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燃料電池電動(dòng)汽車電力系統(tǒng)液體冷卻循環(huán)的數(shù)值模擬

為燃料電池提供電力功率轉(zhuǎn)換和控制的電力系統(tǒng)由控制單元、轉(zhuǎn)換器和開(kāi)關(guān)設(shè)備等組成。在對(duì)動(dòng)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(shè)計(jì)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(pán)和電子電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用后就已經(jīng)完成，所以能夠用來(lái)改造的部分十分有限。使用計(jì)算機(jī)代碼建立流體動(dòng)力學(xué)的一維模型，在冷卻系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)階段對(duì)其性能進(jìn)行模擬。分別選擇3種不同的冷卻系統(tǒng)布局，用來(lái)比較其不同的冷卻性能。通過(guò)數(shù)值模擬，對(duì)冷卻系統(tǒng)的液體流速、壓力降低和最高溫度等參數(shù)進(jìn)行推算，包括冷卻板、液壓泵、散熱器和網(wǎng)絡(luò)管道等冷卻組件。研究結(jié)果表明，對(duì)于安裝100kW動(dòng)力源的燃料電池汽車，選擇雙冷卻回路循環(huán)并通過(guò)特定的控制進(jìn)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(dá)33.4L/min，高于20.0L/min的單個(gè)循環(huán)液體流速。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的數(shù)值模擬，可以在早期設(shè)計(jì)階段確定冷卻系統(tǒng)布局，同時(shí)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