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pg电子官方网站,【行业新闻】欧洲exFAN项目开展航空氢电推进系统的热管理创新研究
为了解决这一难题,欧洲的exFAN项目在“地平线”研究计划的资助下,正在开发一种热推进器,利用冲压空气效应将燃料电池系统的余热转化为推力。该项目为期四年,耗资400万欧元(约合410万美元),旨在为兆瓦级齿轮风扇电推进系统设计一种轻型热交换器,开发一种将废热传递给排气流的回收装置,并建立一个强大的热管理系统。
在该项目的氢发动机设计中,燃料电池为电动机提供动力,驱动齿轮风扇。冷却液将燃料电池、电机及其它电子器件的热量通过热推进器传递给排气流,然后再循环回去冷却燃料电池和电机,旨在最大化推进系统的效率。在回收器中将废热传递给风扇排气流,意味着产生相同推力所需的能量更少,从而提高了效率,超越了传统涡轮风扇发动机。
exFAN项目由西班牙CIDETEC研究中心协调,汇集了奥地利ADT、维也纳科技大学、慕尼黑工业大学、希腊IRES、西班牙EGILE、德国航空航天中心、弗劳恩霍夫研究所、Power ID公司以及比利时EASN-技术与创新服务等多家机构pg电子官方网站,。
自2023 年12月启动以来,exFAN项目团队在开发先进的热管理系统、优化燃料电池集成以及探索不同飞行条件下的性能方面取得了进展,包括高空巡航和高温起飞。ADT作为项目的协调人,探索了三种优化热管理的概念:低温质子交换膜(PEM)燃料电池与热泵结合、集成冷却系统将热量等级提升至240°C,以及高温 PEM 燃料电池在高达160°C下运行以减轻热管理系统的重量。维也纳科技大学正在研究如何将热交换器集成到系统中,以优化热量回收并减少压力损失。该团队开发了一种倾斜热交换器配置,通过增加热交换表面积来最大化传热效率,同时减少热推进器的迎风面积。然而pg电子官方网站,,目前的低温 PEM 燃料电池在高温起飞时存在挑战,因为需要大型热交换器来散发余热,这增加了系统重量和压力损失,导致巡航时效率降低。潜在的解决方案包括通过集成电池来混合推进系统,以承担峰值负载。这使得热交换器可以更小,减少了巡航时的压力损失,并提高了推进效率。
总之,exFAN项目代表了航空氢电推进技术发展中的一个关键步骤,通过创新的热管理解决方案,有望提高氢电飞机的效率和可行性,为可持续航空的未来铺平道路。