氢燃料电池汽车水热管理电动汽车技术课件

氢氢燃料燃料电电池汽池汽车车水、水、热热管理技管理技术术变变革革开放开放创创新新AUTOMOTIVE ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE氢燃料电池汽车水、热管理技术变革开放创新AUTOMOTIVE1热热管理管理团队简团队简介介氢氢燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理概述概述氢氢燃燃料料电电池池汽汽车车水水、热热管管理理主主要要构型构型氢氢燃料燃料电电池水池水、热热管管理技理技术术1234热管理团队简介氢燃料电池汽车水、热管理概述氢燃料电池汽车水、23/17氢氢燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理概述概述温度过高会导致质子交换膜脱水，膜的稳定性下降，质子传导性能下降。在常压下燃料电池的工作温度不能超过85高温高温低温低温温度越低，氢气和空气向催化剂层扩散、质子从阳极向阴极的运动都将减慢，电池内阻增加，电池性能下降。在零度以下反复水、冰相变引起体积的变化会对电池材料与结构产生影响，导致冷启动失败电池内部过多的液态水，会导致电极水淹，阻碍电化学反应的正常进行；过多的气态水，会稀释反应气体的浓度，造成反应界面的反应气体不足水、热管理是燃料电池动力系统研究与开发的核心关键技术之一，对整车动力系统的性能、安全和寿命具有决定性影响。干燥干燥 交换膜含水量过低，其电导率将会下降，导致电池的欧姆电压损失增大。膜失水后催化层界面的活性也会下降水淹水淹3/17氢燃料电池汽车水、热管理概述温度过高会导致质子交换膜34/171.监控电堆温度、膜含水量2.快速调整电堆冷却策略及加湿策略电电堆温度、含堆温度、含水量的水量的监监控控低温冷启低温冷启动动冷却液的冷却液的导电导电率控制率控制1.电堆出口水温的控制，保证电堆性能2.电堆内部温度分布的均匀性保证低温快速启动去除冷却液中的阴阳离子，降低冷却液的电导率，保证冷却系统的绝缘性，保证电堆的安全性。温度温度过过高高时时有有效冷却效冷却氢氢燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理概述概述湿度控制湿度控制1.保证电堆内部一定的湿度2.排水及时，保证电堆内部的的水平衡。反应气体进外部换热器低温停车吹增加去离子外部加湿、排气压降、扫、冷启动器、零部件自加湿、电高频阻抗、时减少空气管路材料选堆内部结构电化学阻抗计量比，增择优化加废热、外部加热4/171.监控电堆温 度、膜含水量 2.快速调整电 堆冷45/17氢氢燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理技技术术燃料电池汽车热管理相关核心部件5/17氢燃料电池汽车水、热管理技术燃料电池汽车热管理相关核56/17燃料电池热量有一半左右通过冷却介质损失掉，对于这部分热量的回收及再利用可以大大提升燃料电池效率。氢氢燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理技技术术在冬季利用水源热泵技术实现乘员舱采暖6/17燃料电池热量有一半左右通过冷却介质损失掉，对于这部分67/17氢氢燃料燃料电电池汽池汽车车水、水、热热管理技管理技术术热热管理技管理技术术路路线线热分布及传递仿真分析及试验研究热管理系统零部件选型匹配系统集成及性能试验验证控制策略试验标定热管理系统控制策略制定热管理系统集成仿真平台电堆放电发热特性低温冷启动特性电机发热特性电池发热特性功率电子发热特性样车试验验证7/17氢燃料电池汽车水、热管理技术热管理技术路线热分布及传78/17氢氢燃料燃料电电池汽池汽车车水、水、热热管理技管理技术术水管理技水管理技术术路路线线1.外部加湿：通过增加外部加湿器对空气进气进行加湿2.内部自加湿：通过优化电堆内部结构和气体循环优化来满足自加湿Development of Compact and High-Performance Fuel Cell Stack.SAE 2015-01-11758/17氢燃料电池汽车水、热管理技术水管理技术路线外部加湿：89/17燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理主主要要构构型型车车型型丰田丰田Mirai本田本田clarity现现代代NEXO时间201420162018动力总成方案燃料电池镍氢电池1.6KWh燃料电池锂离子电池1.3KWh燃料电池锂离子电池1.56KWh燃料电池功率KW11410395冷启动-30-30-30，40s储氢70MPa(2)70MPa(2)70MPa(3)电堆功率密度kW/L3.13.13.11最高车速km/h180170160续驶里程km6507507549/17燃料电池汽车水、热管理主要构型车型丰田本田现代时间2910/17本田Clarity燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理主主要要构构型型特点：1.冷却系统管路长度小，结构紧凑2.去离子器冷却液回路常通Downsizing Technology for FC Cooling System Installation under Front Hood.Honda R&D Technical Review,April 2019.10/17本田Clarity燃料电池汽车水、热管理主要构型特1011/17丰田Mirai燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理主主要要构构型型Development of Compact and High-Performance Fuel Cell Stack.SAE 2015-01-1175 Development of the Fuel Cell System in the Mirai FCV.SAE 2016-01-118511/17丰田Mirai燃料电池汽车水、热管理主要构型Dev1112/17丰田Mirai热管理对标测试燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理主主要要构构型型12/17丰田Mirai热管理对标测试燃料电池汽车水、热管理1213/172020.03-052020.01-042019.06-102019.10-11整车性能对标测试及关键技术解析整车拆解电堆性能对标燃料电池系统性能对标测试及关键技术解析燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理主主要要构构型型现代NEXO参与对标请联系曲辅凡1769484336813/172020.03-052020.01-042019.1314/17燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理主主要要构构型型现代NEXOGDUMotorInverterFC-StackBatteryH2GDUMotorInverterFC-StackBatteryH2GDUMotorInverterFC-StackBatteryH2爬坡和加速工况匀速行驶工况减速工况14/17燃料电池汽车水、热管理主要构型现代NEXOGDU1415/17现代NEXO燃料燃料电电池汽池汽车车水水、热热管管理理主主要要构构型型15/17现代NEXO燃料电池汽车水、热管理主要构型1516/17AERI热热管理管理团队团队2011年成立热管理团队，到目前为止拥有专业的开发团队、国际一流的从整车到零部件的测试设备、软件资源、完善的项目开发及管理流程。以基础数据库、1D/3D仿真、试验验证为手段，为客户提供冷却、空调系统匹配开发、热管理系统正向开发及优化提升、热管理控制策略制定及标定、测试验证等服务，车型覆盖传统车及新能源汽车。软件资源SimcenterAmesim防爆仓可做氢燃料电池车试验天津/常州16/17AERI热管理团队2011年成立热管理团队，到目前16