摘要：氢燃料电池，也称为质子交换膜燃料电池（PEMFC），由于其高效、零排放和零污染的优点，被广泛应用于电动汽车充电站、汽车和其他发电设施。氢燃料电池汽车在运行过程中排放的热量是传统燃料汽车的3-5倍。本文简要介绍了目前氢燃料电池散热的相关技术。

1-氢燃料电池的工作原理

氢燃料电池在运行过程中释放大量热量，其中电化学反应热约占55%，不可逆电化学反应热占35%，焦耳热约占10%，冷凝热和各种热损失约占5%。氢燃料电池产生的热量大约等于它们产生的电能。如果不及时消散，电池内部的温度将显著升高，从而影响其使用寿命。

2-氢燃料电池散热

与燃料动力汽车相比，氢燃料电池汽车具有更高的发热量和更复杂的系统。同时，由于氢燃料电池工作温度的限制，氢燃料电池与外界的温差较小，使散热系统散热更加困难。氢燃料电池的工作温度对流体流动阻力、催化剂活性、堆效率和稳定性有显著影响，因此需要高效的散热系统。

液冷技术是目前氢燃料电池在汽车上应用的主流技术。旨在通过降低系统压降来降低水泵功耗，以最低功耗消除氢燃料电池中的多余热量，并优化循环工作流体流道的分布，以减少内部温差，提高电池温度分布的均匀性。

氢燃料电池中产生的90%的热量通过热传导和对流被散热系统消除，而10%的热量通过辐射散热分散到外部环境。传统的散热方式包括空气冷却、液体冷却和相变散热。

3-PEMFC系统的传热

3.1电堆散热

PEMFC内部产生热量后，热量将在PEMFC内部的各种组件和外部环境之间传递。燃料电池堆内部的热传递主要取决于每个部件的热阻和不同部件之间的接触热阻。由于气体扩散层是连接主要发热部件（膜电极）和主要散热部件（双极板）的“桥梁”，其热阻和与其他部件接触热阻的大小对PEMFC内部的传热性能有重大影响。此外，不同部件之间的接触热阻会对燃料电池堆的内部传热产生重大影响。

3.2 冷却液传热

燃料电池的冷却方法包括空气冷却、液体冷却和相变冷却。

影响冷却剂热传递的因素包括PEMFC堆端、冷却剂本身和散热器端。冷却剂与PEMFC堆端部的双极板直接接触，因此冷却剂流道结构对其传热有重大影响。此外，冷却剂本身的性质也会影响相关的传热过程。考虑到可用空间不足，选择热容量更大的冷却剂可以减小散热器的尺寸，提高PEMFC的热管理性能。因此，对新型高效冷却剂的需求越来越明显。

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