Das umfassende Wärmemanagement von Brennstoffzellenbussen umfasst hauptsächlich: Brennstoffzellen-Wärmemanagement, Leistungszellen-Wärmemanagement, Winterheizung und Sommerkühlung sowie das umfassende Wärmemanagementdesign des Busses basierend auf der Nutzung der Brennstoffzellen-Abwärme.
Zu den Kernkomponenten des Brennstoffzellen-Wärmemanagementsystems gehören hauptsächlich: 1) Wasserpumpe: treibt die Kühlmittelzirkulation an.2) Kühlkörper (Kern + Lüfter): Reduziert die Kühlmitteltemperatur und leitet die Abwärme der Brennstoffzelle ab.3) Thermostat: Steuert die Zirkulation der Kühlmittelgröße.4) PTC-Elektroheizung: Erhitzt das Kühlmittel bei niedriger Temperatur und beginnt damit, die Brennstoffzelle vorzuwärmen.5) Entionisierungseinheit: Absorbiert Ionen im Kühlmittel, um die elektrische Leitfähigkeit zu verringern.6) Frostschutzmittel für Brennstoffzellen: das Medium zur Kühlung.
Basierend auf den Eigenschaften der Brennstoffzelle weist die Wasserpumpe für das Wärmemanagementsystem die folgenden Eigenschaften auf: hohe Förderhöhe (je mehr Zellen, desto höher der Förderbedarf), hoher Kühlmitteldurchfluss (30 kW Wärmeableitung ≥ 75 l/min) und einstellbare Leistung.Anschließend werden Pumpendrehzahl und -leistung entsprechend dem Kühlmitteldurchfluss kalibriert.
Der zukünftige Entwicklungstrend elektronischer Wasserpumpen: Unter der Voraussetzung, mehrere Kriterien zu erfüllen, wird der Energieverbrauch kontinuierlich gesenkt und die Zuverlässigkeit kontinuierlich erhöht.
Der Kühlkörper besteht aus einem Kühlkörperkern und einem Kühlventilator, und der Kern des Kühlkörpers ist der Kühlkörperbereich der Einheit.
Der Entwicklungstrend des Kühlers: Die Entwicklung eines speziellen Kühlers für Brennstoffzellen im Hinblick auf die Materialverbesserung ist erforderlich, um die innere Sauberkeit zu verbessern und den Grad der Ionenausfällung zu reduzieren.
Die wichtigsten Indikatoren des Kühlventilators sind die Ventilatorleistung und die maximale Luftmenge.Der Lüfter des Modells 504 hat ein maximales Luftvolumen von 4300 m2/h und eine Nennleistung von 800 W;Der Lüfter des Modells 506 hat ein maximales Luftvolumen von 3700 m3/h und eine Nennleistung von 500 W.Fan ist hauptsächlich.
Trend zur Entwicklung von Kühlgebläsen: Kühlgebläse können nachträglich die Spannungsplattform ändern und sich ohne den DC/DC-Wandler direkt an die Spannung der Brennstoffzelle oder Leistungszelle anpassen, um die Effizienz zu verbessern.
Die elektrische PTC-Heizung wird hauptsächlich im Niedertemperatur-Startvorgang der Brennstoffzelle im Winter eingesetzt. Die elektrische PTC-Heizung hat zwei Positionen im Wärmemanagementsystem der Brennstoffzelle, im kleinen Kreislauf und in der Zusatzwasserleitung, dem kleinen Kreislauf ist am häufigsten.
Im Winter, wenn die Tiefsttemperatur niedrig ist, wird der Energiezelle Strom entnommen, um das Kühlmittel im kleinen Kreislauf und in der Nachspeisewasserleitung zu erhitzen. Das heiße Kühlmittel heizt dann den Reaktor auf, bis die Reaktortemperatur erreicht ist Der Zielwert wird erreicht und die Brennstoffzelle kann gestartet und die Elektroheizung gestoppt werden.
Die elektrische PTC-Heizung wird entsprechend der Spannungsplattform in Niederspannung und Hochspannung unterteilt. Die Niederspannung beträgt hauptsächlich 24 V, die durch einen DC/DC-Wandler in 24 V umgewandelt werden muss.Die elektrische Heizleistung bei Niederspannung wird hauptsächlich durch den 24-V-DC/DC-Wandler begrenzt. Derzeit beträgt der maximale DC/DC-Wandler für Hochspannung zu 24-V-Niederspannung nur 6 kW.Die Hochspannung beträgt hauptsächlich 450-700 V, was der Spannung der Leistungszelle entspricht, und die Heizleistung kann relativ groß sein, hauptsächlich abhängig vom Volumen der Heizung.
Derzeit wird das häusliche Brennstoffzellensystem hauptsächlich durch externe Erwärmung gestartet, dh durch Aufwärmen durch PTC-Heizung;Überseeunternehmen wie Toyota können ohne externe Heizung direkt starten.
Die Entwicklungsrichtung der PTC-Elektroheizung für Brennstoffzellen-Wärmemanagementsysteme ist Miniaturisierung, hohe Zuverlässigkeit und sichere Hochspannungs-PTC-Elektroheizung.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 28. März 2023
