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低溫環(huán)境下燃料電池汽車(chē)?yán)淦饎?dòng)解析

2024-12-24 08:21:36·  來(lái)源：特嗨氫能檢測(cè)  
　
在低溫環(huán)境中，燃料電池汽車(chē)運(yùn)行會(huì)面臨一系列挑戰(zhàn)。以冷起動(dòng)為例，起動(dòng)過(guò)程中燃料電池汽車(chē)中電堆反應(yīng)生成的水容易在內(nèi)部結(jié)冰，阻礙反應(yīng)氣體的通過(guò)，甚至凍結(jié)膜電極，導(dǎo)致電化學(xué)反應(yīng)中止，如何克服低溫對(duì)電堆的影響，實(shí)現(xiàn)快速、可靠的冷起動(dòng)，成為燃料電池汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的重要方向。

本文針對(duì)燃料電池汽車(chē)低溫冷起動(dòng)方法展開(kāi)分析，旨在探索在低溫環(huán)境下電堆高效、可靠的冷起動(dòng)策略。

— 01 —

低溫冷起動(dòng)的過(guò)程

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在低溫冷起動(dòng)階段，首先氫氣與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水并釋放熱量。在低溫環(huán)境中生成的水會(huì)迅速結(jié)冰并積聚于燃料電池的陰極催化層，若此時(shí)燃料電池的溫度還未高于冰點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致催化層全面被冰層覆蓋，阻斷反應(yīng)進(jìn)程，使燃料電池?zé)o法正常輸出功率，引發(fā)停機(jī)。相反，若燃料電池能在冰層完全覆蓋催化層之前成功升溫至冰點(diǎn)之上，則已形成的冰會(huì)自然融化，燃料電池持續(xù)輸出功率并產(chǎn)生熱量，完成冷起動(dòng)。

— 02 —

先進(jìn)燃料電池低溫冷起動(dòng)方法

對(duì)燃料電池汽車(chē)在-26℃的低溫環(huán)境下展開(kāi)冷起動(dòng)測(cè)試，分析結(jié)果如下：

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①. 首先陽(yáng)極提升壓力檢查氫氣側(cè)的的氣密性；空氣旁通閥同時(shí)打開(kāi)使空氣在管路內(nèi)流動(dòng)；

②. Purge閥開(kāi)啟將電堆內(nèi)多余的氮?dú)馀懦?，提高?yáng)極氫氣濃度，消除氫空界面；空氣壓力調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟避免質(zhì)子交換膜兩側(cè)壓差過(guò)大，同時(shí)使陰極較高濃度的氮?dú)馀懦鲫帢O側(cè)；

③. 氫循環(huán)泵運(yùn)轉(zhuǎn)使陽(yáng)極內(nèi)的氣體均勻分布在膜表面；空氣密封閥打開(kāi)，空氣壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)整進(jìn)堆空氣壓力；

④. 燃料電池建立電壓并產(chǎn)生電流，拉載大電流進(jìn)行自加熱，冷卻液溫度提升到設(shè)定值，開(kāi)機(jī)完成。

— 03 —

總結(jié)

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通過(guò)以上低溫冷起動(dòng)策略，燃料電池汽車(chē)可以做到在-25℃以下環(huán)境的快速起動(dòng)，在按下車(chē)輛啟動(dòng)鍵后，用戶(hù)只需要等待1分鐘的時(shí)間，就可以正常駕駛車(chē)輛，大大提升了使用體驗(yàn)；得益于使用了獨(dú)特的電堆內(nèi)部加熱技術(shù)，通過(guò)控制過(guò)量空氣系數(shù)進(jìn)而控制濃差極化過(guò)電勢(shì)，使電堆快速升溫，同時(shí)也減少了外部加熱（PTC）對(duì)鋰電池的依賴(lài)，提升了冷起動(dòng)過(guò)程的可靠性。

特嗨針對(duì)燃料電池汽車(chē)展開(kāi)了三高環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試與分析，累積了豐富的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與核心性能指標(biāo)參數(shù)，誠(chéng)邀業(yè)界同行共同探討交流。

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