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燃料電池電動汽車電力系統(tǒng)液體冷卻循環(huán)的數值模擬

為燃料電池提供電力功率轉換和控制的電力系統(tǒng)由控制單元、轉換器和開關設備等組成。在對動力系統(tǒng)能量流管理期間，包括電子系統(tǒng)本身的功率電子器件發(fā)熱等，不可避免地引起功率損耗。所以，有效地設計冷卻系統(tǒng)尤為重要。介紹了一種用于電力系統(tǒng)的液體冷卻系統(tǒng)，以保證電子元件工作在額定最高溫度以下。然而，汽車上冷卻系統(tǒng)的布局通常在底盤和電子電力系統(tǒng)的設計應用后就已經完成，所以能夠用來改造的部分十分有限。使用計算機代碼建立流體動力學的一維模型，在冷卻系統(tǒng)概念設計階段對其性能進行模擬。分別選擇3種不同的冷卻系統(tǒng)布局，用來比較其不同的冷卻性能。通過數值模擬，對冷卻系統(tǒng)的液體流速、壓力降低和最高溫度等參數進行推算，包括冷卻板、液壓泵、散熱器和網絡管道等冷卻組件。研究結果表明，對于安裝100kW動力源的燃料電池汽車，選擇雙冷卻回路循環(huán)并通過特定的控制進行高效地冷卻，可使電子元件工作在額定最高溫度之下，冷卻控制包括使用高速液體流方法，液體流速高達33.4L/min，高于20.0L/min的單個循環(huán)液體流速。通過對系統(tǒng)的數值模擬，可以在早期設計階段確定冷卻系統(tǒng)布局，同時保證其冷卻的性能。

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

刊期：2014年第3期

作者：Heesung Park

編譯：陳鵬飛