4新闻中心
您的位置:首页  ->  新闻中心  -> 解决方案

氢燃料电池热管理:车规电感抗氢脆对温度传感器可靠性的提升

文章出处:平尚科技 责任编辑:平尚科技 发表时间:2025-06-30
  

​氢燃料电池热管理:车规电感抗氢脆对温度传感器可靠性的提升


当丰田Mirai氢燃料电池在-30℃冷启动时,电堆温度传感器供电电感的氢脆效应正悄然发酵——传统电感在含氢环境中运行500小时后感量衰减达12%,导致温度采样误差超±3℃。平尚科技通过钴基非晶合金磁芯多层氢阻隔封装技术,在现代NEXO燃料电池系统中实现3000小时氢暴露后感量漂移<±0.3%,为电堆温度控制筑起原子级防护屏障。





氢脆效应的三重渗透链


1.晶界氢脆
氢气分子渗透至铁氧体晶界(扩散速率3×10⁻¹¹m²/s),导致磁导率年衰减率>15%

2.电极脆化
银电极在氢环境中生成脆性氢化银,接触电阻飙升200%

3.热耦合失效
电感温漂引发温度传感器供电纹波>50mV,使NTC阻值测量误差达±1.5%

实测数据显示:

  • 3ppm氢气浓度下传统电感寿命缩短至800小时
  • 电堆温差从±2℃恶化至±8℃
  • 冷启动时间延长120%






平尚科技抗氢脆方案


氢阻隔磁芯结构

[Co₆₈Fe₄Cr₃Si₁₂B₁₃非晶带材]  
→ [等离子体氮化处理]  
→ [纳米晶界密封层]


  • 氢扩散系数:降至5×10⁻¹⁵m²/s(较铁氧体降低6个数量级)
  • 居里温度:>450℃(满足150℃长期运行)
  • 损耗特性:100kHz/150℃下比损耗<350kW/m³





五层防护封装



[内层:纳米氧化铝镀膜]  
│  
[阻氢胶:含钯分子筛]  
│  
[铜镍合金屏蔽壳]  
│  
[中层:氮化硅陶瓷]  
│  
[外层:全氟聚醚涂层]


  • 氢渗透率<10⁻¹⁴g/(m·s·Pa)
  • 通过ISO 14687-2:2019氢环境测试3000h


燃料电池选型指南



协同防护设计:


  • 热补偿算法:基于电感温度实时校正NTC阻值(精度提升至±0.1℃)
  • 氢浓度监测:集成钯纳米线传感器,氢泄露>100ppm自动关断
  • 抗震缓冲:气凝胶填充层(密度0.1g/cm³)通过50G机械冲击测试



行业实证案例


现代NEXO电堆热管理


成果:​
  • 3000h氢暴露后感​量漂移:12%→0.28%
  • 电堆温差控​制:±1.5℃



丰田MiraiⅡ冷启动系统

  • -30℃环境部署特种电感
  • 氢阻隔封装
效​果:
  • 冷启动时间:120s→45s
  • 低温发电效率提升35%

长城燃料电池空压机

  • 轴承温度传感供电升级
  • 集成氢泄露预警
使:​
  • 转速控制精度:±500rpm→±50rpm
  • 氢气利用率提升18%




从钴基非晶的晶界氢陷阱设计,到五层封装的气密分子锁,平尚科技的电感技术正在重定义燃料电池的生存边界。当MiraiⅡ在-30℃极寒中依然保持±1.5℃的电堆温控精度时,那0.28%的感量稳定性如同能量转换的定海神针,为氢能时代筑牢零碳出行的热管理基石。

Hello!

平尚电子公众号

微信扫一扫

享一对一咨询