燃料电池电动汽车热管理系统的冷却性能分析

燃料电池电动汽车热管理系统的冷却性能分析

对燃料电池电动汽车中的燃料电池散热系统在不同实际行驶工况下的散热能力进行了评估。首先通过试验测得出在不同车速和前进气格栅开度条件下散热系统空气平均流速、气体压强以及气体温度，并建立相应空气流速数学模型，空气流速试验结果表明具有较好的一致性。之后建立了燃料电池电动汽车散热系统一维数学模型，在散热系统模型中将车辆前进气格栅空气阻力和散热器空气阻力作为冷却气流中的障碍物，根据车辆的布置形式，将散热器的布置方向和空气流速方向保持一致。利用商业热管理软件KULI对燃料电池散热器在高速工况、爬坡工况的散热性能进行了仿真分析，并对比分析了车载空调系统燃料电池散热性能的影响。

在实际仿真过程中，选取燃料电池最大功率为80kW，散热器风扇最大功率120W，空气温度35℃。仿真结果表明，在高速工况和爬坡工况下，散热器温度都低于散热系统的最大允许温度80℃，但在上坡工况下由于车辆需求功率较大而汽车前进气格栅进气速度较小，因此散热器整体温度高于高速工况时很多。而当车辆在工作过程中空调系统工作时，散热器平均温度比没开空调系统时高出3.1℃左右。仿真结果指出，如果环境温度继续增高，则散热器温度可能会超过限定温度，因此对燃料电池电动汽车布置方式进行了改进，并适度增大散热器的体积，以提高散热系统进气量，改进后的散热系统可以使散热器冷却剂温度下降22.7%，满足任意行驶条件下燃料电池电动汽车燃料电池的散热需求。

刊名：Energies（英）

刊期：2016年第10期

作者：HS Lee

编译：孙志祥