论文目的：

氢燃料作为清洁能源有着巨大的发展潜力，随着环境问题的日益突出，氢动力汽车也越来越受到社会关注。近年来，世界各大汽车公司均致力于氢动力汽车的商业化应用，但是车用储氢系统仍然是其发展的主要瓶颈，而储氢系统中高压储氢系统具有结构相对简单、压缩氢气成本较低等优点成为国内外研究氢能利用的主要方向。因此，通过系统分析设计和优化高压储氢系统势在必行。本文将运用Matlab/Simulink工具针对车用高压储氢罐的充气过程进行建模分析研究，通过仿真计算，分析氢气充气速率、充气压力、高压储氢罐热效应、储氢密度等数据。以上工作将有助于理解车用高压储氢系统充气过程的变化规律和特点，为车用高压储氢系统的设计和优化工作做出参考和依据。

论文意义：

基于Matlab/Simulink开发的车用高压储氢罐充气过程集总参数模型，并将此用于车用高压储氧罐的性能预测和优化，该模型能够极大地提高仿真分析和参数化研究的效率。在此基础上，研究充气过程中充气速率、储氢环境温度、储氢压力等对车用高压储氢系统性能的影响，可用于优化车用高压储氢系统设计和车用高压储氢罐的安全问题，并为建立汽车加氢站提供帮助。

国内外研究现状分析：

国内关于车用高压储氢系统的研究成果如下：

国内浙江大学致力于高压储氢系统相关技术的研究，在车用高压储氢气瓶的快充研究方面，对工作压力35MPa、容积150L的Ⅲ型气瓶，进行了快充过程试验和二维数值模拟，揭示了起充压力、质量流率和环境温度对充气过程温度的影响，并得出罐内最高温度关于充气速率、初始压力和环境温度的关系式；之后浙江大学联合浙江工业大学基于Ⅲ型70Mpa、容积74L的Ⅲ型气瓶建立二维CFD模型，通过改变气瓶升压模式以及升压速率的方式，考虑湍流、实际气体和固体传热因素的影响，研究影响最高温度的主要因素和温度变化的规律。

除此之外，南京工业大学对高压储氢气瓶的长径比和进气口直径对其充气过程温度分布的影响进行了研究，储氢罐几何结构及充气速率对罐内温度的影响进行了研究，研究发现储氢罐的长径比越小越利于充气过程的温度控制、入口直径越小的储氢罐对充气温升的抑制作用越明显。

国外关于车用高压储氢系统的研究成果如下：