近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所在氫燃料電池汽車整車熱管理技術(shù)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，創(chuàng)造性地提出了“時變”(time-dependent)熱管理方法，并開發(fā)出了一種具有熱峰調(diào)節(jié)器的新型熱管理系統(tǒng)。相關(guān)研究以A novel thermal management system with a heat-peak regulator for fuel cell vehicles為題發(fā)表于能源類學(xué)術(shù)期刊Journal of Cleaner Production（JCR一區(qū)）。  

　　熱管理問題一直是氫燃料電池汽車面臨的重大技術(shù)挑戰(zhàn)，該技術(shù)難題主要來源于以下幾個因素：（1）氫燃料電池電堆產(chǎn)生的廢熱量較大，這類廢熱在行車過程中既無法被有效利用，也無法像傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)那樣隨尾氣排放，只能通過熱管理系統(tǒng)的冷卻回路排出；（2）受限于氫燃料電池較低的運(yùn)行溫度（70-80°C），其冷卻回路可利用的換熱溫差較小，導(dǎo)致散熱器的散熱能力嚴(yán)重不足；（3）除了氫燃料電池電堆，電機(jī)、電控、空壓機(jī)、車艙等也有各自不同的熱管理需求，增加了熱管理的難度和系統(tǒng)復(fù)雜性；（4）熱管理系統(tǒng)可利用空間有限，電堆散熱器、PCU散熱器、空調(diào)冷凝器都需要堆集在車頭迎風(fēng)處，無法通過增加換熱面積來提升散熱能力。  

　　為了解決氫燃料電池汽車的整車熱管理技術(shù)難題，國內(nèi)外學(xué)者主要從開發(fā)耐高溫質(zhì)子交換膜和高效散熱器兩個方面展開，但尚未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。目前，熱管理問題已成為制約氫燃料電池汽車功率提升和發(fā)展應(yīng)用的一大障礙。先進(jìn)能源系統(tǒng)研究室蔣方明研究員團(tuán)隊(duì)根據(jù)汽車交通行駛過程中功率及產(chǎn)熱波動性特征，提出從時間維度考慮解決熱管理難題，其核心技術(shù)思路是：在熱管理系統(tǒng)中增設(shè)一種自主開發(fā)的具有蓄熱功能的熱峰調(diào)節(jié)器（如圖1所示）；當(dāng)電堆產(chǎn)熱過大且散熱器能力不足時，將過余熱量儲存在熱峰調(diào)節(jié)器中；在非高峰產(chǎn)熱階段，熱峰調(diào)節(jié)器將熱量逐漸導(dǎo)入空調(diào)回路，通過空調(diào)冷凝器完成排放（如圖2所示）。研究表明，該技術(shù)思路和新型熱管理系統(tǒng)可以取得良好效果，有望解決氫燃料電池汽車的熱管理難題。  

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.137712  

圖1 具有熱峰調(diào)節(jié)器（Heat-peak regulator）的氫燃料電池汽車整車熱管理系統(tǒng)  

圖2 “時變“(time-dependent)熱管理思路原理圖