"兆瓦级燃料电池系统的冷却问题，卡住了氢能航空的脖子"

 

Conflux Technology总裁Michael Fuller专访

 

Conflux Technology是一家做热传递解决方案的公司，靠增材制造起家，专门搞热交换器。他们不走寻常路——不是在现有设计上修修补补，而是从几何结构开始重新想这件事。

 

近年来，他们陆续参与了多个氢能航空项目，其中包括与空客的合作。创始人兼CEO Michael Fuller接受了西班牙语行业杂志interempresas专访，聊了聊他们在做什么、难在哪，以及这条路还有多长。

 

Q:你们和空客在ZEROe项目上有合作。Conflux具体在做什么？这对公司意味着什么？

 

我们负责的部分，是为空客氢燃料电池推进架构开发一款3D打印热交换器，匹配它的热负荷需求。这个架构目前还在早期技术评估阶段。

 

我们切入的，是氢能航空里一个大家都绕不过去的难题：

 

兆瓦级燃料电池系统怎么散热?

 

系统功率上去了，热量就是一座山，冷却做不好，氢能飞机的效率优势就会被大打折扣。

 

对Conflux来说，这次合作打开了一扇门。空客是在认真推进下一代氢能飞机的，能跟他们一起干，我们有机会在这个市场真正成形之前就站到核心位置。

Q:增材制造做热交换器，比传统工艺强在哪？

 

氢能电动飞机对冷却的要求，比传统飞机高得多——同样的重量、同样的迎风面积，要带走更多热量。我们的设计思路就是在控制压降的前提下把散热面塞得更紧。

 

重量是一个方面。我们的热交换器可以省掉接缝、减少用料，每节省一公斤都直接反映在航程和载重上，这不是小事。另一个优势是速度。

 

我们有自己的仿真工具，加上增材制造本身改模具成本低，测试反馈回来之后能很快迭代，不用等。飞机架构还在变，我们能跟着变。

 

Q:氢能推进的热挑战，跟传统航空有什么本质区别？你们和空客怎么一起应对？

 

传统航空发动机的热量主要来自高温排气，处理起来有成熟路子。氢燃料电池不一样，它产生的是大量中低温废热。问题在于，废热温度跟外界空气温差不大，很难高效排掉。

 

我们在空客项目和澳大利亚AMSL Aero项目里积累了一些经验，现在的方向是为多回路热管理架构设计紧凑高效的换热装置，把整个热系统的重量和体积压下来。这不是单个零件的事，要从系统层面整体考虑。

 

Q:材料选择和微观几何控制，在认证这件事上有多重要？

 

我们用的材料，比如CP1铝合金和316L不锈钢，薄壁性能好，导热和结构强度都够用，适合高性能、高循环次数的场景。

 

流道和翅片的几何形状我们可以精细调控，针对具体的传热目标、压降要求和应力分布来做优化，性能和重量之间的平衡是可以主动设计的。

 

但我需要说清楚一点：认证这件事，最终是飞机制造商和他们的认证合作方在主导，我们做的是提供设计和数据，给那个过程打基础。长期测试和标准鉴定，不是我们能单独完成的。

 

Q:定制化能力对氢能飞机这类项目有多关键？

 

航空航天的零件，基本没有通用这回事。每架飞机的安装位置、管道走向、接口尺寸都不一样，拿一个标准件去硬套，几乎必然是次优解。

 

增材制造在这里的优势就很直接：外形、集流管、内部几何结构，都可以针对具体约束条件来定，而且改起来不需要重新开模，早期验证机迭代的时候特别省事。

 

Q:从系统工程角度，你们的热交换器怎么融进氢能飞机的整体热架构里？

 

在典型的氢能电动架构里，我们的换热器放在液冷回路里，从燃料电池、逆变器和其他高功率电子器件那边把热量带走，再排到外部空气。

 

这个回路连接各关键部件的冷却板，对接动压进气道或风扇进气，换热器的表现直接决定冷却液温度、电功率上限，以及进气道要做多大、带多少阻力。

 

往更前沿的方向看，我们的换热器还有可能参与氢气调节或低温子系统的热管理，不只是给电子器件散热。

 

Q:热管理做好了，对氢能航空的商业可行性能有多大影响？

 

说实话，这是能不能跑通的核心问题之一。区域航线和短途航线对航程、载重、可靠性都有硬指标，氢能飞机要真正能运营，得把这些都满足。

 

冷却系统如果太重，或者为了散热要开个大进气口，那氢能和电气化带来的效率收益就被抵消了，甚至得不偿失。反过来，如果冷却做得紧凑高效，储存的能量就能更多地转化成飞行里程，整件事才算立得住。

 

Q:航空占欧盟排放的3.6%，政治压力很大。您觉得这次跟空客的合作，是欧洲实现航空净零目标的关键一步吗？

 

我们更愿意谈技术，不太想进那个政策讨论的框架。我们能说的是：这次合作在解决一个具体的、很难的技术问题上有推进作用。但热管理只是这道题的一部分。

 

飞机设计、燃料供应、基础设施、监管体系，这些都得同步推进，缺一块都不行。最终要实现气候目标，需要很多方向的人一起往前走。

 

Q:这些热管理方案现在到哪一步了？什么时候能在真正的飞机上看到？

 

现在大多数先进热管理概念，视具体项目和子系统不同，大概在TRL 3到5级之间。

 

关键要素已经建过模、做过原型、在相关环境里测过，但离认证讨论还有一段距离，集成工作和更高级别的机械、环境测试还得继续做。

 

未来十年，我觉得主旋律是从实验室一步步走向专项试验台，不太可能突然就商业化大规模部署。

 

等性能、安全性和耐久性都有足够的数据支撑，飞机制造商才会有底气决定怎么把这些技术用到下一代商业平台上。

 

Q:除了航空，这些技术能用在其他氢能领域吗？

 

完全可以，而且这是我们有意为之的方向。氢能卡车、公交车、船舶，随着燃料电池功率上升，都需要紧凑高效的冷却，面临的封装限制和耐久性要求跟航空是相通的。

 

我们的基础几何结构可以比较快地适配不同流体、压力和工作循环，不需要从零开始。

 

这意味着我们在航空航天项目里趟出来的东西，不会只用一次。随着时间推移，会慢慢渗透到更多行业里去。

 

来源：   铂道