燃料电池电动汽车电力系统液体冷却循环的数值模拟



燃料电池电动汽车电力系统液体冷却循环的数值模拟

为燃料电池提供电力功率转换和控制的电力系统由控制单元、转换器和开关设备等组成。在对动力系统能量流管理期间，包括电子系统本身的功率电子器件发热等，不可避免地引起功率损耗。所以，有效地设计冷却系统尤为重要。介绍了一种用于电力系统的液体冷却系统，以保证电子元件工作在额定最高温度以下。然而，汽车上冷却系统的布局通常在底盘和电子电力系统的设计应用后就已经完成，所以能够用来改造的部分十分有限。使用计算机代码建立流体动力学的一维模型，在冷却系统概念设计阶段对其性能进行模拟。分别选择3种不同的冷却系统布局，用来比较其不同的冷却性能。通过数值模拟，对冷却系统的液体流速、压力降低和最高温度等参数进行推算，包括冷却板、液压泵、散热器和网络管道等冷却组件。研究结果表明，对于安装100kW动力源的燃料电池汽车，选择双冷却回路循环并通过特定的控制进行高效地冷却，可使电子元件工作在额定最高温度之下，冷却控制包括使用高速液体流方法，液体流速高达33.4L/min，高于20.0L/min的单个循环液体流速。通过对系统的数值模拟，可以在早期设计阶段确定冷却系统布局，同时保证其冷却的性能。

刊名：International Journal of Heat and Mass Transfer（英）

刊期：2014年第3期

作者：Heesung Park

编译：陈鹏飞