燃料電池電動汽車熱管理系統(tǒng)的冷卻性能分析

燃料電池電動汽車熱管理系統(tǒng)的冷卻性能分析

對燃料電池電動汽車中的燃料電池散熱系統(tǒng)在不同實際行駛工況下的散熱能力進行了評估。首先通過試驗測得出在不同車速和前進氣格柵開度條件下散熱系統(tǒng)空氣平均流速、氣體壓強以及氣體溫度，并建立相應空氣流速數(shù)學模型，空氣流速試驗結果表明具有較好的一致性。之后建立了燃料電池電動汽車散熱系統(tǒng)一維數(shù)學模型，在散熱系統(tǒng)模型中將車輛前進氣格柵空氣阻力和散熱器空氣阻力作為冷卻氣流中的障礙物，根據車輛的布置形式，將散熱器的布置方向和空氣流速方向保持一致。利用商業(yè)熱管理軟件KULI對燃料電池散熱器在高速工況、爬坡工況的散熱性能進行了仿真分析，并對比分析了車載空調系統(tǒng)燃料電池散熱性能的影響。

在實際仿真過程中，選取燃料電池最大功率為80kW，散熱器風扇最大功率120W，空氣溫度35℃。仿真結果表明，在高速工況和爬坡工況下，散熱器溫度都低于散熱系統(tǒng)的最大允許溫度80℃，但在上坡工況下由于車輛需求功率較大而汽車前進氣格柵進氣速度較小，因此散熱器整體溫度高于高速工況時很多。而當車輛在工作過程中空調系統(tǒng)工作時，散熱器平均溫度比沒開空調系統(tǒng)時高出3.1℃左右。仿真結果指出，如果環(huán)境溫度繼續(xù)增高，則散熱器溫度可能會超過限定溫度，因此對燃料電池電動汽車布置方式進行了改進，并適度增大散熱器的體積，以提高散熱系統(tǒng)進氣量，改進后的散熱系統(tǒng)可以使散熱器冷卻劑溫度下降22.7%，滿足任意行駛條件下燃料電池電動汽車燃料電池的散熱需求。

刊名：Energies（英）

刊期：2016年第10期

作者：HS Lee

編譯：孫志祥