突破大功率燃料電池熱管理技術!億華通公開百余項專利為行業共享
2022年3月,國家發改委和能源局聯合發布了《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年)》,明確了氫能是未來國家能源體系的重要組成部分。
我國重卡保有量超過1000萬輛,占汽車總量的2.6%,但碳排放占47%。一輛49噸柴油重卡的二氧化碳排放量約等于40輛小轎車的排放量 。因此,重卡減碳迫在眉睫。搭載燃料電池是重卡減碳的主要路徑。重型卡車具有載重大、車速高、續駛里程長的特點,氫燃料電池能量密度高,氫燃料電池重卡具有續駛里程長、低溫環境適應性好、0碳排放等優勢。目前搭載氫燃料電池發動機的重卡越來越多、應用場景越來越豐富。但是,重卡搭載的燃料電池發動機額定功率高達240kW,這對熱管理系統提出了更嚴苛的性能需求。
為解決這一行業難題,推動大功率燃料電池發動機批量應用,億華通開展了大量前瞻性的技術探索與研究,基于強大研發實力開發了重卡專用大功率燃料電池熱管理系統TMS 2.0。相比目前市場主流的熱管理方案,億華通TMS 2.0熱管理系統具有高性能、高集成、輕量化、低能耗、低噪音的技術優勢。
全球首創“潛熱相變” 燃料電池冷卻技術
億華通汽化潛熱系統巧妙地利用燃料電池自產水,作為汽化潛熱的冷卻介質,快速響應發動機的散熱需求,將水均勻噴射于散熱器外表面上,利用水汽化相變帶走電堆產生的熱量。系統主要包含儲水子系統、泵送子系統、噴射子系統,采用閉環控制,按需精確控制噴射量。同時,子系統部件通用化,可快速適配不同的發動機平臺。
全球首次應用“高電壓平臺+直流無刷” 散熱風扇系統
億華通聯合國內優勢供應商開發了具有自主知識產權的“高電壓平臺+直流無刷”散熱風扇,具有400~750V寬幅工作電壓區間、500~4700RPM寬動態轉速范圍,實現了低功耗、低噪音,取消了高壓轉低壓的配電裝置,節約了成本、提升了系統的整體效率。
TMS 2.0可滿足額定功率200-360kW燃料電池發動機的散熱需求。
受益于高壓風扇的優良性能、汽化潛熱出色的散熱能力,以及散熱器芯體多輪仿真分析迭代改進成果,TMS 2.0熱管理系統最大散熱功率達480kW,優于市場方案28.34%。
通過汽化潛熱模塊化以及散熱系統的小型化設計,TMS 2.0熱管理系統集成度高,投影面積僅為1.98m²,優于市場方案15.80%。
不采用增加風扇數量、不增加散熱器芯體等傳統的散熱性能提升手段,創新性地利用汽化潛熱相變的散熱技術,并通過多輪精確仿真和調校,充分發揮潛熱系統的性能,顯著降低了熱管理系統的寄生功耗。發動機功率240kW時,TMS 2.0熱管理系統功耗優于市場方案7.76%。
通過精確優化高壓風扇的葉片數量及參數、風扇氣動特性,實現了TMS 2.0系統的低噪音,怠速噪音65dB(A)優于市場方案13.33%,低10dB(A)。
截至2022年12月,億華通熱管理領域已申報《一種多電堆燃料電池熱管理系統》、《一種燃料電池熱管理系統的標定方法》、《一種用于重卡汽車的燃料電池熱管理系統》、《一種用于增加燃料電池散熱能力的系統》、《一種燃料電池熱管理系統的遲滯補償控制方法》等技術專利120項。
作為中國氫能領域的領軍企業,億華通始終堅守使命,以先進的氫燃料電池技術為切入點,為中國“碳達峰、碳中和”目標作出貢獻,推進全球能源革命,致力成為全球氫燃料電池技術的引領者,構建可持續的低碳未來。為了推動燃料電池重卡行業快速發展,經公司研究決定,億華通主動公開相關熱管理技術專利,與全球行業伙伴共同分享相關技術研究成果,促進氫能行業的快速發展,為地球的美好未來貢獻力量。
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