Choć ogniwa paliwowe nadal są stosowane głównie w pojazdach użytkowych, samochody osobowe to tylko Toyota, Hyundai posiada produkty, ale ponieważ artykuł koncentruje się na samochodach osobowych, a inne modele porównawcze to także samochody osobowe, więc tutaj jako przykład podana jest Toyota Mirai.
System zarządzania temperaturą ogniwa paliwowego składa się z trzech głównych punktów:
Wymagania dotyczące rozpraszania ciepła w reaktorze ogniw paliwowych
Reaktor jest miejscem reakcji wodoru z tlenem i wytwarza ciepło, wytwarzając jednocześnie energię elektryczną.Wzrost temperatury pomaga zwiększyć moc wyładowczą reaktora, ale ciepło nie może zostać zgromadzone, więc woda będąca produktem reakcji i chłodziwo reaktora muszą płynąć razem, aby rozproszyć ciepło.
Utrzymywanie temperatury reaktora może skutecznie kontrolować moc wyjściową, aby sprostać dynamicznym potrzebom kierowcy w zakresie układu napędowego.Ciepło wytwarzane przez elektronikę mocy reaktora i falownik silnika może zostać wykorzystane jako część ciepła do ogrzewania kokpitu w zimie.
Problem zimnego rozruchu reaktora
Reaktor z ogniwami paliwowymi nie może bezpośrednio dostarczać energii elektrycznej w niskiej temperaturze, dlatego zanim przejdzie do normalnego trybu pracy, należy go rozgrzać ciepłem zewnętrznym.
W tym momencie wspomniany powyżej obieg odprowadzania ciepła musi zostać zamieniony na obieg grzewczy, a przełączenie w tym miejscu może wymagać zastosowania zaworu sterującego obiegiem podobnego do trójdrożnego zaworu dwudrogowego.
Ogrzewanie można wykonać za pomocą zewnętrznego źródła ciepłaelektryczny grzejnik PTC, elektryczna moc grzewcza z akumulatora do zapewnienia.Wydaje się, że istnieje również technologia, która umożliwia reaktorowi wytwarzanie własnego ciepła, dzięki czemu energia wytwarzana w wyniku reakcji ma raczej formę ciepła przekazywanego do korpusu reaktora w celu ogrzania.
Chłodzenie wspomagające
Ta część przypomina trochę wspomnianą wcześniej imprezę z samochodami hybrydowymi, aby zaspokoić zapotrzebowanie reaktora na moc, ilość reagenta tlenu również ma określone zapotrzebowanie, więc wlot powietrza musi być pod ciśnieniem, aby zwiększyć gęstość, zwiększając w ten sposób masowy przepływ tlenu.Z tego powodu zapewnia chłodzenie wtórne, które można podłączyć szeregowo w tym samym obwodzie chłodzącym, ponieważ zakres temperatur jest stosunkowo zbliżony do innych komponentów.
Pojazdy czysto elektryczne
Ostatecznie pojazdy czysto elektryczne są obecnie najpopularniejszą marką na rynku.Prace badawczo-rozwojowe w zakresie zarządzania ciepłem pojazdów elektrycznych zostały przeprowadzone u wszystkich głównych producentów i dostawców samochodów.Poniżej znajdują się trzy główne punkty, którymi różni się on od innych typów pojazdów:
Obawy dotyczące zasięgu zimowego
Zasięg w dużej mierze wynika z gęstości energii akumulatora, zużycia energii elektrycznej przez pojazd i odporności na wiatr, które nie są aspektami zarządzania termicznego, ale nie w tak dużym stopniu zimą.
Aby zapewnić komfort w kokpicie i zimny rozruch akumulatora wysokiego napięcia, system zarządzania ciepłem zużywa dużo energii elektrycznej, a znaczne zmniejszenie zasięgu w zimie jest już normą.
Głównym powodem jest to, że układ napędowy pojazdu zasilany wyłącznie energią elektryczną generuje znacznie więcej ciepła niż silnik, akumulator i wrażliwość na temperaturę.
Obecnie powszechnie stosowane rozwiązania takie jak układ pompy ciepła, układ napędowy odprowadzający ciepło z otoczenia poprzez obieg sprężarki zapewniający kabinę i akumulator, w modelu Weimar EX5 zastosowano równieżgrzejniki diesla, wykorzystanie części ciepła spalania oleju napędowego do wstępnego ogrzania akumulatora i kabiny (Grzejniki PTC), istnieje inna technologia samonagrzewania akumulatora, dzięki której po uruchomieniu akumulatora z niewielką porcją energii następuje ogrzanie każdego modułu akumulatorowego, zmniejszając w ten sposób zależność od zewnętrznych obwodów wymiany ciepła.
Czas publikacji: 20 kwietnia 2023 r
