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随着工业化的发展和人们生活水平的日益提高，对能源的需求也与日俱增。由于目前使用的能源主要来自于化石燃料（如煤、石油和天然气等），其使用不可避免地会污染环境，再加上其储量十分有限，所以寻找新的可再生能源迫在眉睫。世界各国纷纷开始关注新型清洁能源的开发研究。氢气，以其资源丰富、清洁、可循环、可持续、易储存等优点，成为一种潜在的理想能源载体，正不断引起人们的广泛关注。有希望成为未来汽车使用的主要能源燃料。 气态高压储氢气瓶因为结构简单、压缩氢气能耗少、充放氢速度快等优点成为目前车载储氢最最常用的储氢方式。而高压储氢在快速充气过程中不可避免的会引起温度的快速升高，从而导致气瓶内质量和体积密度的下降，影响充气质量。如何能够控制瓶内温度，增加瓶内气体密度，获得更多的氢气携带量，将是氢能作为汽车燃料推广应用的关键技术之一。 针对车载铝内胆碳纤维缠绕复合储氢气瓶在快充过程中引起温升，从而影响气瓶内气体密度和氢气携带量。本文在江苏省工业支撑项目“车用储氢容器高效可靠充放氢的新型装备研发”（项目编号:BE2009170）的支持下和教育部新世纪优秀人才支持计划的推动下，开展了针对储氢气瓶快充过程的相关研究。 在国内外已有研究的基础上，基于开口系统的热力学第一定律，建立储氢气瓶快速充气的热力学模型。推导出了高压气瓶在快速充气过程中，气瓶温升、充气质量和充气条件之间的函数关系式，了解温升和各个影响因素的关系，并进一步推导出充气质量和各影响因素之间的关系、传热与充气质量的关系。充气质量类似于充气温升，主要和气瓶内的初始压力、进气温度、进气速率、气瓶内气体初始温度、环境温度、气瓶外形和尺寸、气瓶壁面的传热系数等因素有关。结果显示，气瓶内气体温度和充气时间大约呈现指数关系。温度在充气开始时上升比较快，随着充气的进行，温升的速率逐渐减少，最后趋于平稳。与此相对应的是，气瓶的充气质量进气温度、初始压力呈现线性关系，与进气速率呈现反比例关系。这对于加氢站根据充气条件有效的控制气瓶最终获得的充气质量有积极的意义。 在储氢气瓶快速充氢引起温升的理论基础上，考虑到真实氢气体充气的复杂性，结合真实气体k-ε湍流模型，建立储氢气瓶快速充气过程中温度变化的高精度数值计算模型。用计算流体力学分析软件Fluent13.0模拟了35MPa，74L纤维缠绕铝内胆复合气瓶快速充气情况。分别对的长径比为3.6、2.0，入口直径分别16mm、40mm、64mm的储氢气瓶充气情况进行模拟，研究储氢气瓶的不同长径比和入口直径对温度升高和温度分布的影响。数值模拟的结果显示长径比较小的气瓶在同样的充气条件下，气瓶内的气体温度升高更小，温度分布也相对比较均匀。气瓶的入口直径越大，则气瓶对温升的抑制作用越明显。气瓶的制造商可以根据实际情况，选择恰当的气瓶的长径比和入口直径来防止充气时温度过高。 本文中，针对不同的进气速率、初始压力、进气温度等重要参数，研究了这些因素对充气温升和充气质量的影响。结果表明，充气质量完全受这些条件的决定。且初始压力、进气温度与充气质量之间呈现线性关系，进气速率与充气质量之间呈现反比例函数关系。因此本文拟合出一种函数关系式，而针对特定的气瓶，外界环境温度一定时，气瓶的最终充气质量可以直接由这三个充气条件计算得出。一个关于最终充气质量和这三个参数的经验公式因此而得出。在做出了这些工作之后，进一步的，我们研究了传热。传热似乎才是最终获得充气质量的根本因素。传热越多，充气质量越大。传热量的结果与最终充气质量的结果呈现较好的线性关系。这有利于加氢站根据不同条件控制充气条件，以获得更快、更安全、更准确的充气结果。