燃料電池バスの総合的な熱管理は、主に燃料電池の熱管理、パワーセルの熱管理、冬季暖房および夏季冷房、そして燃料電池の廃熱利用に基づくバスの総合的な熱管理設計から構成される。
燃料電池の熱管理システムの主要構成要素は主に以下の通りです。1) ウォーターポンプ：冷却液の循環を駆動します。2) ヒートシンク（コア＋ファン）：冷却液の温度を下げ、燃料電池の廃熱を放散します。3) サーモスタット：冷却液の循環量を制御します。4) PTC電気ヒーター：低温始動時に冷却液を加熱し、燃料電池を予熱します。5) 脱イオン装置：冷却液中のイオンを吸収し、電気伝導率を低下させます。6) 燃料電池用不凍液：冷却媒体です。
燃料電池の特性に基づき、熱管理システム用ウォーターポンプは、高揚程（セル数が多いほど必要な揚程が高くなる）、高冷却流量（30kWの放熱量に対して75L/分以上）、および調整可能な出力という特性を備えている。そして、冷却流量に応じてポンプの速度と出力が調整される。
電子式ウォーターポンプの今後の発展動向：いくつかの指標を満たすことを前提として、エネルギー消費量は継続的に削減され、信頼性は継続的に向上していく。
ヒートシンクは、ヒートシンクコアと冷却ファンで構成され、ヒートシンクコアは単位ヒートシンク面積である。
ラジエーターの開発動向：燃料電池用特殊ラジエーターの開発において、材料改良の観点から、内部清浄度の向上とイオン析出量の低減が求められる。
冷却ファンの主要な指標は、ファン出力と最大風量です。504 モデルのファンは最大風量が 4300m2/h、定格電力が 800W です。506 モデルのファンは最大風量が 3700m3/h、定格電力が 500W です。ファンは主に。
冷却ファンの開発動向：冷却ファンは電圧プラットフォームを変更し、DC/DCコンバータなしで燃料電池やパワーセルの電圧に直接対応して効率を向上させることができます。
PTC電気加熱は主に冬季の燃料電池の低温起動プロセスで使用され、燃料電池の熱管理システムにおいて、小サイクルと補給水ラインの2つの位置で使用されますが、小サイクルが最も一般的です。
冬季、気温が低い時期には、発電セルから電力を取り出し、小型循環回路と補給水配管内の冷却材を加熱します。そして、温められた冷却材で原子炉を加熱し、原子炉の温度が目標値に達すると、燃料電池を起動して電気加熱を停止します。
PTC電気加熱は、電圧プラットフォームによって低電圧と高電圧に分けられます。低電圧は主に24Vで、DC/DCコンバータで24Vに変換する必要があります。低電圧電気加熱の電力は主に24V DC/DCコンバータによって制限され、現在、高電圧から24V低電圧への最大DC/DCコンバータはわずか6kWです。高電圧は主に450～700Vで、これはパワーセルの電圧に合致しており、加熱電力は比較的大きく、主にヒーターの体積に依存します。
現在、国内の燃料電池システムは主に外部加熱、すなわちPTCヒーターによる加熱によって起動されるが、トヨタなどの海外企業は外部加熱なしで直接起動できる。
燃料電池熱管理システムにおけるPTC電気加熱の開発方向は、小型化、高信頼性、および安全な高電圧PTC電気加熱である。
投稿日時：2023年3月28日
