燃料電池電動汽車氫擴散模擬的實用方法研究

燃料電池電動汽車氫擴散模擬的實用方法研究

研究了仿真加壓氫氣從一個小口高速擴散泄漏，以復雜形狀進入燃料電池電動汽車的時間計算。但這種模擬方法存在一個計算量大的問題，因此計算時間延長。為了解決此問題，采用一種3部分分割方法來減少計算時間。在該方法中，計算區域分成3部分。①在靠近氫氣出口計算該區域可壓縮流體流量計；②采用穩態不可壓縮流的計算方法，其中所述氫氣流差和其流率在第一部分周圍的空間下降，使用第一部分結果作為邊界條件；③所有剩余計算區域進行非穩態不可壓縮流計算，使用第二部分的結果作為邊界條件。這3部分分割方法用來模擬電池電動車輛氫氣罐中氫燃料的擴散。使用該方法，有可能在30s內計算出氫的行為。此外，在計算值和試驗值之間具有良好的定量匹配。

燃料電池電動汽車作為期望很高的一種技術，能減少CO2的排放量，從而有望能夠解決全球氣候變暖問題，同時為傳統汽車用戶提供方便。保證這些車輛氫氣作為燃料的安全性，對于其在市場上廣泛應用是必不可少的。氫氣是無色無味的，氫傳感器用于檢測氫氣的泄漏。為了實現精確檢測，僅使用一個小的氫泄漏傳感器，有必要了解泄漏氫氣的流動性質，然后將其安裝在最合適的位置。采用適合的傳感器在實際車輛進行測試，從而對氫氣的流向進行了研究。鑒于此，需要為期幾個月的試驗實現傳感器的最終定位，如圖1所示。

MitsunoriMatsumotoetal. SAE 2012-01-1231.

編譯：齊建華