燃料电池客车整车热管理系统分析与探讨

张宇阳

湖南卓辰科技有限公司

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我国燃料电池客车研究起步较晚，但随着我国氢能和燃料电池汽车产业发展步伐的加快，近年来我国燃料电池整车技术进步较快，产业链逐渐完善。特别是燃料电池动力系统技术明显提升，但部分关键技术与国外仍存在一定差距，其中整车热管理技术就面临非常严峻的挑战。

1）系统非常复杂。燃料电池客车整车热管理系统由燃料电池发动机（简称：FCE）热管理系统、动力系统平台（简称：PCU）散热系统、电池热管理系统和空调系统（HVAC）四个系统构成。每个系统都有不同的循环，基于不同的功能、不同的决策机制、不同控制逻辑等，整个系统非常复杂，要使整个系统实现优化匹配，合理有效控制，给设计研发带来挑战。

2）PCE 散热要求高。燃料电池系统（简称：FCPS）热效率一般约为35%～45%（理论值41%），而传统发动机热效率约30%左右。传统发动机散热，15%是通过机体辐射散出，45%通过尾气排放，不到10%的热量是由散热器散出。而燃料电池发动机（FCE）并不符合这种散热规律。FCE 主要依靠散热器，恶劣工况下，FCPS的热效率约35%，仅3%的热量通过尾气排放，其余62%的热量需要通过散热器散出。因此尽管FCE 的效率远高于传统发动机，但是其散热问题却是一个巨大的考验。同时，由于燃料电池工作温度较低（60～80 ℃），散热器对环境的传热温差远低于传统汽车，加上客车FCE 功率大，这都为热管理带来了严峻挑战。所以燃料电池客车整车热管理系统研究中对整车散热系统进行深入研究至关重要[1]。……