检索结果-内蒙古大学图书馆

吉林大学学报（工学版） 2024年第9期54卷 2401-2413页

作者：商蕾杨萍杨祥国潘建欣杨军张梦如武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司技术研发中心武汉430064

针对质子交换膜燃料电池热管理系统存在响应速度慢、系统振荡、温度波动大及强耦合性等问题,本文提出了一种冷却液流量跟随电流控制,基于自适应粒子群算法优化神经网络的PID控制策略,并在Matlab/Simulink平台搭建燃料电池堆功率为125 k... 详细信息

针对质子交换膜燃料电池热管理系统存在响应速度慢、系统振荡、温度波动大及强耦合性等问题,本文提出了一种冷却液流量跟随电流控制,基于自适应粒子群算法优化神经网络的PID控制策略,并在Matlab/Simulink平台搭建燃料电池堆功率为125 kW质子交换膜燃料电池热管理系统,用于分析各零部件之间的流量分配和热量交换,在不同工况下与神经网络优化的PID控制策略和传统PID控制策略进行对比。仿真结果表明:在不同工况下,本文提出的控制策略能实现散热风扇和循环水泵的解耦;在阶跃信号测试下,实现循环水泵流量跟随电流快速响应;在动态性能测试下,实现无超调且在30 s内稳定,减小系统的振荡量,减轻燃料电池堆进出口冷却液温差和燃料电池堆电压的波动程度。结果说明该控制策略具有良好的控制性能。

关键词：动力机械工程燃料电池神经网络热管理系统控制策略

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多温度限制点条件下燃油热管理系统热回油特性分析

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 841-851页

作者：杨世宇林远方于海育徐向华梁新刚清华大学航天航空学院热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

热回油是提高飞行器燃油热管理系统性能的重要途径。为研究多温度限制点条件下燃油热管理系统的热回油特性,该文基于Python语言自主开发了燃油热管理系统稳态仿真模型,并进行了实验验证。首先分析了热回油流量对各温度限制点温度的影响... 详细信息

热回油是提高飞行器燃油热管理系统性能的重要途径。为研究多温度限制点条件下燃油热管理系统的热回油特性,该文基于Python语言自主开发了燃油热管理系统稳态仿真模型,并进行了实验验证。首先分析了热回油流量对各温度限制点温度的影响规律,结果表明热回油流量的增加并不一定使得全部温度限制点的温度均下降,甚至导致了供油箱出口温度和热回油阀出口温度的升高,这说明过大或过小的热回油流量均可能引发燃油热管理系统的失效,热回油流量存在满足温度限制要求的变化区间。对于飞机热载荷加热器出口温度和燃油喷嘴出口温度,存在热回油临界流量,当热回油流量达到临界值时,进一步增加热回油会提升系统超温的风险。随后探究了热回油作用下系统的飞机热载荷极限,发现飞机热载荷极限对应于热回油流量限制区间的大小突变为0的临界状态,且此时限制区间的下界是系统的热回油临界流量。进一步研究发现,当飞机热载荷加热器出口温度和燃油喷嘴出口温度在极限状态下同时达到各自的限制值时,系统达到正常工作时的总热载荷极限。为了充分利用系统的总热载荷极限,该文提出了可以实现系统热载荷之间相互传递的中间回路并给出了潜在方案,为飞发一体化热管理提供了一种优化途径。

关键词：热管理系统温度限制热回油热载荷极限数值模拟燃油

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基于LNG的高速飞机热管理系统设计建模与分析

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航空学报 2023年第10期44卷 102-116页

作者：成超乾于鹏谢宗齐李洋焦宗夏北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院宁波315800 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室北京100191 北京航空航天大学先进航空机载系统工业和信息化部重点实验室北京100191 北京空天技术研究所北京100074 天目山实验室杭州311115

针对高速飞机长时高速飞行过程中面临的机载热管理系统潜在超温问题,引入消耗性冷源液化天然气(LNG)设计了一种新型的热管理系统架构。面向最高巡航马赫数为7的完整飞行剖面,通过热管理系统动态仿真,对比分析了引入LNG前后,不同初始条... 详细信息

针对高速飞机长时高速飞行过程中面临的机载热管理系统潜在超温问题,引入消耗性冷源液化天然气(LNG)设计了一种新型的热管理系统架构。面向最高巡航马赫数为7的完整飞行剖面,通过热管理系统动态仿真,对比分析了引入LNG前后,不同初始条件下机载设备、机身结构和发动机滑油冷却系统的温度。结果表明高速飞机通过引入LNG来提升热管理系统性能具有可行性。在未引入LNG并以燃油为主要热沉时,热管理系统在高速段和返航时由于热沉不足导致系统温控能力下降,机载系统可能存在长时间的超温现象。引入LNG后在高速段和返航时解决了超温问题,并得到了不同起飞环境温度下LNG的消耗量及引入LNG后的体积和重量代价,通过数据拟合得到LNG消耗量与起飞环境温度的经验公式,可为同类型系统设计提供了参考。

关键词：高速飞机 LNG 热管理系统温控性能代价评估

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基于三介质换热器的电动汽车热管理系统及其性能分析

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汽车工程 2023年第11期45卷 2001-2013,2057页

作者：于天蝉王源石文星梁辰吉昱李先庭岑俊平罗敏清华大学建筑技术科学系北京100084 上海威可特汽车热交换器制造有限公司上海201500

电动汽车能实现节能减排与蓄能调峰,其推广应用对于我国“双碳”战略目标的实现具有重要意义。针对现有电动汽车热管理系统尚存在换热流程复杂、系统能效低、难以轻量化集成等问题,本文中提出基于三介质换热器的电动汽车热管理系统,通... 详细信息

电动汽车能实现节能减排与蓄能调峰,其推广应用对于我国“双碳”战略目标的实现具有重要意义。针对现有电动汽车热管理系统尚存在换热流程复杂、系统能效低、难以轻量化集成等问题,本文中提出基于三介质换热器的电动汽车热管理系统,通过样机实验测试建立了三介质换热器计算模型,并结合电动汽车负荷模型与热泵模型建立了三介质换热器电动汽车热管理系统性能模型,分析该系统在不同工况下的运行特性,并与现有典型热管理系统方案进行性能对比。结果表明,在夏季36℃、60 km/h工况下,三介质换热器热管理系统相较于现有的采用风冷冷凝器、液冷冷凝器的热管理系统分别节能2.3%、15.1%;在冬季0℃、60 km/h工况下,采用舱外、舱内三介质换热器进行余热回收时,分别比不采用余热回收的系统节能5.9%、19.7%。

关键词：电动汽车三介质换热器热管理系统性能分析

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多箱电池包直冷热管理系统的实验研究

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制冷学报 2025年第3期46卷 84-90,112页

作者：李鑫盛贾腾赵耀姜山代彦军上海交通大学中英国际低碳学院上海201306 上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240 太阳能发电及制冷教育部工程研究中心上海200240

随着锂离子电池功率密度不断提高以及高功率快充技术的发展,电池热管理系统的设计已成为研究的重点和难点。基于吹胀式冷板构建了一种多箱电池包直冷热管理系统,并对系统在不同运行工况下的性能表现进行了实验研究。结果表明:在0.5 C倍... 详细信息

随着锂离子电池功率密度不断提高以及高功率快充技术的发展,电池热管理系统的设计已成为研究的重点和难点。基于吹胀式冷板构建了一种多箱电池包直冷热管理系统,并对系统在不同运行工况下的性能表现进行了实验研究。结果表明:在0.5 C倍率充电工况下,压缩机转速为2400 r/min时,系统的平均性能系数(COP)可达到5.83,冷板的最大无量纲压力损失系数为6.27%,冷板间最大温差为1.90℃。冷板间的温差随着压缩机转速升高和冷板热载荷的增加而增大,冷板间的最大温差为3.99℃。系统COP随着压缩机转速的升高而降低,系统COP最高可达7.41。

关键词：热管理系统直冷多箱电池包性能系数

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扰流结构对电池热管理系统的传热特性研究

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储能科学与技术 2024年第11期13卷 3889-3897页

作者：钱亨刘剑霍玉雷浙江水利水电学院浙江杭州310000 浙江杭可科技股份有限公司浙江杭州311217 浙江城建煤气热电设计院股份有限公司浙江杭州310030

为解决锂离子电池充放电设备内电池组热管理系统的热特性需求,通过构建多通道电池组热管理系统扰流结构物理模型,结合单体电池实测参数进行热模型验证。基于有限体积法进行数值仿真研究,对无扰流及不同扰流结构分别进行数值模拟计算,采... 详细信息

为解决锂离子电池充放电设备内电池组热管理系统的热特性需求,通过构建多通道电池组热管理系统扰流结构物理模型,结合单体电池实测参数进行热模型验证。基于有限体积法进行数值仿真研究,对无扰流及不同扰流结构分别进行数值模拟计算,采用努塞尔数和范宁摩擦系数分别表征电池组系统传热与流动特性,分析了扰流结构角度、扰流结构长度及扰流结构排列方式对电池组热管理系统传热与流动特性的影响。结果表明:扰流结构能够提升流场的湍流强度,提高电池表面的对流换热效率,增加系统的压差;增加扰流结构角度,电池组最高温度及最大温差先增大后减小,而增加扰流结构长度,电池组最高温度及最大温差则先减小后增大,当扰流结构角度为45°、扰流结构长度为15 mm时,系统的热特性表现最佳;当扰流结构角度与长度固定时,不同扰流结构排列方式对系统热特性影响较小,但均明显优于无扰流状态。以上研究成果为锂离子电池充放电设备中多通道电池组的热管理系统设计提供参考和依据。

关键词：锂离子电池热管理系统扰流结构传热风冷

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考虑余热梯级利用的燃料电池/涡轮发动机混合动力热管理系统多目标优化研究

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推进技术 2025年

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

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... 详细信息

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H2O)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

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质子交换膜燃料电池热管理系统建模及故障仿真

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可再生能源 2024年第3期42卷 308-316页

作者：雍加望赵倩倩冯能莲北京工业大学交通工程系北京100124 北京工业大学汽车工程系北京100124

文章以质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)系统为研究对象,分析系统中各组成部件的工作机理,在MATLAB/Simulink软件中搭建了燃料电池电堆电压、阴极、质子交换膜、阳极以及温度的数学机理模型,同时使用Simul... 详细信息

文章以质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)系统为研究对象,分析系统中各组成部件的工作机理,在MATLAB/Simulink软件中搭建了燃料电池电堆电压、阴极、质子交换膜、阳极以及温度的数学机理模型,同时使用Simulink/Simscape物理建模平台搭建热管理系统的物理模型,将两种模型集成为完整的PEMFC系统仿真模型。在所搭建的热管理系统模型中注入典型故障:散热器风扇故障和冷却液流量不足故障,对各故障模式下的燃料电池性能进行了分析。仿真结果表明:PEMFC系统模型结果与试验结果基本一致,验证了模型的合理性;通过对热管理系统故障进行仿真,可以清楚地了解故障发生的机理,为其故障诊断提供了参考依据。

关键词：质子交换膜燃料电池热管理系统 Simulink/Simscape 建模故障仿真

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无人机液氢燃料电池热管理系统仿真研究

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航空学报 2025年第9期 124-140页

作者：虞翔宇李文严杰梁世哲航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司

燃料电池无人机具有长航时、低红外辐射和绿色低碳等特点，是新型无人机的重要发展方向。针对于无人机燃料电池热管理系统散热量大、散热温差小和热不匹配问题，提出了一种基于液氢存储的无人机燃料电池热管理系统方案和控制策略。该热... 详细信息

燃料电池无人机具有长航时、低红外辐射和绿色低碳等特点，是新型无人机的重要发展方向。针对于无人机燃料电池热管理系统散热量大、散热温差小和热不匹配问题，提出了一种基于液氢存储的无人机燃料电池热管理系统方案和控制策略。该热管理系统充分利用了液氢冷能对燃料电池进行散热，有效解决了燃料电池无人机飞行过程中的热不匹配问题，为无人机液氢燃料电池热管理系统的设计和优化提供了新思路。基于建立的液氢无人机热管理系统，对典型无人机飞行工况下的热管理系统工作过程进行了仿真研究，结果表明：基于所研究的无人机平台，所建立的液氢无人机燃料电池热管理系统，在全飞行剖面内可以有效实现燃料电池温度控制。其中电堆出口最高温70℃，最低温14.6℃，巡航阶段温度可以稳定在65℃，且液氢储罐压力稳定控制在0.5±0.04 MPa。在全机热载荷最大的无人机爬升阶段引入消耗性氢热沉，可以有效提高系统散热能力，防止爬升过程冷却液超温气化，也可以降低引气面积过大导致的冷却液冻结风险。在热管理系统最低温度一致的前提下，乙二醇水溶液比水携带质量更少，距离凝固点的温差更大，凝固风险更低，但爬升阶段液氢消耗量更多。基于仿真计算结果，提出了液氢消耗量-冷却液质量计算模型，对热管理系统优化设计具有重要的指导意义。

关键词：液氢无人机氢燃料电池热管理系统动态分析

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基于波纹形液冷通道的锂电池热管理系统研究与优化

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化学工程 2025年

作者：刘宁豪杨涵王晨曦高强程金鹏杨广丰长安大学汽车学院江铃汽车股份有限公司

为解决锂离子电池组在高放电倍率下温度高、温差大的问题，提出了一种创新的波纹形液冷电池热管理系统，并通过实验验证了研究方法的准确性和可靠性。首先探讨了流道深度、液冷板壁厚对系统冷却性能及功耗的影响，进而对结构进行了优化... 详细信息

为解决锂离子电池组在高放电倍率下温度高、温差大的问题，提出了一种创新的波纹形液冷电池热管理系统，并通过实验验证了研究方法的准确性和可靠性。首先探讨了流道深度、液冷板壁厚对系统冷却性能及功耗的影响，进而对结构进行了优化。随后，针对优化后的结构，分析了冷却液流量和温度对冷却性能和功耗的具体影响。结果表明：增加流道深度或液冷板壁厚可有效降低电池组的最高温度、平均温度及最大温差。经过结构优化，电池组的最高温度、平均温度、最大温差和压降分别降低了1.18 ℃、1 ℃、1.08 ℃、156 Pa。对于优化后的结构，提高冷却液流量或降低其温度可进一步降低电池组的最高温度和平均温度，但最大温差和系统压降会增大。在冷却液温度为20 ℃时，满足冷却要求的临界冷却液流量为0.6 g/s，在冷却液流量为1 g/s时，其临界冷却液温度约为25 ℃。研究表明所提出的波纹形液冷系统可为电池热管理系统的设计提供一定的参考。

关键词：锂离子电池热管理系统液体冷却性能分析结构优化

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