Въпреки че горивните клетки все още се използват главно в търговски превозни средства, леките автомобили са само продукти на Toyota, Honda и Hyundai, но тъй като статията се фокусира върху леки автомобили, а други модели за сравнение също са леки автомобили, ето Toyota Mirai като пример.
Системата за управление на температурата на горивните клетки се характеризира със следните три основни точки:
Изисквания за разсейване на топлината в реактора с горивни клетки
Реакторът е мястото, където протича реакцията водород-кислород и генерира топлина, докато произвежда електричество. Повишаването на температурата спомага за увеличаване на мощността на разряда на реактора, но топлината не може да бъде събрана, така че водата от реакцията и охлаждащата течност на реактора трябва да текат заедно, за да разсеят топлината.
А поддържането на температурата на реактора може ефективно да контролира изходната мощност, за да отговори на динамичните нужди на водача от задвижващата система. Топлината, генерирана от силовата електроника на реактора и инвертора на двигателя, може да се използва като част от топлината за отопление на пилотската кабина през зимата.
Проблемът със студения старт на реактора
Реакторът с горивни клетки не може да осигурява директно електричество при ниска температура, така че трябва да се затопли от външна топлина, преди да може да влезе в нормален режим на работа.
В този момент, гореспоменатата верига за разсейване на топлината трябва да се обърне към отоплителна верига, а превключването тук може да изисква контролен вентил на веригата, подобен на трипътен двупътен вентил.
Отоплението може да се осъществи от външен източникелектрически PTC нагревател, електрическа топлинна енергия от батерията, която да осигури. Изглежда, че има и технология, която позволява на реактора да генерира собствена топлина, така че енергията, генерирана от реакцията, да е по-скоро под формата на топлина към тялото на реактора, за да се затопли.
Усилвател на охлаждането
Тази част е малко подобна на споменатата по-рано хибридна кола. За да се отговори на енергийните нужди на реактора, количеството реагент кислород също е необходимо. Така че всмукателният въздух трябва да бъде под налягане, за да се увеличи плътността му и по този начин да се увеличи масовият поток на кислород. Поради тази причина се използва пост-ускорително охлаждане, което може да бъде свързано последователно в една и съща охладителна верига, тъй като температурният диапазон е сравнително близък до този на другите компоненти.
Чисто електрически превозни средства
В крайна сметка, изцяло електрическите превозни средства са най-популярните играчи на пазара днес. Изследвания и разработки в областта на термичното управление на електрическите превозни средства са проведени от всички големи производители и доставчици на автомобили. По-долу са изброени три основни точки, по които те се различават от другите типове превозни средства:
Проблеми със зимните райони
По-голямата част от заслугата за пробега се дължи на енергийната плътност на батерията, консумацията на електроенергия на превозното средство и съпротивлението на вятъра, които не са аспекти на управлението на температурата, но не толкова през зимата.
За да се осигури комфорт в пилотската кабина и студен старт от високоволтова батерия, системата за управление на температурата консумира много електрическа енергия, а значителното намаляване на пробега през зимата вече е норма.
Основната причина е, че генерирането на топлина от чисто електрическото задвижване на превозното средство е много повече от двигателя, батерията и чувствителността към температурата.
В момента се използват често срещани решения като термопомпена система, задвижваща система, която отвежда топлината и околната среда чрез компресорния цикъл, за да осигури отоплението на кабината и батерията. В употреба е и Weimar EX5.дизелови отоплители, използването на част от топлината от горенето на дизела за осигуряване на предварителното загряване на батерията и кабината(PTC нагреватели), има и друга технология - технология за самозагряване на батерията, така че когато батерията се стартира с малка порция енергия, да се постигне затопляне на всеки батериен блок, като по този начин се намалява зависимостта от външни топлообменни вериги.
Време на публикуване: 20 април 2023 г.
