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燃料電池電動汽車電子液壓冷卻系統(tǒng)的數(shù)值評估

燃料電池電能的轉(zhuǎn)換和控制是通過電子系統(tǒng)控制的。電子系統(tǒng)主要由控制單元、轉(zhuǎn)換器和開關(guān)設(shè)備組成。在電源管理期間，燃料電池的電能損失會導(dǎo)致電子系統(tǒng)發(fā)熱。因此，冷卻系統(tǒng)的有效設(shè)計對于電子系統(tǒng)的安全性、可靠性和耐久性都是至關(guān)重要的。

電子系統(tǒng)普遍采用液體冷卻系統(tǒng)來使電子組件的溫度保持在規(guī)定的溫度之內(nèi)。盡管如此，冷卻系統(tǒng)組件的設(shè)計通常都是在底盤和電子系統(tǒng)設(shè)計完成之后才開始進(jìn)行的，這樣冷卻系統(tǒng)組件設(shè)計的自由性就被限制在了很小的范圍內(nèi)。因此，在最終確定冷卻系統(tǒng)的布局設(shè)計之前，調(diào)查冷卻系統(tǒng)的冷卻效果就成為十分重要而且緊迫的工作。

提出了一種在概念設(shè)計階段使用流體力學(xué)計算機(jī)模型來模擬分析冷卻系統(tǒng)性能的方法。流體力學(xué)模型是通過三維和一維數(shù)值仿真實(shí)現(xiàn)。三維CFD代碼可以描述壓力下降和每個電子組件的最高溫度。液壓泵和散熱片則是通過一維CFD代碼進(jìn)行模擬仿真。對采用3個不同冷卻系統(tǒng)的系統(tǒng)冷卻效果進(jìn)行了比較分析。冷卻系統(tǒng)中的液體流速、壓力下降和最高溫度通過冷卻系統(tǒng)的數(shù)值仿真進(jìn)行計算。冷卻系統(tǒng)由冷凝板、液壓泵、散熱片和管道網(wǎng)絡(luò)組成。在數(shù)值模擬分析試驗(yàn)中，采用指定陣列的雙冷卻回路冷卻系統(tǒng)可以將散熱片中的流體速度達(dá)到33.4L/min,從而使電子系統(tǒng)的最高溫度控制在規(guī)定溫度以內(nèi)。

刊名：International Journal of Heat and Mass Transfer（英）

刊期：2014年第73期

作者：Heesung Park

編譯：路順杰