燃料电池技术是燃料电池汽车技术的核心,燃料电池系统使用电动增压能提高功率密度和效率,改善水平衡性能;内燃机废气涡轮增压器响应速度较慢,在低转速时无法起到增压作用,使用电动增压可以克服这种缺点。电机驱动的低比转速离心压气机与燃料电池系统有较好的适应性,也能用于提高内燃机在低转速时的性能,本文通过对低比转速离心压气机数值仿真优化,扩大其稳定工作范围,提高压比和效率,促进其工程应用。建立了低比转速离心压气机叶轮和蜗壳模型,划分网格并进行网格独立性验证,数值仿真计算后通过流场分析发现,非设计工况,离心压气机叶轮出口附近的周向静压畸变影响叶轮内的流动。分析了叶轮的轮毂和轮盖位置、叶尖位置以及叶根位置对流动稳定性的影响,轮毂和轮盖位置优化之后对叶轮内部流动有所改善,并显著提高了叶轮的压比和效率,在此基础上依次对叶尖位置和叶根位置进行了优化,对流动也有改善,但对性能的提高并不明显。叶轮优化后,在设计转速40 000 r/min,中等流量点0.07 kg/s,压比和效率分别提升了8.51%和5.27%。探讨了蜗壳通道对叶轮出口处周向静压畸变的影响,使用增加蜗壳通道直径的方法抑制叶轮出口周向静压畸变,数值仿真结果显示,增加蜗壳通道直径可以有效抑制叶轮出口的周向静压畸变,拓宽离心压气机的稳定工作范围。蜗壳通道直径越大压气机的稳定工作范围越大,但考虑实际情况蜗壳通道不能过大,并且过大的蜗壳通道对性能的提升并不明显,蜗壳通道尺寸选用120%原始蜗壳通道直径。匹配优化后的叶轮,与原通道相比,在设计转速稳定工作范围拓宽了23.53%。本文采用定常数值模拟计算,分析了低比转速离心压气机叶轮和蜗壳内的流动,优化了低比转速离心压气机模型,模型优化之后,在设计转速离心压气机的稳定工作范围提高了50%,流量点0.07kg/s,压比提高7.14%,效率提高7.96%。