低比转速燃料电池离心空压机设计与优化研究

发布时间：2024-03-30 01:05

　　燃料电池汽车具有高能量转换效率、排放无污染、续航里程长等优点,是新能源汽车发展的重要方向。燃料电池系统的空气压缩机技术,是燃料电池汽车的核心零部件技术和研发所面临的主要瓶颈之一。离心空压机具有效率高、响应快等优点,是当前车用燃料电池空压机研发的重点。离心空压机转速高,需采用高速电机驱动,成本高,且高转速导致润滑和散热困难。通过低比转速设计降低离心空压机转速,是降低车用燃料电池离心空压机系统成本的重要措施和途径之一。效率低、非设计工况性能差是低比转速离心空压机设计面临的主要难点。论文利用离心空压机一维简化模型,研究了不同结构参数对于低比转速离心空压机非设计工况和设计工况性能的影响,用数值仿真计算得到一维最优离心空压机的气动性能。提出了流场偏差分析的方法,对比研究了离心空压机非设计工况和设计工况下内部的三维流动,揭示了在非设计工况下主叶片吸力面上出现大尺度的流动分离,诱导所在流道前部出现明显的漩涡结构是导致非设计工况性能下降的重要因素,提出了以非设计工况和设计工况主叶片吸力面上的压力分布偏差作为离心空压机非设计工况性能优化的目标,通过不同工况下压力数组的相关性作为偏差的评价指标,降低压力分...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1车用燃料电池系统示意图

第1章引言2达到60%以上，对比传统的内燃机来说对能量利用率提升明显，而且由于这一反应过程唯一产物就是水，所以燃料电池汽车对于改善汽车排放对于环境的影响是有着巨大的潜力的[10-15]。由于空气中氧气含量相对较高，达到了21%，所以燃料电池阳极气体通常选择空气就可以满足需求[16....

图1.2燃料电池空气管理系统示意图

第1章引言3统的整体性能对于进入电池组的空气的压力非常敏感，当进入电池堆的空气压力适当提升时，对于提升燃料电池的性能非常有益[21]。图1.2燃料电池空气管理系统示意图图1.3是燃料电池在不同空气压力下的电压与电流密度曲线[，可以看到当空气压力由1个大气压力（环境压力）提高到2个....

图1.3不同进气压力下燃料电池特性曲线

第1章引言3统的整体性能对于进入电池组的空气的压力非常敏感，当进入电池堆的空气压力适当提升时，对于提升燃料电池的性能非常有益[21]。图1.2燃料电池空气管理系统示意图图1.3是燃料电池在不同空气压力下的电压与电流密度曲线[，可以看到当空气压力由1个大气压力（环境压力）提高到2个....

图1.4螺杆空压机结构示意图

第1章引言4件中消耗功率最多的部件，燃料电池系统最高20%左右的输出功率要用于驱动空气压缩机，所以研究出高效而稳定的空气压缩机对与燃料电池系统意义重大[22]。国内外对于燃料电池空气压缩机的研究很多，所涉及的空气压缩机类型也是多种多样，并没有统一通用的压缩机结构。根据空气压缩机结....

本文编号：3941575