Čeprav se gorivne celice še vedno uporabljajo predvsem v gospodarskih vozilih, so osebni avtomobili izdelki samo za Toyota, Honda in Hyundai, ker pa se članek osredotoča na osebne avtomobile, so drugi primerjalni modeli prav tako osebni avtomobili, je tukaj kot primer Toyota Mirai.
Sistem za upravljanje temperature gorivnih celic ima naslednje tri glavne točke:
Zahteve za odvajanje toplote reaktorja z gorivnimi celicami
Reaktor je mesto reakcije vodika in kisika, kjer se proizvaja toplota, hkrati pa se proizvaja elektrika. Zvišanje temperature pomaga povečati izpustno moč reaktorja, vendar toplote ni mogoče zbrati, zato morata voda, ki nastane kot reakcijski produkt, in reaktorsko hladilno sredstvo teči skupaj, da se toplota odvaja.
Z vzdrževanjem temperature reaktorja je mogoče učinkovito nadzorovati izhodno moč, da se zadosti voznikovim dinamičnim potrebam pogonskega sistema. Toplota, ki jo ustvarja močnostna elektronika reaktorja in motornega pretvornika, se lahko pozimi uporabi kot del toplote za ogrevanje pilotske kabine.
Problem hladnega zagona reaktorja
Reaktor z gorivnimi celicami ne more neposredno proizvajati električne energije pri nizki temperaturi, zato ga je treba pred vstopom v normalen način delovanja ogreti z zunanjo toploto.
Na tej točki je treba zgoraj omenjeni krog odvajanja toplote preusmeriti v ogrevalni krog, za preklapljanje pa bo morda potreben regulacijski ventil kroga, podoben tripotnemu dvopotnemu ventilu.
Ogrevanje je mogoče z zunanjimelektrični PTC grelec, električna toplotna energija iz baterije za zagotavljanje. Zdi se, da obstaja tudi tehnologija, ki omogoča reaktorju, da proizvaja lastno toploto, tako da se energija, ki jo ustvari reakcija, bolj kot toplota odda telesu reaktorja za ogrevanje.
Pospeševalno hlajenje
Ta del je nekoliko podoben prej omenjeni hibridni avtomobilski zabavi. Da bi zadostili potrebam reaktorja po energiji, je potrebna tudi določena količina reaktanta kisika, zato je treba dovod zraka stisniti, da se poveča gostota in s tem masni pretok kisika. Zaradi tega se uporablja naknadno hlajenje, ki ga je mogoče zaporedno priključiti v isti hladilni krog, saj je temperaturno območje relativno blizu drugim komponentam.
Čisto električna vozila
Na koncu koncev so popolnoma električna vozila danes najbolj priljubljeni akterji na trgu. Raziskave in razvoj na področju toplotnega upravljanja električnih vozil so opravili vsi večji proizvajalci in dobavitelji avtomobilov. Sledijo tri glavne točke, kjer se razlikuje od drugih tipov vozil:
Pomisleki glede zimskega območja
Večina zaslug za doseg gre gostoti energije baterije, porabi električne energije vozila in odpornosti na veter, ki niso vidiki upravljanja s toploto, vendar ne toliko pozimi.
Da bi zagotovili udobje v pilotski kabini in visokonapetostni akumulator pri hladnem zagonu, sistem za upravljanje temperature porabi veliko električne energije, znatno zmanjšanje dosega pozimi pa je že tako ali tako norma.
Glavni razlog je, da je generiranje toplote pri pogonu električnega vozila veliko več kot le motor, baterija in temperaturna občutljivost.
Trenutno običajne rešitve, kot so sistem toplotne črpalke, pogonski sistem, ki s kompresorjem ogreva kabino in baterijo, uporabljajo tudi Weimar EX5.dizelski grelniki, uporaba dela toplote zgorevanja dizelskega goriva za predgrevanje akumulatorja in kabine (PTC grelniki), obstaja še ena tehnologija samoogrevanja baterije, tako da se ob zagonu baterije z majhnim deležem energije doseže segrevanje vsake baterijske enote, s čimer se zmanjša odvisnost od zunanjih tokokrogov za izmenjavo toplote.
Čas objave: 20. april 2023
