【摘 要】
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随着人们对能源危机和环境问题的日益关注,电动汽车得到了快速发展,目前已经有大量电动汽车被商业化。然而,仅由动力电池驱动的纯电动汽车（Pure Electric Vehicles,PEVs）一直面临着续驶里程短和充电时间长的问题,这促使工业界和学术界不断寻找替代解决方案。混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicles,HEVs,由内燃机和动力电池驱动）以及燃料电池汽车（Fuel Ce
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随着人们对能源危机和环境问题的日益关注,电动汽车得到了快速发展,目前已经有大量电动汽车被商业化。然而,仅由动力电池驱动的纯电动汽车（Pure Electric Vehicles,PEVs）一直面临着续驶里程短和充电时间长的问题,这促使工业界和学术界不断寻找替代解决方案。混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicles,HEVs,由内燃机和动力电池驱动）以及燃料电池汽车（Fuel Cell vehicles,FCVs,由燃料电池和动力电池驱动）成为许多汽车制造商的主要努力方向,而燃料电池汽车以其环保、零污染、高效等优点备受关注。有效的整车热管理系统（Integrated Thermal Management System,ITMS）是燃料电池汽车安全高效运行的关键。本文针对燃料电池汽车整车热管理系统建模过程中所涉及的关键问题,展开的主要研究内容如下:（1）提出了一套完整的整车热管理系统架构,该架构包括燃料电池汽车中所有的生热元件,例如燃料电池、动力电池、电机、压缩空气、乘员舱等,将压缩空气回路集成到电机冷却回路当中,可以在对燃料电池、压缩空气、动力电池及乘员舱温度进行精确控制的同时,将其他所有生热元件的温度也控制在要求区间。（2）探究了燃料电池汽车中各关键部件的生热和散热机理,基于上述机理、零部件参数、热管理系统架构以及实验数据,对各生热元件建立了生热模型并匹配了水泵、散热器等散热元件,并对空调系统进行了建模。（3）选取了最高车速、高速爬坡、低速爬坡三种极端工况和HWFET、WLTC两种瞬态工况进行仿真。结果表明,极端工况下电机冷却液出口温度最高为64.6℃、燃料电池空气入口温度最高为72.9℃、燃料电池冷却液出口温度最高为72.5℃、乘员舱温度最高为17.5℃、电池包温度最高为24.5℃。瞬态工况下电机冷却液出口温度不超过65℃、燃料电池空气入口温度和冷却液出口温度均被控制在了75±0.5℃、电池包温度被控制在了35℃、乘员舱温度被控制在了22℃。仿真结果说明整车热管理系统达到了较好的制冷能力,满足了热管理控制效果的要求。本文对燃料电池汽车的整车热管理系统设计具有指导意义。
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