用于燃料电池汽车废热回收的金属氢化物储能器

燃料电池电动汽车优于纯电动汽车，是因为其能够产生较多废热用于加热。当燃料电池被激活时，产生的废热量是消耗燃料能量的40%左右，而这部分废热量可用于加热车厢和电池。但车辆起动时，并没有将足够的废热用于加热电池和车厢，通常是采用正温度系数（PTC）加热器将电池中的电量转换成热量以预热电池和车厢，从而消耗了部分电能，并降低车辆的续驶里程。介绍了概念车DLR研究所开发的可进行废热回收的高温燃料电池增程器。这种新理念是利用热化学储能器对动力系统产生的废热进行回收并在车辆起动或行驶过程中利用回收的热量进行加热。本文重点研究了金属氢化物储能器（即高温燃料电池增程器的一种）这种热化学储能器，因为其具有比相变储能器更高的比能量密度，能更好地应用到车辆中。

为了研究金属氢化物储能器对整车废热回收系统的影响，基于仿真软件Modelica/Dymola，创建适当的仿真模型，并在新能源汽车库的基础上将其集成到整个车辆仿真模型。在新欧洲驾驶循环（NEDC）工况下进行仿真分析以确定车辆热量回收系统的行为，以及热量回收对燃料电池车辆影响的大小。仿真结果表明，在-20℃的环境温度下进行瞬态废热回收的金属氢化物储能器能够使燃料电池增程器的行驶里程从158km增至178km，即将金属氢化物储能器集成到燃料电池热管理系统中能够增加17%的车辆续驶里程。

未来对高温燃料电池增程器的设计将涉及化学燃料的存储问题，如需要较大的储氢空间并提高储能器中的热传递，以及建立高温燃料电池增程器的功能模型并将其应用在实车上。

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

编译：朱会