Παρόλο που η κυψέλη καυσίμου εξακολουθεί να χρησιμοποιείται κυρίως σε επαγγελματικά οχήματα, τα επιβατικά αυτοκίνητα είναι μόνο προϊόντα της Toyota Honda και της Hyundai, αλλά επειδή το άρθρο επικεντρώνεται σε επιβατικά αυτοκίνητα και άλλα μοντέλα σύγκρισης είναι επίσης επιβατικά αυτοκίνητα, εδώ είναι το Toyota Mirai ως παράδειγμα.
Το σύστημα θερμικής διαχείρισης κυψελών καυσίμου διαθέτει τα ακόλουθα τρία κύρια σημεία:
Απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας αντιδραστήρα κυψελών καυσίμου
Ο αντιδραστήρας είναι ο χώρος της αντίδρασης υδρογόνου-οξυγόνου και παράγει θερμότητα ενώ παράλληλα παράγει ηλεκτρισμό. Η αύξηση της θερμοκρασίας συμβάλλει στην αύξηση της ισχύος εκκένωσης του αντιδραστήρα, αλλά η θερμότητα δεν μπορεί να συλλεχθεί, επομένως το νερό του προϊόντος της αντίδρασης και το ψυκτικό μέσο του αντιδραστήρα πρέπει να ρέουν μαζί για να διαχέουν τη θερμότητα.
Και η διατήρηση της θερμοκρασίας του αντιδραστήρα μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά την ισχύ εξόδου για να καλύψει τις δυναμικές ανάγκες του οδηγού για το σύστημα κίνησης. Η θερμότητα που παράγεται από τα ηλεκτρονικά ισχύος του αντιδραστήρα και τον μετατροπέα κινητήρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέρος της θερμότητας για τη θέρμανση του πιλοτηρίου το χειμώνα.
Το πρόβλημα της ψυχρής εκκίνησης του αντιδραστήρα
Ο αντιδραστήρας κυψελών καυσίμου δεν μπορεί να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια απευθείας σε χαμηλή θερμοκρασία, επομένως πρέπει να θερμανθεί με εξωτερική θερμότητα πριν εισέλθει σε κανονική λειτουργία.
Σε αυτό το σημείο, το κύκλωμα απαγωγής θερμότητας που αναφέρθηκε παραπάνω πρέπει να αντιστραφεί σε κύκλωμα θέρμανσης και η εναλλαγή εδώ μπορεί να απαιτεί μια βαλβίδα ελέγχου κυκλώματος παρόμοια με μια τριοδική βαλβίδα δύο κατευθύνσεων.
Η θέρμανση μπορεί να γίνει με εξωτερικόηλεκτρική θερμάστρα PTC, ηλεκτρική θερμαντική ισχύς από την μπαταρία για την παροχή. Φαίνεται ότι υπάρχει επίσης τεχνολογία που επιτρέπει στον αντιδραστήρα να παράγει τη δική του θερμότητα, έτσι ώστε η ενέργεια που παράγεται από την αντίδραση να είναι περισσότερο με τη μορφή θερμότητας στο σώμα του αντιδραστήρα για να ζεσταθεί.
Ενισχυτική ψύξη
Αυτό το μέρος μοιάζει λίγο με το υβριδικό αυτοκίνητο που αναφέρθηκε προηγουμένως. Για να καλυφθεί η ζήτηση ισχύος του αντιδραστήρα, η ποσότητα οξυγόνου του αντιδρώντος έχει επίσης μια συγκεκριμένη ζήτηση, επομένως η εισαγωγή αέρα πρέπει να συμπιεστεί για να αυξηθεί η πυκνότητα, αυξάνοντας έτσι τη ροή μάζας οξυγόνου. Για αυτόν τον λόγο, έρχεται η ψύξη μετά την ενίσχυση, η οποία μπορεί να συνδεθεί σε σειρά στο ίδιο κύκλωμα ψύξης, καθώς το εύρος θερμοκρασίας είναι σχετικά κοντά σε αυτό των άλλων εξαρτημάτων.
Αμιγώς Ηλεκτρικά Οχήματα
Στο τέλος της ημέρας, τα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα είναι οι πιο δημοφιλείς παίκτες στην αγορά σήμερα. Έρευνα και ανάπτυξη στη θερμική διαχείριση ηλεκτρικών οχημάτων έχει γίνει από όλους τους μεγάλους κατασκευαστές και προμηθευτές αυτοκινήτων. Τα ακόλουθα είναι τρία κύρια σημεία στα οποία διαφέρει από άλλους τύπους οχημάτων:
Ανησυχίες για το χειμερινό εύρος
Το μεγαλύτερο μέρος της αυτονομίας οφείλεται στην πυκνότητα ενέργειας της μπαταρίας, στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας του οχήματος και στην αντίσταση στον άνεμο, οι οποίες δεν αποτελούν πτυχές της θερμικής διαχείρισης, αλλά όχι τόσο πολύ το χειμώνα.
Προκειμένου να επιτευχθεί η άνεση στο πιλοτήριο και η κρύα εκκίνηση με μπαταρία υψηλής τάσης, το σύστημα θερμικής διαχείρισης καταναλώνει πολλή ηλεκτρική ενέργεια και η σημαντική μείωση της χειμερινής αυτονομίας είναι ήδη ο κανόνας.
Ο κύριος λόγος είναι ότι η παραγωγή θερμότητας από το αμιγώς ηλεκτρικό σύστημα κίνησης του οχήματος είναι πολύ περισσότερο ευαίσθητη στη θερμοκρασία από τον κινητήρα, την μπαταρία και τη λειτουργία του.
Επί του παρόντος, οι κοινές λύσεις, όπως το σύστημα αντλίας θερμότητας, η θερμότητα του συστήματος κίνησης και η θερμότητα του περιβάλλοντος μέσω του κύκλου του συμπιεστή, παρέχουν την καμπίνα και την μπαταρία, ενώ υπάρχει και το Weimar EX5 στη χρήση του.θερμαντήρες ντίζελ, η χρήση ενός μέρους της θερμότητας καύσης ντίζελ για την παροχή προθέρμανσης της μπαταρίας και της καμπίνας (Θερμαντήρες PTC), υπάρχει μια άλλη τεχνολογία αυτοθέρμανσης της μπαταρίας, έτσι ώστε όταν η μπαταρία ξεκινά με ένα μικρό μέρος ενέργειας να επιτυγχάνεται η θέρμανση κάθε μονάδας μπαταρίας, μειώνοντας έτσι την εξάρτηση από εξωτερικά κυκλώματα ανταλλαγής θερμότητας.
Ώρα δημοσίευσης: 20 Απριλίου 2023
