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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