質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)仿真與廢熱利用.pdf

1、以清潔和可再生燃料氫氣作為燃料的燃料電池憑其高效、低溫高功率密度、快速啟動(dòng)和零排放的特點(diǎn)引起人們的高度重視，最有可能成為新能源汽車的動(dòng)力裝置。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率大概在40％～60％之間，內(nèi)部約有40％-60％的能量耗散為熱能，其熱負(fù)荷達(dá)到傳統(tǒng)汽車的兩倍。燃料電池理想工作溫度為65～70℃，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的廢熱，其中95％以上通過冷卻循環(huán)水帶走，以保證燃料電池在合適的溫度下工作。燃料電池廢熱為低品位能量，但根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，可對(duì)

2、尾氣能量回收利用。論文采用模擬仿真方法研究PEMFC冷卻系統(tǒng)散熱，并探討其廢熱利用方式。
　　 本文首先探討了基于GT-COOL軟件的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)建模方法，主要包括以下內(nèi)容：介紹了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)仿真的數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)分析了所采用的物理模型，包括燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)模塊以及冷卻系統(tǒng)模塊。其次，運(yùn)用GT-COOL軟件建立了30kW質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的一維仿真模型，該模型主要由電堆、水泵、風(fēng)扇和散熱器子模型組成

3、。利用該模型對(duì)燃料電池在各工況點(diǎn)的冷卻系統(tǒng)散熱特性進(jìn)行仿真，并將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值的相對(duì)誤差在5％以內(nèi)，證明模型是合理的。在此基礎(chǔ)上探討了主要參數(shù)對(duì)冷卻系統(tǒng)的影響；利用GT-COOL軟件建立大功率燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)模型，通過對(duì)仿真結(jié)果對(duì)比分析，對(duì)各個(gè)模塊化方案進(jìn)行選擇。
　　 能量回收再利用技術(shù)在任何動(dòng)力系統(tǒng)中都是不容忽視的技術(shù)，對(duì)于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其尾氣的能量回收再利用具有非常重大的意義