燃料电池电动汽车氢扩散模拟的实用方法研究

燃料电池电动汽车氢扩散模拟的实用方法研究

研究了仿真加压氢气从一个小口高速扩散泄漏，以复杂形状进入燃料电池电动汽车的时间计算。但这种模拟方法存在一个计算量大的问题，因此计算时间延长。为了解决此问题，采用一种3部分分割方法来减少计算时间。在该方法中，计算区域分成3部分。①在靠近氢气出口计算该区域可压缩流体流量计；②采用稳态不可压缩流的计算方法，其中所述氢气流差和其流率在第一部分周围的空间下降，使用第一部分结果作为边界条件；③所有剩余计算区域进行非稳态不可压缩流计算，使用第二部分的结果作为边界条件。这3部分分割方法用来模拟电池电动车辆氢气罐中氢燃料的扩散。使用该方法，有可能在30s内计算出氢的行为。此外，在计算值和试验值之间具有良好的定量匹配。

燃料电池电动汽车作为期望很高的一种技术，能减少CO2的排放量，从而有望能够解决全球气候变暖问题，同时为传统汽车用户提供方便。保证这些车辆氢气作为燃料的安全性，对于其在市场上广泛应用是必不可少的。氢气是无色无味的，氢传感器用于检测氢气的泄漏。为了实现精确检测，仅使用一个小的氢泄漏传感器，有必要了解泄漏氢气的流动性质，然后将其安装在最合适的位置。采用适合的传感器在实际车辆进行测试，从而对氢气的流向进行了研究。鉴于此，需要为期几个月的试验实现传感器的最终定位，如图1所示。

MitsunoriMatsumotoetal. SAE 2012-01-1231.

编译：齐建华