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70MPa车用储氢气瓶快充温升研究的开题报告

开题报告

题目：70MPa车用储氢气瓶快充温升研究

一、研究背景和意义

随着环境污染和能源危机的愈演愈烈，新能源汽车成为人们追逐的热点。而在新能源汽车中，氢燃料电池汽车由于其零污染、高能量密度等特点成为其中的重要一员。然而，由于氢气在常温常压条件下密度很小，所以需要将氢气压缩储存。车用储氢气瓶需要满足高压储氢和快速充放氢的需求，而如何控制车用储氢气瓶充氢过程中的温升问题，是极其重要的研究方向。这不仅涉及到充氢的效率和安全性，也是提高储氢系统服务寿命的重要手段。

二、研究现状

目前，国内外对储氢气瓶温升问题的研究主要分为两个方面。一是在充氢过程中，通过控制充氢流量或增加冷却氢气的方式来降低储氢气瓶的温升，如一些机械充氢站采用冷氢或稀释氢气等措施，外加多层复合材料遮蔽层的设计来降低氢气进入储氢瓶时的温度。这种方法的优点是简单易行并且实施起来比较容易，但其缺点是耗电量较大，成本较高，无法满足车用储氢气瓶快速充氢的需求，还需要花费相应时间来冷却氢气。另一方面，通过材料设计和制备方案来改进储氢气瓶的材料性能能达到降低温升的目的，如采用金属有机骨架材料等措施，这种方法的优点是研究量不大，但需要更深入的研究和改进，才能真正达到可行的效果。

三、研究内容和方法

本文主要研究70MPa车用储氢气瓶快充温升问题以及相应的解决方案，具体研究内容包括：

1.对快速充氢中温升现象进行研究，探究其产生原因；

2.分析已有的制冷和降温措施的优缺点，提出新的技术方案；

3.对新技术方案进行试验验证，总结出可行的解决方案。

本文所采用的方法主要有实验研究和数值模拟两种，通过实验研究和数据分析，探究充氢过程中温升的相关影响因素和热力学特性；而数值模拟则主要通过计算流体力学（CFD）模拟车用储氢气瓶内气体流动的特性，来研究新技术方案对降温的作用。

四、预期结果

通过本研究，预期能够对70MPa车用储氢气瓶充氢温升问题有更深入的了解，为充氢过程的满足快速充电提供理论和实践基础。同时，预期能够提出新的制冷方案，在保证充氢速度的前提下有效降温，提高储氢系统的安全性和使用寿命。

参考文献：

[1]XiongRuyi.优化氢能源储存技术的新发展[J].新能源汽车,2018(5):27-31

[2]何跃峰.汽车氢气储存技术研究[J].机械设计与生产,2019(10):187-190

[3]门建华,丁贵煜.氢气充气过程研究[J].汽车工艺与材料,2019(2):49-57

（以上仅为举例参考）