汽车温差发电系统的多物理场建模与对比

摘要

为了获取实际行驶工况下汽车温差发电系统的瞬态响应特性，提出瞬态流-热-电多物理场耦合模型、混合瞬态CFD-TE数值模型和混合瞬态CFD-分析模型3种瞬态理论模型；以瞬态工况下的尾气温度和质量流量作为边界条件，使用COMSOL软件完成模型的瞬态仿真求解，并对比分析不同模型预测的输出响应特性；搭建系统瞬态试验台架，验证模型的准确性。结果表明：输出功率的响应特性与尾气温度的变化有关，且显示出较大的热惯性，而转换效率的响应特性主要与尾气质量流量的变化有关；瞬态流-热-电多物理场耦合模型、混合瞬态CFD-TE和CFD-分析模型与试验结果之间的输出电压平均误差分别为7.99%、25.96%和21.05%。

关键词

温差发电 / 瞬态行驶工况 / 多物理场 / 数值模型 / 动态响应