氢能混动分布式热管理系统多热沉匹配与调控策略分析

作     者：李海旺 高胜寒 谢刚 余明星 何旭楠 

作者机构：北京航空航天大学航空发动机研究院 北京航空航天大学飞行学院 中国商飞北京民用飞机技术研究中心 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：氢能 混合动力 分布式 热管理 热沉 

摘      要：氢能混合动力飞机引入大量多电设备，导致爬升工况热沉不足而巡航工况热沉冗余的热沉错配问题，无法满足散热需求。本文针对这一热管理问题，通过对干线客机氢能混动分布式热管理系统建模仿真，开展多热沉匹配与调控策略研究。首先，根据分布式热管理系统架构，提出了通过增大储液箱以匹配中间热沉与终端热沉的方案。其次，利用MATLAB-Simulink软件建立了分布式热管理系统仿真模型，分析了中间热沉容量与燃料电池最高温度的关系。最后，设计了启停控制策略以提高热管理系统性能。结果表明，基于多热沉匹配设计的热管理系统方案能使热管理系统满足散热需求，结合调控策略可降低热管理系统最大功率16.7%、飞行剖面能耗55.7%和燃油温度至多4.6℃，并降低系统代偿。