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作者:燕泽英;唐小龙;杨锋;李力军;王昕雨;王翔;许嘉威;纪孟菲;赵强;
单位:潍柴动力股份有限公司;潍柴重机股份有限公司;
摘要:针对燃料电池汽车(尤其是储氢量大的重卡)因氢瓶加注过程温升而导致加注速率受限、加注时间难以满足用户需求的问题,建立了高压氢瓶加注温升的高精度数值计算模型,并借助流体力学软件Fluent,对35 MPa,385 L的重卡用大容积氢瓶加注情形展开仿真模拟,深入探究了加注过程中氢瓶内气体的温度分布规律,以及不同升压速率、环境温度与初始压力对瓶内气体温升的影响规律。模拟结果表明,加注完成时,氢瓶温度随升压速率的增加呈非线性增加,与环境温度和初始压力呈线性相关,不同环境温度和初始压力下,通过理论计算可预测最终瓶内气体温度,进而选择合适的加注策略。同时,针对夏季40℃高温环境加注超温的工况,提出了控制氢瓶温升的加注策略,并通过控制升压速率及预冷温度与时间,保证在能耗最小的情况下,氢瓶在3 min内完成快速、安全加注。该研究为使用大容积氢瓶的燃料电池重卡加注提供了理论支持。
关键词:大容积氢瓶;;温升;;快速加注技术;;数值模拟
基金资助:国家重点研发计划项目(2021YFB4000800)