燃料电池发动机热管理之冷却系统

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一、设计输入(假设、计算用)

其中:电堆功率是指燃料电池能够输出的功率

最高出水温度对应散热器最高进水温度

最高进水温度对应散热器最高出水温度,即散热器必须将冷却介质将至60℃以下

空间尺寸非散热器有效散热尺寸,需考虑安装、储水等零部件占据空间

———————————————————————————————————————二、电堆所需散热量计算

氢氧燃料电池阳极反应式为:

Anode:H2→2H+ + 2e-

放出两个电子可变成电能,而放出电子所带电量为:

-2 N e= -2 F 注:负值表示放出能量

式中 N:阿伏伽德罗常数;e:一个电子所带电量;F:法拉第常数

由上式知道转换得到的电功为:△gf = -2 F * E → E=△gf /(-2 F)

式中△gf:吉布斯自由能

若氢燃料所有的能量,都转变为电能,则电动势为: E=△gf /(-2 F)

查询相关资料(氢气吉布斯自由能和法拉第常数具体数值),计算得E=1.48V(单位摩尔)搜集现有电堆测试所得电动势, E值约为0.65V,即可得此燃料电池电堆效率约为44%

结合上述假设电堆有效功率为50KW,则所需散热量约为65KW;

则散热器所需散热量为65KW(最大流量下目标值)

---PS:

现有电堆的效率水平在45%附近,若无电堆实测值,可按此经验值计算。———————————————————————————————————————

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