Iako se gorivne ćelije i dalje uglavnom koriste u komercijalnim vozilima, putnički automobili su samo proizvodi Toyota, Honda i Hyundai, ali budući da se članak fokusira na putničke automobile, a drugi modeli za poređenje također su putnički automobili, evo Toyota Mirai kao primjer.
Sistem termalnog upravljanja gorivnim ćelijama karakteriziraju sljedeće tri glavne tačke:
Zahtjevi za odvođenje topline reaktora gorivnih ćelija
Reaktor je mjesto reakcije vodika i kisika i generira toplinu dok istovremeno proizvodi električnu energiju. Povećanje temperature pomaže u povećanju snage pražnjenja reaktora, ali se toplina ne može akumulirati, tako da voda, produkt reakcije, i rashladna tekućina reaktora moraju teći zajedno kako bi raspršili toplinu.
Održavanje temperature reaktora može efikasno kontrolisati izlaznu snagu kako bi se zadovoljile dinamičke potrebe vozača za pogonskim sistemom. Toplota koju generiše energetska elektronika reaktora i inverter motora može se koristiti kao dio toplote za grijanje kokpita zimi.
Problem hladnog starta reaktora
Reaktor gorivnih ćelija ne može direktno proizvoditi električnu energiju na niskim temperaturama, tako da ga je potrebno zagrijati vanjskom toplinom prije nego što može ući u normalan način rada.
U ovom trenutku, gore spomenuti krug za odvođenje topline treba preokrenuti u krug grijanja, a prebacivanje ovdje može zahtijevati ventil za regulaciju kruga sličan trosmjernom dvosmjernom ventilu.
Grijanje se može obaviti vanjskim uređajem.električni PTC grijač, električna energija za grijanje iz baterije koja se obezbjeđuje. Čini se da postoji i tehnologija koja omogućava reaktoru da generiše sopstvenu toplotu, tako da se energija generisana reakcijom više prenosi u obliku toplote na tijelo reaktora radi zagrijavanja.
Pojačivač hlađenja
Ovaj dio je pomalo sličan ranije spomenutoj hibridnoj automobilskoj zabavi. Kako bi se zadovoljile potrebe reaktora za energijom, potrebna je i određena količina reaktanta kisika, pa je potrebno pod pritiskom dovesti do povećanja gustoće, a time i masenog protoka kisika. Zbog toga se koristi naknadno pojačano hlađenje, koje se može spojiti serijski u istom krugu hlađenja, budući da 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 oblasti termalnog upravljanja električnim vozilima sprovedeni su kod svih glavnih proizvođača i dobavljača automobila. Slijede tri glavne tačke po kojima se razlikuje od drugih tipova vozila:
Zabrinutost zbog zimskog područja
Najveće zasluge za domet pripadaju gustoći energije baterije, potrošnji električne energije vozila i otporu vjetra, što su aspekti koji nisu vezani za toplinsku energiju, ali ne toliko zimi.
Kako bi se zadovoljila udobnost u kokpitu i osigurala visoka voltaža baterije pri hladnom startu, sistem za upravljanje temperaturom troši mnogo električne energije, a značajno smanjenje zimskog dometa već je norma.
Glavni razlog je taj što pogonski sistem čistog električnog vozila generiše mnogo više toplote nego što je to slučaj s motorom, baterijom i temperaturom.
Trenutno uobičajena rješenja poput sistema toplotne pumpe, pogonskog sistema koji koristi toplotu i toplotu okoline putem ciklusa kompresora za obezbjeđivanje kabine i baterije, a tu je i Weimar EX5 koji se koristi.dizel grijači, korištenje dijela topline sagorijevanja dizela za predgrijavanje baterije i kabine(PTC grijači), postoji još jedna tehnologija samozagrijavanja baterije, tako da kada se baterija pokrene s malom količinom energije postiže se zagrijavanje svake baterije, čime se smanjuje ovisnost o vanjskim krugovima za izmjenu topline.
Vrijeme objave: 20. april 2023.
