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燃料电池汽车热管理系统的特点和重要性

2023-04-18 10:00:03·  来源：汽车测试网  
　
燃料电池汽车热管理系统的特点和重要性

燃料电池汽车是指以燃料电池作为动力源的汽车，它使用氢气和氧气的化学反应产生电能，从而驱动电机提供动力。与传统汽车相比，燃料电池汽车具有零排放、高效能、低噪音等优点。虽然燃料电池汽车在乘用车市场上的销量并不高，但随着技术的进步和政策的支持，燃料电池汽车的前景依然值得期待。


在燃料电池汽车中，热管理系统是一个非常重要的系统，它主要负责管理电堆的温度，保证电堆的正常运行。燃料电池电堆是燃料电池汽车的核心部件，它通过氢氧反应产生电能和热能，但高温和低温都会影响电堆的性能。因此，热管理系统需要维持电堆在一个适宜的温度范围内工作，同时解决冷启动时的问题。


首先，燃料电池电堆散热需求是热管理系统的一个重要特点。电堆在工作时会产生热能，如果不能及时散热，电堆的温度会不断升高，影响电堆的性能和寿命。因此，热管理系统需要通过冷却液和水来带走电堆产生的热能，保持电堆的温度在一个适宜的范围内。同时，控制电堆的温度还能够有效控制输出功率，满足驾驶员对于驱动系统的动态需求。此外，电堆和电机逆变器的发热能够作为座舱供暖的一部分热能，提高车内的舒适度。


其次，燃料电池电堆冷启动是热管理系统的另一个重要特点。在低温环境下，燃料电池电堆无法直接提供电能，需要通过外部的热量将电堆先预热起来，然后才能进入正常的工作模式。为了实现这一过程，热管理系统需要将散热回路反过来变成加热回路，即让冷却液和水的热能流向电堆，使其升温。这个过程可能需要用到类似三路两通阀的回路控制阀来实现加热和散热的切换。加热可由外部电加热器完成，电加热器的加热电能从电池提供。此外，还有一些技术可以让电堆自发热，使反应产生的能量更多的以热能的形式给电堆本体升温，从而实现更加高效的冷启动。


最后，增压冷却也是热管理系统的一个特点。为了满足电堆的功率需求，反应物氧气的量也有一定需求，因此空气进气需要增压以提高密度，从而提高氧气质量流量。但是，增压也会带来冷却问题，因此热管理系统需要将增压冷却和电堆散热结合起来，串联在同一散热回路中，使得增压冷却不会对电堆的温度造成负面影响。


总之，热管理系统是燃料电池汽车中非常重要的一个系统，它保证了燃料电池电堆的正常工作，从而提供了稳定的动力输出。虽然燃料电池汽车的销量相对较低，但是随着技术的不断进步，燃料电池汽车的性能和成本都有望得到进一步提升，未来也许会成为汽车行业的一个重要发展方向。

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