燃料電池電動汽車電力系統液體冷卻循環的數值模擬

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燃料電池電動汽車電力系統液體冷卻循環的數值模擬

為燃料電池提供電力功率轉換和控制的電力系統由控制單元、轉換器和開關設備等組成。在對動力系統能量流管理期間，包括電子系統本身的功率電子器件發熱等，不可避免地引起功率損耗。所以，有效地設計冷卻系統尤為重要。介紹了一種用于電力系統的液體冷卻系統，以保證電子元件工作在額定最高溫度以下。然而，汽車上冷卻系統的布局通常在底盤和電子電力系統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的單個循環液體流速。通過對系統的數值模擬，可以在早期設計階段確定冷卻系統布局，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