随着全球汽车工业的发展,能源匮乏和环境污染成为汽车工业可持续发展面临的两大问题,氢能具有环保、能量密度高等优点,是理想的化石燃料替代能源。燃料电池汽车利用氢气供能,通过车载高压储氢罐实现氢气的储存,由于充气过程的热效应,高压储氢罐内氢气温度和压力在短时间内急剧上升。为了保证燃料电池汽车氢气加注安全、高效的进行,建立有效的模型用以预测充气过程中氢气温度、压力等参数尤为重要。针对上述问题,本文基于氢气加注理论模型,首先,推导单区(气态区)模型、双区(气态区、罐壁区)模型在定充(放)气温度、变充(放)气温度、休眠阶段的能量守恒方程和MC(质量-热容复合参数)模型氢气温度的解析解。其次,将以上能量守恒方程转化为关于氢气温度和罐壁温度的微分方程,利用解析法和数值法对微分方程进行求解,通过对比两种解法,验证解的有效性,再利用单区模型模拟III型25 L和IV型99 L高压储氢罐的充放气循环过程。然后,利用双区模型模拟MC法氢气加注过程,对比模拟数据和实验数据,验证双区模型在实际充气条件下的有效性。最后,利用双区模型模拟III型25 L和IV型174 L高压储氢罐在不同充气参数(环境温度、充气速率、初始压力)下的氢气加注过程,通过参数拟合的方法,得到充气参数与最终氢气温度之间的函数关系。研究结果表明,单区模型、双区模型氢气温度计算能转换成微分方程求解问题,解析法和数值法均能求解充放气循环过程中的氢气温度且结果一致。通过对比MC法实验数据和双区模型的模拟数据,验证了双区模型在实际充气条件下的有效性。环境温度、充气速率及初始压力均对氢气加注过程产生影响。环境温度越高,最终氢气温度越高,温升越小;充气速率越大,充气前期氢气温度上升速率越大;初始压力越大,充气前期氢气温度上升速率越小,充气后期温度上升速率越快。参数研究的结果表明,在氢气加注过程中,选择合理的充气参数能有效控制充气过程中的温度上升,提高氢气加注过程的安全性。