全文总字数：6468字
1. 研究目的与意义（文献综述）
选题背景及意义
燃料电池是一种直接将储存在氢气和氧气的化学能直接转换成电能的能量转化装置。燃料电池汽车以燃料电池作为主要动力源，燃料电池汽车不经过热机过程，不受卡诺循环的限制，具有能量转化效率高（可达40%~60%）、环境友好（反应产物只有水）等内燃机汽车不可比拟的优点，同时仍然可以保持传统内燃机汽车高速度、长距离行驶和安全、舒适等性能，被认为是21世纪首选的洁净、高效运输工具。
由于燃料电池反应过程中，氢气中40%~60%化学能转化为热量，所以合理有效的排出这些热量十分关键。目前，质子交换膜燃料电池(pemfc)最合适的工作温度在80℃左右，热量的散发形式主要通过冷却剂、尾气即热辐射散失，其中尾气带走的热量约为5%、热辐射相对可以忽略）。大约有95%的热量需要通过冷却方法带走，它的高效运行在很大程度上依赖于有效的冷却系统。温度的不均匀性导致不同位置的电化学反应速率不同，从而形成热点，降低了pem燃料电池的使用稳定性和耐久性。因此，我们需要对燃料电池冷却流场结构进行优化并探索新型流场。
国内外研究现状
国内学者张宝斌等人总结出燃料电池电堆的冷却方法大致分为三种，液体冷却剂冷却、相变冷却以及空气冷却。对于高功率(>5 kw)的燃料电池和汽车用燃料电池，液体冷却是最常用的冷却方法。与空气冷却相比，液体冷却具有高热转移能力、低流速等优点；相变冷却是通过汽化的焓来消除燃料电池中的废热，在汽车冷却系统的应用可分为热管冷却和蒸发冷却，热管冷却是将热管嵌入双极板，在无外部动力输入的情况下，热管将大量的热量通过截面积进行远距离传输散热，蒸发冷却是在流动通道中引入液态水，通过水蒸发时的相变，带走燃料电池中的废热；与其他冷却方法相比，空气冷却是最简单的冷却方法，通过冷却板或是阴极传递空气，从而带走燃料电池产生的废热。所以对于车用燃料电池，功率需达50kw甚至更高，一般采取冷却剂冷却。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容
燃料电池汽车在行驶过程中电堆会产生大量热量，本毕业设计主要研究如何有效排出热量，使燃料电池双极板工作在最佳温度，同时使双极板温度分布尽可能均匀。主要开展以下工作：
1.查阅燃料电池流场结构仿真计算研究方面的文献资料，了解燃料电池冷却结构国内外相关研究现状。
2.对燃料电池冷却流场结构、尺寸及流场类型进行设计，并提出新型冷却流场，其中燃料电池冷却流场尺寸选用经验值。
3. 研究计划与安排
| 周 次（时间） | 工作内容 |
| 2019.12.19-2019.12.25 | 学生在系统中填写选题志愿，指导老师和学生双选。 |
| 毕业设计预备周 2019.12.26-2020.1.10 | 教师确定指导人选，对未选好导师的学生进行调剂分配。确定 选题志愿、校内搜集资料、消化资料。 |
| 1（2.24~2.29） | 完成文献检索摘要和外文文献翻译，并提交外文翻译译文。 |
| 2（3.1~3.8） | 撰写开题报告，并完成网上提交开题报告。 |
| 3~5（3.9~3.29） | 整理论文提纲、设计概要。 |
| 6~7（3.30~4.12） | 提交第一次阶段性报告，接收绘图任务开始绘图。 |
| 8~9（4.13~ 4.26） | 提交第二次阶段性报告，继续绘图。 |
| 10~11（4.27~5.10） | 提交第三次阶段性报告，完成绘图，完善毕业设计说明书、毕 业论文。 |
| 12（5.11 ~ 5.17） | 网上提交毕业设计说明书、毕业论文、绘图等附件材料；提交 答辩申请。 |
| 13~14（5.18~5.31） | 提交定稿。 |
| 15（6.1~ 6.7） | 根据评阅意见修改毕业设计说明书、毕业论文，并网上提交； 准备答辩PPT。 |
| 16（6.8~ 6.11） | 毕业设计答辩。 |
| 备注： | 此表是拟定时间。如有变化，以实际为准。 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 沈俊．基于强化传质的燃料电池流场优化及水热管理研究[d]．武汉：华中科技大学热科学与工程实验室，2018．
[2] 曹涛锋，林鸿，陶文铨．质子交换膜燃料电池温度和电流分布同步测定[j]．化工学报，2011，62（1）：174-178．
[3] 张宝斌，刘佳鑫，李建功等．燃料电池冷却方法及热管理控制策略进展[j]．电池，2019，49（2）：158-162．
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