燃料电池汽车散热器的换热效率研究-节能与新能源汽车网.PDFVIP

研 究 与 设 计 燃料电池汽车散热器的换热效率研究 曾辉杰 1,2 ， 常国峰 1,2 ， 倪淮生 1,3 ， 俞嘉麟 3 (1. 同济大学新能源汽车工程中心，上海201804 ；2. 同济大学汽车学院，上海201804 ； 3. 上海燃料电池汽车动力系统有限公司，上海201804) 摘要：质子交换膜燃料电池工作温度低、热负荷大，如何使热管理系统在工作时充分发挥出其性能，是燃料电池热管理 工作的重点。根据燃料电池汽车的热特性和工作工况，以燃料电池汽车热管理系统散热器的换热效率为指标，通过小型 风洞实验，对燃料电池汽车散热器的换热效率影响因素进行研究。通过计算分析得到：在燃料电池汽车运行工况下，可 通过调节工质的运行参数，提高散热器的换热效率。去离子水作为冷却液的散热器的效率要比采用其与乙二醇混合溶 液作为冷却液的散热器的换热效率高；散热器换热效率随冷却液流量的增加而逐渐增大，但是冷却液流量越大，换热效 率增加的幅度逐渐减小；散热器换热效率随空气流速的增加而减小，空气流速越大，换热效率减小的幅度越小；散热器 换热效率随空气侧(冷流体侧)入口温度的减小而降低。 关键词：燃料电池；散热器；换热效率；风洞实验 中图分类号：TM911 文献标识码：A 文章编号：1002-087X(2014)02-0255-04 Heat exchange efficiencies of fuel cell vehicle radiator ZENG Hui-jie1,2, CHANG Guo-feng1,2, NI Huai-sheng1,3, YU Jia-lin3 (1. Clean Energy Automotive Engineering Center, Tongji University, Shanghai 201804, China; 2. School of Automotive Studies, Tongji University, Shanghai 201804, China; 3. Shanghai Fuel Cell Vehicle Powertrain Co., Ltd, Shanghai 201804, China) Abst temperatures. 质子交换膜燃料电池工作温度低，冷却液与环境温差小， 燃料电池热管理系统设计中，散热器的换热效率作为衡 若用传统车用散热模块，其体积为传统汽车散热模块的2~3 量散热器运行效率的重要参数，历来为研究者所重视。换热效 倍，无法满足燃料电池车总布置设计的要求。很多国内外的学 率的高低表征着同等边界条件下传热效率的高低，对降低燃 者都在进行燃料电池热管理的研究。Yangjun Zhang 等[1]建立 料电池辅助系统功耗，提高燃料电池输出功率及热管理系统 质子交换膜燃料电池热管理系统模型，以确定热管理系统的 的优化控制起着重要的作用。 基本热物理行为，并对燃料电池输出功率、冷却液流量、空气 1换热效率对燃料电池热管理的意义 流量和环境温度等系统参数进行研究。Pukrushpan[2]给出了质 换热效率表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热 子交换膜燃料电池电堆系统的建模，建立了适合于控制的 效果之比。换热效率计算公式： PEMFC 电堆系统动态模型。Moo-Yeon Lee 等[3]研究了用R744 Q ? − 取代R-134a 对燃料电池汽车空调系统性能的影响。 Q
 收稿日期：2013-06-16