科创中国

本项目研制的燃料电池汽车供氢制冷系统，将储氢罐中的高压氢气在降压前先通入G-M脉管制冷机，进行制冷，也可以同时制热，降压后再进入燃料电池系统。这样，可以为燃料电池热管理提供冷量、热量，在一定程度上降低汽车系统能耗，提高燃料电池发动机效率。为了获取更大的冷量与热量，本技术采用三级脉管串联的形式。为了防止单根脉管体积过大，采用平行通道多根小直径脉管并联的方案。为了使制冷效率达到最大，本技术所用G-M型脉管制冷机采用直线布置的方式。G-M型脉管制冷机带吸、排气阀，其工作频率的控制使用旋转阀来实现，因此G-M型脉管制冷机工作频率往往不高（低于10Hz）。

燃料电池汽车以氢气作为燃料，车上通常装有两个高压储氢瓶来储存氢气，氢气通过供氢管路进入燃料电池前需经过降压阀降压，这部分氢气的压力无法被有效利用，造成能量的浪费。脉管制冷机没有运动部件，结构简单，使用寿命长。相比于其他制冷系统，脉管制冷机具有较强的抗电磁干扰能力和减震能力。近年来，脉管制冷机在制冷低温领域有着广泛的应用。G-M型脉管制冷机使用旋转阀这一室温运动部件来控制充放气，其结构更为简单、运行可靠。脉管制冷机的运行需要一个高压气源，本技术将燃料电池的燃料-高压氢气作为脉管制冷机的高压气源，充分利用了这一部分高压能量。

本项目的目的在于提出一种具有较大制冷量的脉管制冷机，及可以有效利用氢气能源，为汽车的空调系统提供冷源，从而有效降低能源的燃料电池汽车的供氢制冷系统。

上海理工大学制冷低温创新技术与装备创新团队，根据上海理工大学制冷与低温工程学科深厚的学科基础和发展特色、聚焦强大科研能力和社会服务能力，在张华教授带领下，凝聚了一批以博士和教授为骨干的科研人员（30余人）。多年来，坚持基础研究与工程应用并举，承担大量国家和上海市和行业企业委托项目任务，形成了以环保制冷剂、制冷低温新技术、特殊用途制冷低温装备关键技术等为主的三大研究方向。联合国内外高校、研究所、企业积极开展合作，与中科院上海技术物理所、海尔、上海电气海立有限公司建立了紧密良好的科技合作关系。近五年科研经费达8000多万元，发表科研论文800多篇，获得发明专利49项，取得了一批国内领先和国际先进水平的科研成果，获省部级科技进步奖以上近20项。

与现有技术相比，本项目的优势之处在于：本项目的脉管制冷机包括三级脉管，可以获取更大的制冷量；

但是随着脉管级数的增加，脉管内工作气体的压力会明显降低，由于脉管体积庞大，影响脉管的制冷能力；因此，本项目的脉管制冷机的第二级脉管和第三级脉管采用多根脉管组件并联的形势，从而减少单个脉管的体积，进一步提升制冷效果。

本项目的燃料电池汽车的供氢制冷系统通过对脉管制冷机的添加，将高压氢气在降压前先通入脉管制冷机，有效的利用这部分优质能源，为燃料电池汽车提供额外的冷量，在一定程度上降低汽车空调系统的能耗，达到整车节能的目的。

通过共同研发，解决关键技术，研制模型样机，推广应用。