Iako se gorivne ćelije još uvijek uglavnom koriste u komercijalnim vozilima, osobni automobili su samo proizvodi Toyota Honda Hyundai, ali budući da se članak fokusira na osobne automobile, a drugi modeli za usporedbu također su osobni automobili, evo Toyota Mirai kao primjer.
Sustav toplinskog upravljanja gorivnim ćelijama ima sljedeće tri glavne točke:
Zahtjevi za odvođenje topline reaktora gorivnih ćelija
Reaktor je mjesto reakcije vodika i kisika i stvara toplinu dok istovremeno proizvodi električnu energiju. Povećanje temperature pomaže povećati snagu pražnjenja reaktora, ali toplina se ne može skupljati, pa voda produkta reakcije i rashladno sredstvo reaktora moraju teći zajedno kako bi raspršili toplinu.
Održavanje temperature reaktora može učinkovito kontrolirati izlaznu snagu kako bi se zadovoljile dinamičke potrebe vozača za pogonskim sustavom. Toplina koju generira energetska elektronika reaktora i pretvarača motora može se koristiti kao dio topline za grijanje kokpita zimi.
Problem hladnog starta reaktora
Reaktor s gorivnim ćelijama ne može izravno proizvoditi električnu energiju na niskoj temperaturi, stoga ga je potrebno zagrijati vanjskom toplinom prije nego što može ući u normalan način rada.
U ovom trenutku, gore spomenuti krug odvođenja topline treba preokrenuti u krug grijanja, a prebacivanje ovdje može zahtijevati regulacijski ventil sličan trosmjernom dvosmjernom ventilu.
Grijanje se može obaviti vanjskimelektrični PTC grijač, električna energija za grijanje iz baterije. Čini se da postoji i tehnologija koja omogućuje reaktoru da generira vlastitu toplinu, tako da se energija generirana reakcijom više u obliku topline prenosi na tijelo reaktora kako bi se zagrijalo.
Pojačivač hlađenja
Ovaj dio pomalo podsjeća na ranije spomenuti hibridni automobil. Kako bi se zadovoljila potreba reaktora za snagom, potrebna je i određena količina kisika kao reaktanta, pa je potrebno pod tlakom dovesti do povećanja gustoće zraka, čime se povećava maseni protok kisika. Zbog toga se koristi naknadno pojačano hlađenje koje se može spojiti serijski u istom rashladnom krugu jer je temperaturni raspon relativno blizu ostalim komponentama.
Potpuno električna vozila
Na kraju krajeva, potpuno električna vozila su danas najpopularniji igrači na tržištu. Istraživanje i razvoj u području upravljanja toplinom električnih vozila provedeni su kod svih glavnih proizvođača i dobavljača automobila. Slijede tri glavne točke po kojima se razlikuje od drugih tipova vozila:
Zabrinutost zbog zimskog područja
Većina zasluga za domet pripada gustoći energije baterije, potrošnji električne energije vozila i otporu vjetra, što su aspekti upravljanja toplinom koji nisu povezani s toplinom, ali ne toliko zimi.
Kako bi se zadovoljila udobnost u kokpitu i hladan start s visokonaponskom baterijom, sustav upravljanja toplinom troši puno električne energije, a značajno smanjenje zimskog dometa već je norma.
Glavni razlog je taj što pogonski sustav čistog električnog vozila stvara puno više topline nego što je to slučaj s motorom, baterijom i temperaturom.
Trenutno uobičajena rješenja poput sustava toplinske pumpe, pogonskog sustava koji koristi toplinu i toplinu okoline putem ciklusa kompresora za opskrbu kabine i baterije, a tu je i Weimar EX5 koji se koristi.dizelski grijači, korištenje dijela topline izgaranja dizelskog goriva za predgrijavanje akumulatora i kabinePTC grijači), postoji još jedna tehnologija samozagrijavanja baterije, tako da se prilikom pokretanja baterije s malim dijelom energije postiže zagrijavanje svake baterije, čime se smanjuje ovisnost o vanjskim krugovima izmjene topline.
Vrijeme objave: 20. travnja 2023.
