用于燃料電池汽車廢熱回收的金屬氫化物儲能器

用于燃料電池汽車廢熱回收的金屬氫化物儲能器

燃料電池電動汽車優于純電動汽車，是因為其能夠產生較多廢熱用于加熱。當燃料電池被激活時，產生的廢熱量是消耗燃料能量的40%左右，而這部分廢熱量可用于加熱車廂和電池。但車輛起動時，并沒有將足夠的廢熱用于加熱電池和車廂，通常是采用正溫度系數（PTC）加熱器將電池中的電量轉換成熱量以預熱電池和車廂，從而消耗了部分電能，并降低車輛的續駛里程。介紹了概念車DLR研究所開發的可進行廢熱回收的高溫燃料電池增程器。這種新理念是利用熱化學儲能器對動力系統產生的廢熱進行回收并在車輛起動或行駛過程中利用回收的熱量進行加熱。本文重點研究了金屬氫化物儲能器（即高溫燃料電池增程器的一種）這種熱化學儲能器，因為其具有比相變儲能器更高的比能量密度，能更好地應用到車輛中。

為了研究金屬氫化物儲能器對整車廢熱回收系統的影響，基于仿真軟件Modelica/Dymola，創建適當的仿真模型，并在新能源汽車庫的基礎上將其集成到整個車輛仿真模型。在新歐洲駕駛循環（NEDC）工況下進行仿真分析以確定車輛熱量回收系統的行為，以及熱量回收對燃料電池車輛影響的大小。仿真結果表明，在-20℃的環境溫度下進行瞬態廢熱回收的金屬氫化物儲能器能夠使燃料電池增程器的行駛里程從158km增至178km，即將金屬氫化物儲能器集成到燃料電池熱管理系統中能夠增加17%的車輛續駛里程。

未來對高溫燃料電池增程器的設計將涉及化學燃料的存儲問題，如需要較大的儲氫空間并提高儲能器中的熱傳遞，以及建立高溫燃料電池增程器的功能模型并將其應用在實車上。

MounirNasrietal.2016 Eleventh International ConferenceonEcologicalVehiclesandRenewableEnergies（EVER），2016.

編譯：朱會