基于甲醇燃料的航空燃料电池内燃机混合动力系统性能分析

为了实现航空碳减排的时代需求，亟需在航空燃料体系和航空动力系统方向实现技术革新。本文提出了基于甲醇燃料的航空燃料电池内燃机混合动力系统方案，甲醇通过机载在线催化重整制氢为燃料电池供氢，燃料电池和内燃机发出的电能带动电动螺旋桨进行工作。进行了模块化建模方法和混合动力系统性能仿真分析研究，结果表明：混合动力系统的发电效率达到了55%，相比甲醇内燃机有了15%绝对值的效率提升，有助于降低燃料消耗。进行了混合动力系统性能参数影响规律分析，结果表明：混合动力系统的效率随着压比的增大而提高，随着燃料利用率的提高而呈现先升高后降低的效果。进行了混合动力系统的?分析，结果显示：混合动力系统中?效率最高的部件是燃料电池，?损最大的部件是重整器。质量分析结果表明：混合动力系统的功率密度达到0.488 kW/kg。