高压氢循环试验系统温度控制与能耗优化设计方法研究
| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 符号说明 | 第21-25页 |
| 1 绪论 | 第25-49页 |
| 1.1 引言 | 第25-32页 |
| 1.1.1 氢能研究现状 | 第25-31页 |
| 1.1.2 储氢方法现状 | 第31-32页 |
| 1.2 车载高压储氢系统与安全保障 | 第32-36页 |
| 1.2.1 基本组成 | 第32-33页 |
| 1.2.2 系统的安全保障 | 第33-34页 |
| 1.2.3 预期性能试验 | 第34-35页 |
| 1.2.4 氢循环试验 | 第35-36页 |
| 1.3 氢循环试验系统的研究进展 | 第36-41页 |
| 1.3.1 试验系统的搭建 | 第36-39页 |
| 1.3.2 系统优化设计 | 第39-41页 |
| 1.4 氢循环过程中的温度变化研究进展 | 第41-45页 |
| 1.4.1 快充研究 | 第42-43页 |
| 1.4.2 泄放研究 | 第43-44页 |
| 1.4.3 氢循环温度变化研究 | 第44-45页 |
| 1.5 目前存在的问题 | 第45-46页 |
| 1.6 研究内容和技术路线 | 第46-49页 |
| 1.6.1 课题来源 | 第46页 |
| 1.6.2 研究内容 | 第46-47页 |
| 1.6.3 技术路线 | 第47-49页 |
| 2 氢循环过程的温度演化机制研究 | 第49-75页 |
| 2.1 引言 | 第49页 |
| 2.2 氢循环热力学模型 | 第49-56页 |
| 2.2.1 模型选择 | 第49-50页 |
| 2.2.2 模型的基本假设 | 第50-51页 |
| 2.2.3 控制方程 | 第51-54页 |
| 2.2.4 微分方程的求解 | 第54-56页 |
| 2.3 氢气充放试验系统 | 第56-64页 |
| 2.3.1 系统构成和工作原理 | 第56-57页 |
| 2.3.2 快充方法 | 第57页 |
| 2.3.3 预冷系统 | 第57-59页 |
| 2.3.4 组合阀设计 | 第59-60页 |
| 2.3.5 密封结构的设计 | 第60-61页 |
| 2.3.6 控制与数据采集系统 | 第61-63页 |
| 2.3.7 系统搭建 | 第63-64页 |
| 2.4 氢循环温度变化试验研究 | 第64-70页 |
| 2.4.1 试验气瓶及测温装置 | 第64-65页 |
| 2.4.2 快充试验 | 第65-67页 |
| 2.4.3 泄放试验 | 第67-70页 |
| 2.5 模型验证 | 第70-72页 |
| 2.5.1 快充过程的验证 | 第70-71页 |
| 2.5.2 泄放过程的验证 | 第71-72页 |
| 2.5.3 循环过程的验证 | 第72页 |
| 2.6 本章小结 | 第72-75页 |
| 3 氢循环过程温度控制方法研究 | 第75-95页 |
| 3.1 引言 | 第75页 |
| 3.2 标准规定下的温度变化 | 第75-77页 |
| 3.2.1 相关标准的技术要求 | 第75-77页 |
| 3.2.2 标准规定下的温度变化 | 第77页 |
| 3.3 试验参数对氢循环温度的影响 | 第77-84页 |
| 3.3.1 氢气温度变化规律 | 第78-80页 |
| 3.3.2 循环模式的影响 | 第80-81页 |
| 3.3.3 升压速率的影响 | 第81页 |
| 3.3.4 泄放速率的影响 | 第81-82页 |
| 3.3.5 环境温度的影响 | 第82-83页 |
| 3.3.6 加注氢气温度的影响 | 第83-84页 |
| 3.4 气瓶结构对氢循环温度的影响 | 第84-88页 |
| 3.4.1 气瓶类型的影响 | 第85-86页 |
| 3.4.2 气瓶容积的影响 | 第86-88页 |
| 3.5 氢循环温度控制方法 | 第88-93页 |
| 3.5.1 平衡温度计算方法 | 第88-89页 |
| 3.5.2 试验参数表 | 第89-93页 |
| 3.6 本章小结 | 第93-95页 |
| 4 基于能耗分析的系统优化设计方法 | 第95-115页 |
| 4.1 引言 | 第95页 |
| 4.2 氢循环系统动态仿真模型 | 第95-101页 |
| 4.2.1 模型基本假设 | 第96页 |
| 4.2.2 升压控制系统前后的氢气状态变化 | 第96-97页 |
| 4.2.3 预冷能耗 | 第97-98页 |
| 4.2.4 压缩能耗与出口温度 | 第98-99页 |
| 4.2.5 气动增压机工作过程 | 第99-100页 |
| 4.2.6 动态仿真软件开发 | 第100-101页 |
| 4.3 系统优化设计 | 第101-104页 |
| 4.3.1 系统优化设计策略 | 第101页 |
| 4.3.2 系统优化设计 | 第101-104页 |
| 4.4 优化设计方案的仿真模拟 | 第104-107页 |
| 4.5 系统关键参数对能耗的影响 | 第107-113页 |
| 4.5.1 气源系统级数对能耗的影响 | 第107-110页 |
| 4.5.2 气源系统压力对能耗的影响 | 第110-112页 |
| 4.5.3 气源系统各级容积对能耗的影响 | 第112-113页 |
| 4.6 本章小结 | 第113-115页 |
| 5 氢循环试验系统的研制 | 第115-135页 |
| 5.1 引言 | 第115页 |
| 5.2 试验系统的功能与技术指标 | 第115-117页 |
| 5.2.1 临氢零部件氢循环试验的要求 | 第115-117页 |
| 5.2.2 试验系统的指标 | 第117页 |
| 5.3 试验系统关键组成的设计 | 第117-126页 |
| 5.3.1 系统总体设计 | 第117-118页 |
| 5.3.2 增压系统 | 第118-120页 |
| 5.3.3 管路系统 | 第120-122页 |
| 5.3.4 温控系统 | 第122-123页 |
| 5.3.5 气源和回收系统 | 第123页 |
| 5.3.6 控制和数据采集系统 | 第123-126页 |
| 5.3.7 安全保障系统 | 第126页 |
| 5.4 系统搭建 | 第126-130页 |
| 5.5 系统功能验证 | 第130-132页 |
| 5.5.1 截止阀氢循环试验 | 第130页 |
| 5.5.2 单向阀氢循环试验 | 第130-131页 |
| 5.5.3 低压氢化物储氢气瓶氢循环试验 | 第131-132页 |
| 5.5.4 温控系统试验 | 第132页 |
| 5.6 本章小结 | 第132-135页 |
| 6 总结与展望 | 第135-139页 |
| 6.1 主要研究内容与结论 | 第135-136页 |
| 6.2 主要创新点 | 第136-137页 |
| 6.3 展望 | 第137-139页 |
| 参考文献 | 第139-149页 |
| 在读期间取得的科研成果 | 第149页 |
| 在读期间参与科研项目 | 第149-150页 |
| 在读期间获得奖项 | 第150页 |
