基于超薄均温板的聚合物电解质膜燃料电池堆散热性能研究.pdf

第 12 卷 第 9 期2023 年 9 月Vol.12 No.9Sept.2023储能科学与技术Energy Storage Science and Technology基于超薄均温板的聚合物电解质膜燃料电池堆散热性能研究杨建青1，罗仁宏2，崔嵘3，王之丰4，郦亦含1（1浙江工业职业技术学院，交通学院，浙江 绍兴 312000；2武汉商贸职业学院，现代工业技术学院，湖北 武汉 430000；3岚图汽车科技有限公司，湖北 武汉 430001；4浙江省吉利汽车研究院有限公司，浙江 杭州 315336）摘要：为了提升聚合物电解质膜燃料电池堆散热性能，文章提出了将一种超薄均温板作为目标电池堆散热结构。基于理论计算和试验验证方法搭建了基于均温板的氢燃料电池堆计算模型，并探究了均温板蒸发段换热系数以及布置角度对目标电池堆散热性能影响。研究结果表明，目标电池堆平均温度和温度均匀性指数随均温板冷凝段对流换热系数增大而降低；水平布置角度下电池堆平均温度和温度均匀性表现最佳，而反重力布置角度表现最差；随着负载的增大，目标电池堆平均温度最高值不超过341.15 K，温度均匀性指数低于1.1，最大温差为4.1 K，使用超薄均温板可使目标电池堆有效散热且具有较好温度分布。关键词：燃料电池；均温板；温度分布；布置角度；对流换热系数doi：10.19799/ki.2095-4239.2023.0372 中图分类号：TK 172；TB 657.5；U 464.138 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2023）09-2962-09Study on heat dissipation performance of polymer electrolyte membrane fuel cell reactor based on ultra-thin uniform temperature plateYANG Jianqing1,LUO Renhong2,CUI Rong3,WANG Zhifeng4,LI Yihan1(1Institute of transportation,Zhejiang Industry Polytechnic College,Shaoxing 312000,Zhejiang,China;2Modern Industrial Technology Institute,Wuhan Business and Trade Vocational College,Wuhan 430000,Hubei,China;3Lantu Automobile Technology Co.,Ltd.,Wuhan 430001,Hubei,China;4Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co.Ltd.,Hangzhou 315336,Zhejiang,China)Abstract:An ultra-thin homogeneous temperature plate was proposed as the target heat dissipation structure to improve the heat dissipation performance of a polymer electrolyte membrane fuel cell reactor.The calculation model of a hydrogen fuel cell reactor based on the uniform temperature plate was established using the theoretical calculation and experimental verification methods and explored the influence of the heat transfer coefficient of the evaporation section of the uniform temperature plate and the arrangement angle on the heat dissipation performance of the target battery reactor.The results showed that the average temperature and the temperature uniformity index of the target cell stack decrease with the increase of the 储能测试与评价收稿日期：2023-05-29；修改稿日期：2023-06-29。基金项目：湖北省教育厅科学技术研究项目（B2022616），湖北省教育科学规划项目（2022GB245）。第一作者：杨建青（1985），男，博士，讲师，主要研究方向为动力电池热管理，E-mail：；通讯作者：罗仁宏，工程师，讲师，主要研究方向为汽车热管理，E-mail：。引用本文：杨建青,罗仁宏,崔嵘,等.基于超薄均温板的聚合物电解质膜燃料电池堆散热性能研究J.储能科学与技术,2023,12(9):2962-2970.Citation：YANG Jianqing,LUO Renhong,CUI Rong,et al.Study on heat dissipation performance of polymer electrolyte membrane fuel cell reactor based on ultra-thin uniform temperature plateJ.Energy Storage Science and Technology,2023,12(9):2962-2970.第 9 期杨建青等：基于超薄均温板的聚合物电解质膜燃料电池堆散热性能研究convective heat transfer coefficient in the condensation section of the temperature homogenizer.The average temperature and temperature uniformity of the battery stack are better than those of the anti-gravity arrangement at gravity and horizontal arrangement angles.With an increase in load,the maximum average temperature of the target battery stack should not exceed 341.15 K,the temperature uniformity index must be less than 1.1,and the maximum temperature difference must be 4.1 K.The ultra-thin temperature equalizing plate can effectively dissipate heat from the target battery stack and has excellent temperature distribution.Keywords:fuel cell;uniform temperature plate;temperature distribution;layout angle;convective heat transfer coefficient近年来，随着化石燃料资源的紧张以及人们环境保护意识的增强，氢燃料电池作为一种环保且可持续的电能转化装置1，得到广泛关注。聚合物电解质膜氢燃料电池具有高转化率、燃料可再生、零污染和低噪声等优点，但其运行过程中会产生大量的热量，而这些热量若无法被有效带走，则会造成聚合物电解质膜氢燃料电池温度过高，从而影响其进/排气压力、催化剂活性和输出电能2。另外，燃料电池堆内部温差过大，会降低电池堆输出性能3。因此，设计良好的散热结构是十分重要的。目前，国内外专家学者对燃料电池散热结构和形式进行了广泛研究，彭明等4利用三维软件设计提升了风冷型燃料电池的散热性能，但空气比热容小，一般适用于小功率(100 W)燃料电池5，同时风冷型电池堆需要较大的流场空间，增加了电池堆体积。王琦等6对液冷型燃料电池波形流道结构进行探究分析，发现波形结构优化燃料电池温度分布情况。液冷能有效降低燃料电池最高温度，但冷却液温度会在沿程热交换中不断上升，从而造成换热表面温度均匀性较差7-9,同时由于液冷流道复杂多变，循环泵能耗较大，增加了其冷却系统寄生损耗。均温板冷却具有较高的冷却能力，同时能简化系统散热结构和降低散热系统能耗，是未来燃料电池热管理领域重点发展方向10。当前燃料电池热管冷却技术是将多只热管集成在平面冷板中，并将集成的平面冷板置于燃料电池中，该冷却方式不仅会增加电池堆总体积和冷却结构安装难度，而且由于多只热管之间存在接触热阻，还会降低受热物体温度的均匀性。基于此背景，本团队提出了将一种超薄均温板作为电池堆散热结构。综合文献发现，国内外对均温板的研究多集中在其工质11-12、充液率13-14、热源15-16和内部结构17-18等方向，而均温板冷凝段对流换热系数和布置角度是影响其应用效果的重要因素，均温板的布置角度直接关系到燃料电池堆的安装角度，冷凝段对流换热系数直接影响其散热系统的结构和功耗，为了提升均温板传热性能以及指导均温板冷凝段散热系统的后续优化设计，对均温板布置角度和冷凝段对流换热系数的研究是十分有必要的。本研究针对均温板冷凝段对流换热系数及均温板布置角度进行探究，以期为均温板更好地应用在燃料电池冷却结构中提供参考借鉴。1 基于均温板的冷却方案1.1均温板传热原理均温板是一种高效的二维换热器件，其工作原理与热管相似，依靠工质的蒸发和凝结循环，将热量从热侧(蒸发段)转移到冷侧(冷凝段)，利用毛细芯作用使冷凝的液态工质流回冷侧段。其工作原理如图1所示。均温板外形结构呈扁平板状，可直接贴附在热源表面上，增大传热面积，从而最大程度提高热源温度均匀性。根据De等19和Lee等20的研究，均温图1均温板工作原理Fig.1Working principle of uniform temperature plate29632023 年第 12 卷储能科学与技术板工作模型常采用 Evaporation-Condensation 模型，其中蒸发段的热输入公式(1)为-KSTSn=q(1)式中，q为蒸发段热流密度，W/m2；KS为均温板壁面导热系数，W/(mK)；TS为冷却温度，K；n为均温板个数。冷凝段计算公式(2)如下。-KSTSnhT(2)式中，KS为材料导热系数，W/(mK)；h为均温板冷凝面对流换热系数，W/(m2K)；T为冷凝段与外界的温差，K。金属壁面与毛细芯/液体区域的计算如式(3)所示。KSTsn=Ks2+KLKS-2()1-KLKS2+KLKS+()1-KLKSTwinU=0(3)式中，KL为冷却工质导热系数，W/(mK)；为孔隙率；Twi为均温板有效温度，K；U为界面滑移速度，m/s。利用Hsieh21计算均温板热阻RthRth=TE-TCQ(4)式中，Q为加热功率，W；TE为均温板蒸发段中心处温度，K；TC为冷凝段中心处温度，K。1.2聚合物电解质膜氢燃料电池堆冷却方案目标聚合物电解质膜氢燃料单体电池由集流板和膜电极组成，阴/阳极集流板上流道造型各不相同，其剖面模型如图2所示，极板主要参数见表1。选取聚合物电解质膜氢燃料电池堆为研究对象，目标电池堆由5块聚合物电解质膜单体电池和6片超薄均温板堆叠而成，将长宽厚为280 mm110 mm2 mm的均温板蒸发段端面以热压胶黏方式分别粘贴到石墨板材质阴/阳极板上，其布置形式如图3(a)所示。冷凝段对流换热系数对均温板性能较大影响，为了确定最佳对流换热系数，分别选取对流换热系数为200 W/(m2K)、300 W/(m2K)、400 W/(m2K)和500 W/(m2K)，作为试验工况。考虑到均温板内部工质流动受重力影响，设计了均温板布置形式为重力布置、水平布置和反重力布置形式，其布置角度示意图如图3(b)所示。图3冷却方案Fig.3Cooling scheme:(a)Layout position;(b)layout angle表1极板主要参数Table 1Main parameters of plate名称阳极流道深度/mm阳极流道宽度/mm阳极肋板宽/mm阴极流道深度/mm阴极流道宽度/mm阴极肋板宽/mm催化面积/cm2气体扩散层厚度/m电池活性面积/cm2数值0.31.11.80.41.11.019.0234.080.0图2目标电芯流道剖面模型图Fig.2Target cell flow path profile model2964第 9 期杨建青等：基于超薄均温板的聚合物电解质膜燃料电池堆散热性能研究2 均温板计算模型的搭建2.1均温板计算模型边界条件均温板外壳材质设置为铜，均温板上下层板厚0.3 mm，蒸汽道层高0.4 mm，毛细芯厚0.5 mm，支撑柱直径为2 mm，毛细芯和支撑柱为铜粉烧结。均温板蒸发段与目标电池双极板直接相贴，绝热段暴露在环境空气中，环境温度为303.15 K，气压为1 个标准大气压(101.325 kPa)。均温板充液率为50%，工作介质为去离子水。利用FLUENT软件VOF多相流模型对均温板导热过程进行模拟计算，毛细芯与蒸发段工质流动设定为层流，且蒸汽为饱和状态。流动计算选用k-方程，能量和动量方程选用二阶迎风离散，求解器选用SIMPLE算法求解，均温板内部封闭区域工质可视为可压缩理性气体，收敛残差阈值为110-6，计算时间步长为610-5。同时均温板计算域控制方程遵守能量守恒方程、连续方程和动量守恒方程。2.2均温板模型标定为了验证均温板计算模型的可靠性，对本次搭建的均温板计算模型进行测试验证，均温板蒸发段加热功率为60 W，冷凝段对流换热系数为400 W/(m2K)，表2为均温板蒸发段平均温度与热阻的计算值与试验值对比，从表中可以看到本次建立的均温板计算模型与试验值误差不超过4%，满足工程计算精度。3 聚合物电解质膜燃料电池计算模型3.1边界条件聚合物电解质膜燃料电池运行初始温度为333.15 K，阴/阳极入口湿度为80%，H2/O2入口化学计量比为1.1/10.6。电池堆入口边界设置成质量流量入口。阴极空气入口流量为55 L/min，入口气压为1.2个标准大气压，入口初始温度为303.15 K。为了便于反应产物的排除，阴极出口边界为压力出口，压力为0；阳极入口H2纯度为99.9%，H2入口流量为9.5 L/min，入口压力为1.1个大气压，H2进气温度为303.15 K。为了提高H2均匀性，在阳极出口设置周期性排气，即阳极排气口每隔30 s打开0.5 s时间进行排气。阳极集电极电压为0 V，阴极集电极电压设置成输出电压，目标燃料电池主要部件材料属性和电化学参数如表3所示。反应气体在聚合物电解质膜燃料电池阴、阳两极流道中流动计算方程选用为层流模型和两相流模型。3.2网格无关性验证为了提高计算模型的精准性，对计算模型进行网格无关性验证，对计算模型边界网格层进行网格加密，分别为4层、5层、6层、7层和8层，对应计算模型网格数依次为12582600、25210790、37800900、48984000 和 61206000，网格模型如图4所示。从图5可以看出，随着计算模型网格数表2均温板蒸发段平均温度与热阻Table 2Average temperature and thermal resistance in evaporation section项目试验值计算值蒸发段平均温度/K319.73315.21蒸发段平均温度误差/%1.41热阻/(K/W)0.880.85热阻误差/%3.41表3目标燃料电池主要材料属性和电化学参数Table 3Main material properties and electrochemical parameters of target fuel cells名称阳极电流密度/(A/m2)阳极电荷转换系数阳极浓度指数阳极Pt负载量/(mg/cm2)H2O在阳极扩散/(m2/s)阴极电流密度/(A/m2)阴极电荷转换系数阴极浓度指数阴极Pt负载量/(mg/cm2)H2O在阴极扩散/(m2/s)H2参考浓度/(mol/m3)H2扩散/(m2/s)O2参考浓度/(mol/m3)O2扩散/(m2/s)扩散层孔隙率催化剂层孔隙率催化剂层渗透/m2膜当量/(kg/mol)集流板导热系数/W/(mK)集流板电导率/(S/cm)扩散层导热系数/W/(mK)扩散层电导率/(S/cm)催化剂层导热系数/W/(mK)催化极层电导率/(S/cm)聚合物电解质膜导热系数/W/(mK)数值7.81.11.00.274.010-57.210-41.11.00.534.010-50.894.010-50.894.010-50.70.510121.11001104102.810500.1629652023 年第 12 卷储能科学与技术的增加，平均电流密度先呈现出快速上升趋势，当计算模型网格数达到37800900以后，平均电流密度呈现出平缓变化趋势，误差低于1%，综合考虑计算精度和周期，选用6层网格作为本研究计算模型。4 试验标定为了检验本次计算的准确性，对研究目标试制样件并进行试验标定，其试验测试平台如图6所示，本测试平台由电池堆及其辅助系统、燃气供给系统和控制检测系统组成，其中燃气供给系统中氢气由高压氢气罐提供，泄压阀进气压力为0.07 MPa，温度为303.15 K，空气侧由空压机提供动力输出，通过流量阀以65 L/min进气，进气气压为0.13 MPa，温度为302.15 K，湿度为80%。为了提高气体的均匀性和反应效率，在氢气排出口处设置电磁阀，在循环周期(30 s)内持续0.5 s排氢气，空气侧出口为常开状态。电池堆辅助系统中，在均温板热侧段安置液冷装置，用以控制冷凝段换热系数h。控制检测系统中，在液冷装置进水口和出水口处以及燃料电池内部设置温度传感器，用以检测目标温度值。主要检测仪器误差见表4。在测试前，先将目标电池堆充分暖机4 h后再进行试验测试，在加载过程中，电池堆从开路状态起每次增加1 A负载电流并稳定运行12 min后再进行下一阶跃电流加载。聚合物电解质膜燃料电池在运行过程中会产生大量的热量，其热量计算公式根据文献22-23可知。Q=x=1ncell(Vte-Vcell)I(5)式中，ncell为聚合物电解质膜单电池数量；Vte为电池堆平衡电压，V；Vcell为负载电流为I时对应的单体电池电压值，V；I为负载电流值，A。图7为电池堆极化曲线与产热量曲线，从图7可以看出仿真计算值与试验测试值变化趋势一致，最大误差不超过13%，验证了计算模型的可靠性。图4目标燃料电池网格图Fig.4Target fuel cell grid diagram表4检测仪器误差Table 4Test instrument error仪器数据采集仪电子负载机热电偶型号YOGOKAWAJT6332GGK-30误差值0.02/2 mV0.0015%0.02 图5计算模型网格数无关性验证Fig.5Grid number independence verification of the calculation model图6试验测试平台Fig.6Test platform:(a)Sample;(b)test bench2966第 9 期杨建青等：基于超薄均温板的聚合物电解质膜燃料电池堆散热性能研究5 计算结果分析氢燃料电池在工作过程中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，以及阴/阳两电极过电位的不对称性，导致燃料电池阴极产热量更多。为掌握燃料电池内部温度特性，选取阴极催化剂层与聚合物电解质膜(CCL/M)界面温度作为观察对象。温度均匀性指数(temperature uniformity index，TUI)是评价目标电池堆温度均匀性的重要指标之一24，其定义如式(6)所示，TUI指数值越高，代表目标温度均匀性越差。TUI=A|Tloc-TavgdAAdATavg=ATdAAdA(6)式中，Tloc为某点温度，K；Tavg为目标对象平均温度，K；A为有效反应面积，m2。5.1均温板冷凝段对流换热系数对电池堆温度分析图8为均温板水平布置角度下目标电池堆平均温度Tavg随均温板冷凝段对流换热系数h的变化曲线，电池堆平均温度随均温板冷凝段对流换热系数的增大而下降，当对流换热系数达到400 W/(m2K)后，电池堆平均温度下降速率变缓，同时发现h=400 W/(m2K)工况下的电池堆平均温度与h=500 W/(m2K)工况下的电池堆平均温度相差小于-0.1%。随着冷凝段对流换热系数的提高，冷凝段回流速率增加，冷凝段回流速率越来越接近蒸发段汽化速率，均温板传热效率也逐渐增大，当冷凝段回流速率与蒸发段汽化速率处于动平衡状态时，均温板传热效率达到最高。为降低均温板冷凝段散热系统结构的复杂性以及其水冷系统寄生功耗，确定h=400 W/(m2K)为目标电池堆工作电压范围内最佳冷凝段对流换热系数。当均温板换热系数一定时，随电池堆输出电压降低，其平均温度增大。其原因是输出电压降低，电池电流密度增大，产热率也随之增大。同时均温板冷凝段冷凝效率低于蒸发段蒸发效率，即冷凝段回流速度小于蒸发速度，势必造成蒸发段液体得不到有效补充且不断汽化，从而均温板整体热阻不断增大，传热效率下降。图9为目标电池堆温度均匀性指数与均温板冷凝段对流换热系数h的对应曲线图。当均温板换热系数一定时，随电池堆输出电压降低，其温度均匀性指数增大，结合图10可以得到，各单电池在进气处出现温度波动，在3.40 V时表现最明显。Cell、Cell和Cell进气区域温度较低，达到了336.75 K。这是由于Cell和Cell靠近燃料进气口，而电池堆进料没有进行加温处理，即进料温度与环境温度一致，随着输出电压降低，电化学反应所需燃料增多，进料温度扰动加大，从而增大了电池堆温差。当电池堆输出电压一定时，电池堆温度均匀性指数随着均温板对流换热系数的增大而平缓降低，图7电池堆极化曲线与产热量曲线Fig.7Polarization curve and heat production curve of battery stack图8均温板冷凝段对流换热系数与电池堆平均温度Fig.8h and average battery stack temperature图9均温板冷凝段对流换热系数对温度均匀性影响Fig.9h effect on temperature uniformity29672023 年第 12 卷储能科学与技术其原因是随着均温板对流换热系数的增加，其换热能力加强，有利于降低电池堆温度，缩减与进料温差，从而电池堆温度均匀性指数降低。其中Vcells为3.40 V、h为400 W/(m2K)时，目标电池堆平均温度最高值不超过341.15 K，TUI值最大为1.1，对应电池堆最大温差为4.1 K，不超过5 K，满足电池堆最大温差设计要求。5.2不同布置角度对燃料电池堆温度分析均温板布置角度对其传热性能有着重要的影响，选择合适的布置角度，能有效改善燃料电池温度分布情况。前文分析发现在电池堆输出电压为3.40 V的工况下，电池堆平均温度和温差最大。选取h为400 W/(m2K)、Vcells为3.40 V时，分析均温板不同布置对电池堆散热性能的影响。图11为均温板不同布置位置下电池堆平均温度，从图中可以看出，不同布置角度下电池呈现出中间电池TUI值较小，而上下电池TUI值较大，这主要是因为Cell和Cell靠近进出气口，受进料温度影响较大，而 Cell和 Cell靠近电堆排水口，水带走部分Cell和Cell产生的高温，从而造成Cell和Cell局部温度波动较大。图12为电池堆输出电压为3.40 V工况下，均温板冷凝段对流换热系数h为400 W/(m2K)时不同布置位置CCL/M界面温度分布情况，从图中可以看出，水平布置角度下电池堆平均温度最低，340.35 K，而图10CCL/M界面温度云图Fig.10Temperature cloud diagram of CCL/M interface图11均温板不同布置角度下电池堆TUIFig.11Battery stack TUI at different angles of uniform temperature plate2968第 9 期杨建青等：基于超薄均温板的聚合物电解质膜燃料电池堆散热性能研究反重力布置角度下电池堆平均温度最高，342.05 K。结合图 11 和图 12 可以看出，反重力布置状态下CCL/M界面平均温度和温度分布性最差，这是因为均温板反重力布置时，其内部工质从冷凝段回流到蒸发段需要克服自身重力，且难以在均温板内部均匀流动，这势必导致均温板不同部分热阻不同，传热能力也下降，从而影响单电池温度分布均匀性。6 结论为了提升聚合物电解质膜燃料电池散热性能，提出了将超薄均温板作为散热结构置于聚合物电解质膜电池堆内，深入探究了均温板布置角度和冷凝段对流换热系数对电池堆温度分布的影响，结论如下。（1）电池堆平均温度和温度均匀性指数随均温板冷凝段对流换热系数的增大而降低，当对流换热系数达到400 W/(m2K)后，电池堆平均温度下降速率变缓(-0.1%)，综合考虑均温板冷凝段散热系统结构设计的复杂性以及其水冷系统寄生功耗，得出h=400 W/(m2K)为目标电池堆工作电压范围内最佳冷凝段对流换热系数。（2）水平布置角度下电池堆平均温度最低，为340.35 K，反重力布置角度下电池堆平均温度最高，达到342.05 K。重力布置角度下的电池堆温度均匀性与水平布置角度相接近，且均低于反重力布置角度。（3）随着电池堆负载的加载，目标电池堆平均温度最高值不超过341.15 K，温度均匀性指数低于1.1，最大温差为4.1 K，使用超薄均温板可使目标电池堆有效散热且具有较好温度分布，为聚合物电解质膜燃料电池堆结构紧凑和低寄生功耗提供新的途径。参 考 文 献1 HA S J,CHUN U,PARK J Y,et al.Enhancement of aerodynamic performance through high pressure relief in the engine room for passenger car using cfd techniqueJ.International Journal of Automotive Technology,2017,18(5):779-784.2 ZHAO X Q,LI Y K,LIU Z X,et al.Thermal management system modeling of a water-cooled proton exchange membrane fuel cellJ.International Journal of Hydrogen Energy,2015,40(7):3048-3056.3 毛宗强.氢能我国未来的清洁能源J.化工学报,2004,55(S1):296-302.MAO Z Q.Hydrogena future clean energy carrier in ChinaJ.Journal Fo Chemical Industry and Engineering,2004,55(S1):296-302.4 彭明,夏强峰,蒋理想,等.流道布置对风冷燃料电池性能影响的研究J.化工学报,2022,73(10):4625-4637.PENG M,XIA Q F,JIANG L X,et al.Study on the effect of gas channel arrangement on the performance of air-cooled fuel cellsJ.CIESC Journal,2022,73(10):4625-4637.5 DE LAS HERAS A,VIVAS F J,SEGURA F,et al.Air-cooled fuel cells:Keys to design and build the oxidant/cooling systemJ.Renewable Energy,2018,125:1-20.6 王琦,徐晓明,司红磊,等.波形结构冷却流道对燃料电池热管理系统性能影响研究J.中国工程机械学报,2022,20(2):95-100.WANG Q,XU X M,SI H L,et al.Study on the influence of waveform structure cooling channel on the performance of fuel cell thermal management systemJ.Chinese Journal of Construction Machinery,2022,20(2):95-100.7 TETUKO A P,SHABANI B,ANDREWS J.Thermal coupling of PEM fuel cell and metal hydride hydrogen storage using heat pipesJ.International Journal of Hydrogen Energy,2016,41(7):4264-4277.8 SILVA A P,GALANTE R M,PELIZZA P R,et al.A combined capillary cooling system for fuel cellsJ.Applied Thermal Engineering,2012,41:104-110.9 陈飞,罗仁宏.基于模型预测控制的水冷型燃料电池冷却系统研究J.汽车技术,2021(7):8-13.CHEN F,LUO R H.Research on water-cooled fuel cell cooling system based on MPCJ.Automobile Technology,2021(7):8-13.10 陈思彤,李微微,王学科,等.相变材料用于质子交换膜燃料电池的热管理J.化工学报,2016,67(S1):1-6.CHEN S T,LI W W,WANG X K,et al.Thermal management using phase change materials for proton exchange membrane fuel cellsJ.CIESC Journal,2016,67(S1):1-6.11 KIM J S,SHIN D H,YOU S M,et al.Thermal performance of aluminum vapor chamber for EV battery thermal managementJ.Applied Thermal Engineering,2021,185:116337.12 PATANKAR G,WEIBEL J A,GARIMELLA S V.Working-fluid selection for minimized thermal resistance in ultra-thin vapor chambersJ.International Journal of Heat and Mass Transfer,2017,106:648-654.13 LI Y,ZHOU W J,LI Z X,et al.Experimental analysis of thin vapor 图12均温板不同布置位置下电池堆平均温度Fig.12Average temperature of battery piles at different positions of equalizing plates29692023 年第 12 卷储能科学与技术chamber with composite wick structure under different cooling conditionsJ.Applied Thermal Engineering,2019,156:471-484.14 WANG H W,BAI P F,ZHOU H L,et al.An integrated heat pipe coupling the vapor chamber and two cylindrical heat pipes with high anti-gravity thermal performanceJ.Applied Thermal Engineering,2019,159:113816.15 王梦妍.多热源蒸汽腔组件的传热性能研究D.重庆:重庆大学,2019.WANG M Y.Study on heat transfer performance of vapor chamber module with multiple chipsD.Chongqing:Chongqing University,2019.16 HUANG G W,LIU W Y,LUO Y Q,et al.A novel ultra-thin vapor chamber for heat dissipation in ultra-thin portable electronic devicesJ.Applied Thermal Engineering,2020,167:114726.17 唐恒.丝网吸液芯超薄热管制造及其传热性能研究D.广州:华南理工大学,2018.TANG H.Study on fabrication and heat transfer performance of ultra-thin heat pipe with copper mesh wickD.Guangzhou:South China University of Technology,2018.18 HUANG G W,LIU W Y,LUO Y Q,et al.Fabrication and thermal performance of mesh-type ultra-thin vapor chambersJ.Applied Thermal Engineering,2019,162:114263.19 DE SCHEPPER S C K,HEYNDERICKX G J,MARIN G B.Modeling the evaporation of a hydrocarbon feedstock in the convection section of a steam crackerJ.Computers&Chemical Engineering,2009,33(1):122-132.20 LEE W H.A pressure iteration scheme for two-phase flow modelingR.Los Alamos:Los Alamos Scientific Laboratory,1979.21 HSIEH S S,LEE R Y,SHYU J C,et al.Analytical solution of thermal resistance of vapor chamber heat sink with and without pillarJ.Energy Conversion and Management,2007,48(10):2708-2717.22 PANDIYAN S,J