氢燃料电池热管理系统详解

每到夏日，人类不能离开——西瓜、WiFi和空调。空调被誉为20世纪最伟大发明之一，给人类提供舒适的环境，撑起了人类在炎热面前的尊严，而氢燃料电池的热管理系统与空调有相似的作用。人们要在适宜的温度下生活，离不开空调；同样的，氢燃料电池要在合适的温度范围内运行，也离不开热管理系统。

什么是氢燃料电池热管理系统？

氢燃料电池热管理系统循环图

氢燃料电池热管理系统示意图

部件盘点

水泵

中冷器

去离子器

水暖PTC

在环境温度较低的情况下，燃料电池面临低温挑战。水暖PTC是给电堆在低温冷启动时给冷却液辅助加热的，使冷却液尽快达到需求的温度，缩短燃料电池系统冷启动时间，就好比天气较冷的时候，运动员正式比赛前，先要做好充分的“热身运动”。水暖PTC由加热芯体、控制板及壳体组成，其要求是响应快、功率稳定。

水暖PTC(Positive Temperature Coefficient)

节温器由电机执行机构，阀体，进出口及壳体组成。燃料电池系统对节温器的要求是响应速度快、内部泄露量低、带位置反馈信息（电机节温器）。

节温器

散热器

冷却管路

挑战，挑战算什么？

正如曾经的每一次变革都会受到技术上的阻碍，在汽车从传统能源转换到氢能源的路上也有着不小的挑战。

氢燃料电池热管理系统相比传统燃油发动机而言，主要面临两个较大的挑战：

一是零部件离子释放的控制，在热管理系统的零部件中，中冷和散热器较容易释放离子，导致冷却液电导率升高，进一步影响到系统的绝缘。目前主要缓解该问题的方式是零部件增加清洗工艺，但按照当前的状态，清洗往往需要很长时间，影响生产节拍，同时清洗的效果也有限，无法避免离子的长期释放。未来探索新的生产工艺、更合理的系统设计都将有助于改善相关的问题。

二是散热效率需要提高。一般而言，在相同的车辆运行条件下，氢燃料电池的散热量比传统燃油发动机大10%-20%左右，但燃料电池系统的运行温度较低，与环境的温差较小，这导致了燃料电池对散热要求相比传统车高了很多。除了增加散热面积外，更优的散热器设计，更合理的进气格栅设计，更高的电堆效率都将有助于解决散热困难的问题。

更好的热管理系统有助于提高氢燃料电池系统的使用寿命，同时更合理的热量综合利用有利于系统的节能减排。相信随着氢燃料电池行业的发展，相应的热管理技术将面临更多的机遇与挑战，也将进入一个崭新的发展阶段。