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作者：贺振宗;李想;毛军逵;梁凤丽;胡焦英;付尧;董玮;王跃;曲江磊;
单位：南京航空航天大学能源与动力学院;先进航空发动机协同创新中心;航空机电系统综合航空科技重点实验室;中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心;
摘要：本文以航空煤油催化重整制氢为氢燃料来源，构建了基于固体氧化物燃料电池和涡轮发动机（Solid Oxide Fuel Cell/Gas Turbine,SOFC/GT）的氢能混合动力热管理系统模型，分析了系统?效率及各部件?损失、?损失占比情况。结果表明，涡轮废气和水蒸发换热器是整个系统中?损失最大的部分。因此，本文提出了一种考虑余热梯级利用的优化系统架构，即省去水蒸发换热器和水泵，并将部分高温废气（主要为H_2O）通入分离器，将其中大部分水蒸气分离出来引入重整集成单元，以满足重整器供热和水补给需求，该方案与初始模型相比系统效率提高了约6%，?效率提高了约4.5%。开展了SOFC/GT混合动力热管理系统多目标优化研究，结果显示，兼顾负载功率需求和系统?效率的多目标优化模型不仅具有很好的需求功率跟随性，还能获得较高的系统?效率。与仅考虑功率需求的单目标优化模型相比，该多目标优化模型系统效率提高了4%，?效率提高了2%。基于该多目标优化模型，研究了典型工作剖面下的SOFC/GT混合动力热管理系统决策变量（电流、燃油泵转速、空气流量等）的变化特性曲线。结果表明，该模型获得的决策变量变化特性曲线能确保整个系统实际输出功率满足期望负载需求，同时也能使得系统?效率维持在较高水平（≮40%），其中最大?效率可达58%。
关键词：固体氧化物燃料电池;;涡轮发动机;;热管理系统;;?损失;;多目标优化
基金资助：江苏省自然科学基金（BK20231445）;; 航空科学基金（20230028052001）;; 中央高校基本科研业务费（501XTCX2023146001）~~
