[01700469]燃料电池温控系统高效换热器

1、课题来源与背景：成果名称为：燃料电池温控系统高效换热器，该项目属于计划外项目，该成果由龙泉虎跃汽车空调有限公司自选课题，且有浙江大学龙泉创新中心、浙江大学能源工程学院以及龙泉虎跃汽车空调有限公司合作研发完成。 背景： 中国汽车工业以纯电驱动作为技术转型的主要战略方向，重点突破电池、电机和电控技术，推进纯电动汽车、插电式混合动力汽车产业化，实现汽车工业跨越式发展。近期以混合动力汽车为重点，大力推广普及节能汽车，逐步提高中国汽车燃油经济性水平。“十二五”期间中国将大力发展节能汽车，中度、重度混合动力乘用车保有量计划超过100万辆，但是占总体汽车保有量的比重还是小的。2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车实现产业化，市场保有量有望超过500万辆。虽然随着汽车工业的迅速发展，汽车空调市场需求日趋增长。但与国外相比，中国汽车空调行业起步较晚，因此整体规模仍然不及国外水平。截至汽车空调行业经营企业约有1221家，占汽车零部件企业数量的13.1％。其中，上海地区汽车空调企业有241家，占总数量的19％；其次是广东省，有231家，占比18％；浙江和广西分别位居第三和第四，企业数量分别为179家和107家。2013年，中国汽车空调行业市场规模约63亿元。 2、研究的目的和意义：根据产业研究院汽车空调报告分析认为，2014-2019年，中国汽车空调装配率将在这个区间波动，最高不会超过70％的水平，这些由于多方因素导致的完全装配水平。结合对汽车销量的预测，将汽车空调装配率定位69％的水平，从而推测汽车空调市场容量。分析认为，到2014年，中国汽车空调的需求量将达到1580万台；到2020年，中国汽车空调的需求量将达到3580万台。电动车本身动力远小于传统动力车辆，能够提给空调系统的动力极为有限，因此，拥有一套节能高效、性能可靠的空调系统对开拓市场至关重要。 在这巨大的机会和挑战面前，对企业的生存和发展进行了深入地思考，只有积蓄技术储备，增加技术含量，提高产品的附加值和竞争力，用技术提升企业的起点，用技术来占领未来的市场。这就要求汽车空调配件中小企业从产能和技术层面均要作较大的技术改革和技术创新，变换管理思路和管理方法，才能应付蓬勃发展的市场潜力，也可以为企业的发展开拓一片广阔的空间。 3、主要论点与论据：项目对燃料电池的生热、冷却介质的流动和换热器的热交换等特性进行了仿真模拟，优化了换热器面积、翅片间距、扁管通径等结构参数，提高了换热效果；根据产品冷却介质流量大、换热量大的特点，优化调整了钎焊温度和氮气保护氛围，提高了质量。 4、创见与创新： 1)扁管工艺技术：采用一体双方向鼓吹膨胀式工艺技术，实现扁管通径尺寸的均匀性，提高扁管品质；扁管的焊接工艺技术：待弯扁管上的螺旋翅片由一根钢带螺旋缠绕而成，并且待弯扁管上的螺旋翅片由数个焊接翅片段和数个冷绕翅片段相互依次交替排布组成；将待弯扁管上的所有冷绕螺旋翅片全部拆卸下来；在弯管机上通过对各个冷绕翅片段处的管体进行弯折而将待弯扁管连弯成蛇形管，从而制得蛇形螺旋翅片换热管。上述的制造工艺摒弃了原有的焊接生产工艺，改用了对拆完冷绕螺旋翅片的待弯扁管进行连弯来制造蛇形螺旋翅片换热管，从而大大提高了生产效率，降低了生产成本，管体之间没有焊缝也提高了换热管的质量。 2)高效换热器壳体与换热管的焊接工艺技术：采用在真空氮气高频焊接机进行焊接，真空氮气高频焊接机采用公司特制的智能型焊接喷头，焊接喷头内设置智能感应器，能根据焊接面积的的大小自动调整喷出火焰的喷量，根据被焊接材质情况，自动调节火焰温度高低，实现智能化焊接。喷头上喷嘴形状花瓣状，能根据火焰量的大小打开或合上，提高焊接准确性。 3)燃料电池温控系统的设计技术：该产品的燃料电池温控系统解决了现有燃料电池低温启动性能差、高温工作性能低和高功率时燃料电池温度均一性差的问题。燃料电池温控系统，包括：温控室，罩设在燃料电池阴极上方，能够对温控室内的空气进行加热或者制冷，加热或制冷后的空气被吹至所述阴极；控制单元，控制温控室工作，以调节温控室内的空气温度。通过在燃料电池阴极上方设置温控室，对进入阴极的空气进行制冷或加热，以提高低温启动性能、高温时燃料电池的工作效率、燃料电池内部温度的一致性。 5、社会经济效益：产值270万元，销售额265万元，利润43万元；项目对燃料电池的生热、冷却介质的流动和换热器的热交换等特性进行了仿真模拟，优化了换热器面积、翅片间距、扁管通径等结构参数，提高了换热效果；根据产品冷却介质流量大、换热量大的特点，优化调整了钎焊温度和氮气保护氛围，提高了质量，应用前景广阔。 6、成果介绍：项目对燃料电池的生热、冷却介质的流动和换热器的热交换等特性进行了仿真模拟，优化了换热器面积、翅片间距、扁管通径等结构参数，提高了换热效