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燃料电池有轨电车电池箱设计及辅机舱温度场分析
| 论文题名： | 燃料电池有轨电车电池箱设计及辅机舱温度场分析 |
| 关键词： | 有轨电车;燃料电池箱;辅机舱;温度场;稳态分析 |
| 摘要： | 随着人们对有轨电车技术的研究，燃料电池有轨电车成为研究的重点，使得有轨电车可以像内燃机一样完全摆脱牵引供电系统。而燃料电池箱是燃料有轨电车的动力来源，燃料电池箱性能的优良与否、质量可靠与否直接影响到燃料电池有轨电车的正常行车。因此，设计出一套合格的燃料电池箱是至关重要的。 本课题的研究对象是自主设计的燃料电池箱，应用于燃料电池有轨电车上。针对燃料电池箱的设计目标和使用环境，提出了设计要求、设计原则和设计内容，并说明了设计的步骤以及设计中应注意的问题。在此基础上，进行燃料电池箱各部件的设计，设计出一套完整的燃料电池箱。 针对已经设计完成的燃料电池箱，基于有限元方法，完成其有限元模型的建立。利用Hyperwork软件分析了燃料电池箱体在8种不同工况下的强度情况，得到了应用分布云图。从仿真结果中可以看出，在8种工况下，它们的最大应力均小于许用应力，即燃料电池箱体完全符合强度需求。 考虑到燃料电池箱体中的辅机舱空间狭窄、安装的器件较多、布局密集且器件散热量较多。本文还建立了辅机舱内空气流动与换热的物理和数学模型，具体描述了一些常用的湍流模型和它们的应用场合。以此为基础，利用FLUENT软件，采用SIMPLE算法对辅机舱内的温度场进行稳态分析，得到温度分布云图和速度分布云图，并将得到的仿真结果与实验结果进行对比，校验得出仿真模型的合理性。 在辅机舱温度场稳态分析的基础上，根据燃料电池的电流变化曲线，编写UDF函数，利用FLUENT软件对辅机舱温度场进行瞬态分析，得到辅机舱内的温度随时间变化的曲线及不同时间点的温度分布云图。通过仿真结果与实验结果的对比，验证了瞬态仿真模型的准确性。 |
| 作者： | 刘国迎 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 胡广地 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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