體、控制板及殼體組成,其要求是響應(yīng)快、功率穩(wěn)定。
水暖PTC(Positive Temperature Coefficient)
節(jié)溫器由電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu),閥體,進(jìn)出口及殼體組成。燃料電池系統(tǒng)對(duì)節(jié)溫器的要求是響應(yīng)速度快、內(nèi)部泄露量低、帶位置反饋信息(電機(jī)節(jié)溫器)。
正如曾經(jīng)的每一次變革都會(huì)受到技術(shù)上的阻礙,在汽車從傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)換到氫能源的路上也有著不小的挑戰(zhàn)。
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,主要面臨兩個(gè)較大的挑戰(zhàn):
一是零部件離子釋放的控制,在熱管理系統(tǒng)的零部件中,中冷和散熱器較容易釋放離子,導(dǎo)致冷卻液電導(dǎo)率升高,進(jìn)一步影響到系統(tǒng)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(dāng)前的狀態(tài),清洗往往需要很長時(shí)間,影響生產(chǎn)節(jié)拍,同時(shí)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(chǎn)工藝、更合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)都將有助于改善相關(guān)的問題。
二是散熱效率需要提高。一般而言,在相同的車輛運(yùn)行條件下,氫燃料電池的散熱量比傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)大10%-20%左右,但燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)行溫度較低,與環(huán)境的溫差較小,這導(dǎo)致了燃料電池對(duì)散熱要求相比傳統(tǒng)車高了很多。除了增加散熱面積外,更優(yōu)的散熱器設(shè)計(jì),更合理的進(jìn)氣格柵設(shè)計(jì),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(tǒng)有助于提高氫燃料電池系統(tǒng)的使用壽命,同時(shí)更合理的熱量綜合利用有利于系統(tǒng)的節(jié)能減排。相信隨著氫燃料電池行業(yè)的發(fā)展,相應(yīng)的熱管理技術(shù)將面臨更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn),也將進(jìn)入一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。