Den omfattande värmehanteringen av bränslecellsbussar omfattar huvudsakligen: värmehantering i bränsleceller, värmehantering i kraftceller, vintervärme och sommarkylning, samt en omfattande värmehanteringsdesign av bussen baserad på utnyttjande av spillvärme från bränsleceller.
Kärnkomponenterna i ett bränslecellssystem för värmehantering inkluderar huvudsakligen: 1) Vattenpump: driver kylvätskans cirkulation. 2) Kylfläns (kärna + fläkt): sänker kylvätskans temperatur och avleder spillvärme från bränslecellen. 3) Termostat: styr kylvätskans storlekscirkulation. 4) PTC-elvärme: värmer kylvätskan vid låg temperatur och börjar förvärma bränslecellen. 5) Avjoniseringsenhet: absorberar joner i kylvätskan för att minska den elektriska ledningsförmågan. 6) Frostskyddsmedel för bränsleceller: kylmediet.
Baserat på bränslecellens egenskaper har vattenpumpen för värmehanteringssystem följande egenskaper: högt tryck (ju fler celler, desto högre tryckbehov), högt kylvätskeflöde (30 kW värmeavledning ≥ 75 l/min) och justerbar effekt. Därefter kalibreras pumphastighet och effekt enligt kylvätskeflödet.
Den framtida utvecklingstrenden för elektroniska vattenpumpar: under förutsättningen att flera index uppfylls kommer energiförbrukningen att minskas kontinuerligt och tillförlitligheten att ökas kontinuerligt.
Kylflänsen består av en kylflänskärna och en kylfläkt, och kylflänsens kärna är enhetens kylflänsområde.
Utvecklingstrend för radiatorer: utveckling av en speciell radiator för bränsleceller, i termer av materialförbättring, krävs för att förbättra den inre renheten och minska graden av jonutfällning.
Kärnindikatorerna för kylfläkten är fläkteffekt och maximal luftvolym. 504-modellens fläkt har en maximal luftvolym på 4300 m2/h och en nominell effekt på 800 W; 506-modellens fläkt har en maximal luftvolym på 3700 m3/h och en nominell effekt på 500 W. Fläkten är huvudsakligen ...
Trend för kylfläktutveckling: Kylfläkten kan därefter ändras i spänningsplattformen och anpassas direkt till bränslecellens eller kraftcellens spänning, utan DC/DC-omvandlare, för att förbättra effektiviteten.
PTC-elvärme används huvudsakligen vid lågtemperaturstart av bränsleceller på vintern. PTC-elvärme har två positioner i bränslecellens termiska styrsystem, i den lilla cykeln och i påfyllningsvattenledningen, den lilla cykeln är den vanligaste.
På vintern, när den låga temperaturen är låg, tas ström från kraftcellen för att värma kylvätskan i den lilla cykeln och tillsatsvattenledningen, och den varma kylvätskan värmer sedan upp reaktorn tills reaktorns temperatur når målvärdet, och bränslecellen kan startas och den elektriska uppvärmningen stoppas.
PTC-elvärme delas in i lågspänning och högspänning enligt spänningsplattformen. Lågspänning är huvudsakligen 24V, vilket behöver omvandlas till 24V med en DC/DC-omvandlare. Lågspännings-elvärmeeffekten begränsas huvudsakligen av 24V DC/DC-omvandlare. För närvarande är den maximala DC/DC-omvandlaren för högspänning till 24V lågspänning endast 6kW. Högspänningen är huvudsakligen 450-700V, vilket matchar spänningen i kraftcellen, och värmeeffekten kan vara relativt stor, huvudsakligen beroende på värmarens volym.
För närvarande startas det inhemska bränslecellssystemet huvudsakligen med extern uppvärmning, dvs. uppvärmning med PTC-värme; utländska företag som Toyota kan starta direkt utan extern uppvärmning.
Utvecklingsriktningen för PTC-elvärme för bränslecellssystem är miniatyrisering, hög tillförlitlighet och säker högspännings-PTC-elvärme.
Publiceringstid: 28 mars 2023
