【摘 要】
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燃料电池具有可靠性高、效率高、无污染、无噪声、对负荷变化响应快等优点,被认为是解决环境和能源危机的解决方案之一。电动汽车燃料电池动力系统冷却方式通常采用液体冷却,热量通过散热器排到车外,不仅会造成热量的浪费并且排出的热量累积会影响气候变化造成热污染。因此利用温差发电技术对燃料电池余热进行回收,具有重要的现实意义。本文研究了PEMFC循环冷却水作为热源的温差发电系统输出特性。首先研究了温差发电器在不
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燃料电池具有可靠性高、效率高、无污染、无噪声、对负荷变化响应快等优点,被认为是解决环境和能源危机的解决方案之一。电动汽车燃料电池动力系统冷却方式通常采用液体冷却,热量通过散热器排到车外,不仅会造成热量的浪费并且排出的热量累积会影响气候变化造成热污染。因此利用温差发电技术对燃料电池余热进行回收,具有重要的现实意义。本文研究了PEMFC循环冷却水作为热源的温差发电系统输出特性。首先研究了温差发电器在不同冷热端管道流体入口流速条件下的输出特性,结果表明:提高冷热端流体入口流速可以显著提高温差发电器的输出功率。其中热端流速是影响输出性能的主要原因,当热端流体流速从0.2 m/s提升到3 m/s时,发电能力提高了52%。完善了温差发电系统净输出功率的数学模型,考虑水泵作为辅助设备消耗对温差发电系统的净输出功率的影响。指出温差发电系统净输出功率随流速的增大呈现先增大后减小的趋势,在冷端流体入口流速1m/s,热端流体入口流速达到2 m/s时,净输出功率达到1823 W峰值。此外,基于上述研究设计了三种可以改变流体在热端管道内部流动状态的方案,提出评价温度分布均匀性的标准。研究了温差发电模块在热端管道内部三种不同流动结构下的综合发电特性,当在热源分流管内填充孔隙率为0.91的泡沫金属时,温度分布最均匀,净输出功率可达1991 W。
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