电动三通球阀：燃料电池电堆是一个电化学反应的场所，而冷却液的温度直接影响燃料电池的效率，尤其是当MEA的温度过高导致膜干时，严重影响燃料电池电堆的效率。目前市面上多数燃料电池汽车是通过传统的蜡式节温器调节冷却液的温度，当车辆刚启动或冷却液温度比较低时，冷却液流经小循环；而当温度升高到设定值时，小循环关闭，大循环打开，冷却液流经散热器，及时带走余热，保证冷却液的温度恒定。

　　蜡式节温器主要是由蜡包、小循环接口、大循环接口以及冷却液出口组成，蜡式节温器的内部结构如下图所示，热水从小循环进入。蜡式节温器控温原理如下：当冷却液的温度达到一定值时，蜡包内部的石蜡吸热膨胀，大循环接口打开，小循环接口关闭；当水温下降时，蜡包内部的石蜡放热收缩，大循环接口关闭，小循环接口打开。

　　蜡式节温器是通过蜡包内部石蜡膨胀收缩控制大小循环接口的开关，故蜡式节温器存在以下问题：1、响应滞后性；当冷却液温度达到阀值时，需要接近20+s的时间大循环才能完全打开，不能对冷却液温度进行精准控制。尤其是当汽车猛加速时，冷却液温度很快到达阀值，而大循环还未打开，这时FCU只能通过限制功率保证系统安全运行；2、由于蜡式节温器的特殊结构，通过石蜡的膨胀和收缩控制大小循环的开关，因此蜡式节温器存在微小的冷却液泄漏，即使量产车型的节温器也存在一定的泄漏（<400ml/min）；3、蜡式节温器存在滞后性，及升程值都为2mm时对应的升温速度与降温速度存在温度差；4、由于蜡式节温器的特殊结构，对蜡包的材质要求为高导热（目前量产车辆的蜡包采用黄铜），而黄铜材质在FC冷却液中耐久性较差

　　蜡式节温器的大循环的泄漏量与流量关系

　　由于蜡式节温器存在上述问题，为了更好的控制冷却液的温度精度，同时提高燃料电池的输出性能，因此开发了电动三通阀。电动三通阀可根据电堆进/出口的冷却液温度控制大小循环的开关，主要工作原理如下图所示，蜡式节温器与电动三通阀的燃料电池发动机的性能对比如下：

　　电动三通阀控温原理

　　温度精度

　　由于蜡式节温器的响应时间长，而且存在滞后性，所以在燃料电池运行进行大小循环切换时，电堆的进口温度会存在较大的温度波动（>10℃），而应用电动三通阀通过控制阀门的开度则可以改善冷却液温度波动（<2℃），但是对控制策略提出了较高的要求。

　　冷启动的稳定性

　　由于电动三通球阀的泄漏量远小于蜡式节温器（电动三通阀：<10ml/min）,因此冷启动时冷却液的温度升温速率会加快（同样的操作条件下），如下是电动三通阀与蜡式节温器的对比数据，电动三通阀比蜡式节温器缩短了50s，考虑到此实验是在环温下进行，低温启动时差距会进一步加大。低温启动时，冷却液快速升温，可以在一定程度减小电堆内部水淹，进而导致催化剂载体的腐蚀。

　　冷却液的升温速率对比

　　压力损失小

　　电动三通阀相比蜡式节温器具有更小的压力损失，因此在具有相同的水泵扬程的前提下，可以加强电堆的散热性能。电动三通阀的比蜡式节温器的性能提高了90%（5kpa 180L/min），因此冷却液的流量会增加29%（117lpm——151lpm），提高了燃料电池的冷却性能。

　　电动三通阀及蜡式节温器的流阻对比

　　高功率持续时间延长

　　由于蜡式节温器的响应时间较长，因此装配蜡式节温器的燃料电池发动机的最大功率的持续输出时间<5s；而电动三通阀的响应时间可以达到0.2s（打开/关闭大循环的时间），可以在一定程度上延缓冷却液温度到达阀值的速度，因此最大功率的持续输出时间可以达到45s左右。