Chociaż ogniwa paliwowe są nadal stosowane głównie w pojazdach użytkowych, w samochodach osobowych tylko Toyota, Honda i Hyundai mają produkty, ale ponieważ artykuł koncentruje się na samochodach osobowych, a inne modele porównawcze również są samochodami osobowymi, jako przykład podano Toyotę Mirai.
System zarządzania temperaturą ogniw paliwowych charakteryzuje się trzema głównymi punktami:
Wymagania dotyczące rozpraszania ciepła w reaktorze ogniw paliwowych
Reaktor jest miejscem reakcji wodoru z tlenem i generuje ciepło, wytwarzając jednocześnie energię elektryczną. Wzrost temperatury pomaga zwiększyć moc rozładowania reaktora, ale ciepło nie może zostać zebrane, dlatego woda będąca produktem reakcji i chłodziwo reaktora muszą płynąć razem, aby rozproszyć ciepło.
Utrzymywanie temperatury reaktora pozwala na skuteczną kontrolę mocy wyjściowej, aby sprostać dynamicznym potrzebom kierowcy w zakresie napędu. Ciepło generowane przez elektronikę mocy reaktora i falownik silnika może być wykorzystane jako część ciepła do ogrzewania kokpitu w zimie.
Problem zimnego startu reaktora
Reaktor ogniw paliwowych nie jest w stanie dostarczać energii elektrycznej bezpośrednio w niskiej temperaturze, dlatego musi zostać ogrzany za pomocą ciepła zewnętrznego, zanim będzie mógł przejść do normalnego trybu pracy.
W tym momencie obwód odprowadzania ciepła, o którym mowa powyżej, należy odwrócić i przekształcić w obwód grzewczy. Przełączenie to może wymagać zastosowania zaworu sterującego obwodem podobnego do zaworu trójdrożnego dwudrożnego.
Ogrzewanie może odbywać się za pomocą zewnętrznegoelektryczny grzejnik PTC, energię elektryczną z akumulatora, aby zapewnić. Wydaje się, że istnieje również technologia, która pozwala reaktorowi na generowanie własnego ciepła, dzięki czemu energia generowana w wyniku reakcji ma bardziej formę ciepła, które ogrzewa korpus reaktora.
Chłodzenie wspomagające
Ta część przypomina nieco wspomnianą wcześniej imprezę z samochodem hybrydowym. Aby zaspokoić zapotrzebowanie reaktora na energię, ilość tlenu w reaktorze również ma określone zapotrzebowanie, dlatego wlot powietrza musi być sprężony, aby zwiększyć gęstość, a tym samym zwiększyć przepływ masowy tlenu. Z tego powodu stosuje się chłodzenie po doładowaniu, które można połączyć szeregowo w tym samym obwodzie chłodzenia, ponieważ zakres temperatur jest stosunkowo zbliżony do pozostałych komponentów.
Pojazdy w pełni elektryczne
Podsumowując, pojazdy w pełni elektryczne są obecnie najpopularniejszymi graczami na rynku. Badania i rozwój w zakresie zarządzania temperaturą w pojazdach elektrycznych były prowadzone przez wszystkich głównych producentów i dostawców samochodów. Oto trzy główne punkty, w których system ten różni się od innych typów pojazdów:
Obawy dotyczące zasięgu zimowego
Największy wpływ na zasięg ma gęstość energii akumulatora, zużycie energii elektrycznej przez pojazd oraz opór wiatru, czyli czynniki niezwiązane z zarządzaniem ciepłem, ale zimą ma to mniejsze znaczenie.
Aby sprostać wygodzie w kokpicie i zimnemu rozruchowi akumulatora wysokonapięciowego, układ zarządzania temperaturą zużywa dużo energii elektrycznej, a znaczne zmniejszenie zasięgu zimą jest już normą.
Główną przyczyną jest to, że układ napędowy pojazdu elektrycznego generuje o wiele więcej ciepła niż silnik, akumulator i jest wrażliwy na temperaturę.
Obecnie powszechnie stosowane rozwiązania, takie jak układ pompy ciepła, układ napędowy, ciepło otoczenia poprzez cykl sprężarki, zapewniają kabinie i akumulatorowi, istnieje również Weimar EX5 w zastosowaniunagrzewnice diesla, wykorzystanie części ciepła spalania oleju napędowego do podgrzewania akumulatora i kabinyGrzejniki PTC), inną jest technologia samonagrzewania się akumulatora, dzięki której podczas uruchamiania akumulatora dostarczana jest niewielka porcja energii, co pozwala na ogrzanie każdej jednostki akumulatora, zmniejszając w ten sposób konieczność korzystania z zewnętrznych obwodów wymiany ciepła.
Czas publikacji: 20 kwietnia 2023 r.
