《高壓氫充放過程中的熱物理學機制與熱轉換規律研究》是依託浙江大學，由趙永志擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高壓氫充放過程中的熱物理學機制與熱轉換規律研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：趙永志
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為提高燃料電池車的續駛里程，採用70MPa壓力的車載儲氫成為一種趨勢。但對70MPa氣瓶，在一定充裝時間要求下如不選擇合理的充裝條件，由於氣體壓縮效應等因素會造成氣瓶內氫氣溫度的快速上升，如溫度超過85oC便很可能導致車載氣瓶壁面複合材料間的剝離失效，進而影響到車載儲氫系統的安全。因此往往需要通過其它方式降低氫氣的溫度，其中最直接的方法就是安裝低溫冷卻裝置對氫氣進行預冷。但預冷系統需要大量的固定設備投資及額外的能量消耗，這很大程度上降低了車載高壓儲氫的經濟性。本項目以加氫站加氫系統為研究對象，以理論研究、數值仿真和實驗研究為手段，探討高壓氫氣充放過程中的熱物理學機制與熱轉換規律，針對壓縮效應、節流效應、動能-熱能轉換等產熱機制，發現造成溫升的主要因素，並據此制定通過最佳化換熱控制溫升的策略，以期建立可減少預冷乃至免除預冷的充氫工藝理論，以達到降低加注過程能耗、提高氫能利用效率的目的。
結題摘要
相對於純電動汽車，氫燃料電池汽車具有續航里程大、加注燃料快捷、能源轉換效率高等優點。為提高燃料電池車的續駛里程，採用70MPa壓力的車載儲氫成為一種趨勢。但對70MPa氣瓶，在一定充裝時間要求下如不選擇合理的充裝條件，由於氣體壓縮效應等因素會造成氣瓶內氫氣溫度的快速上升，如溫度超過85ºC便很可能導致車載氣瓶壁面複合材料間的剝離失效，進而影響到車載儲氫系統的安全。因此往往需要通過其它方式降低氫氣的溫度，其中最直接的方法就是安裝低溫冷卻裝置對氫氣進行預冷。但傳統的預冷方式需要大量的固定設備投資及額外的能量消耗，這很大程度上降低了車載高壓儲氫的經濟性。本項目以加氫站加氫系統為研究對象，以理論研究、數值仿真和實驗研究為手段，探討了高壓氫氣充放過程中的熱物理學機制與熱轉換規律，針對壓縮效應、節流效應、動能-熱能轉換等產熱機制，發現造成溫升的主要因素，並據此提出了通過最佳化換熱控制溫升的方法以及制定了以減少預冷能耗為目的的最佳化加注控制策略，建立了可減少預冷量乃至免除預冷的充氫工藝理論，為降低加注過程能耗、提高氫能利用效率技術的開發奠定了理論基礎。
