赵萌 刘世通 苏东超 李旭

摘要：保持氢燃料电池的水平衡和热平衡对于电池的输出性能和寿命十分重要，但是其内部的传热传质过程较为复杂，至今仍在不断探究之中，本文对现有的水管理和热管理的技术措施做了分类归纳和论述，为以后的研究提供导向作用。

Abstract： Maintaining the water balance and heat balance of a hydrogen fuel cell is very important to the battery's output performance and life， but its internal heat and mass transfer process is more complicated， and it is still being explored. This article discusses the existing water management and thermal management Technical measures are classified， summarized and discussed to provide guidance for future research.

关键词：PEMFC;水管理;热管理;技术措施

Key words： PEMFC;water management;thermal management;technical measures

中图分类号：TM911.47                                 文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）15-0063-02

1  背景

在全球的能源结构向清洁、低碳、环保转型的过程中，以氢气为燃料，基本上零排放、无污染、大功率、长续航的氢燃料电池车得到企业和国家的格外关注，甚至被认为是新能源汽车的终极方案。2020年4月，财政部发表《开展燃料电池汽车示范推广征求意见稿》，重点围绕燃料电池汽车关键零部件的核心技术攻关，对其进行鼓励和支持[1]。但是，燃料电池的发展目前仍受制于性能、寿命和成本，成为推进燃料电池商业化进程的必须攻克的难关。

2  水热管理的必要性

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是以氢气和氧气在电池内发生氧化还原反应的方式，直接将化学能转化为电能来为汽车提供动力。它避免了传统燃油车在进行能量转化时损失较大热机环节，因而能量转化效率非常可观，可达到60-80%。制约效率继续增长的因素是电池内的水平衡和热平衡难以建立，质子交换膜电导率与水含量密切相关，一般来说，只有与膜结合状态的水才能起到积极的作用，过少不能满足膜良好润湿条件，传质阻力增大;过多则会导致“水淹”现象，堵塞反应气的扩散孔道，严重影响电池的性能。……