Хоча паливні елементи все ще використовуються переважно на комерційних транспортних засобах, легкові автомобілі використовуються лише для Toyota, Honda та Hyundai, але оскільки стаття зосереджена на легкових автомобілях, інші моделі для порівняння також є легковими автомобілями, то ось Toyota Mirai як приклад.
Система терморегуляції паливних елементів має такі три основні характеристики:
Вимоги до розсіювання тепла реактора паливних елементів
Реактор є місцем, де відбувається воднево-киснева реакція, і генерує тепло, одночасно виробляючи електроенергію. Підвищення температури допомагає збільшити потужність розряду реактора, але тепло не може бути накопичене, тому вода, що є продуктом реакції, та теплоносій реактора повинні текти разом, щоб розсіювати тепло.
А підтримка температури реактора може ефективно контролювати вихідну потужність для задоволення динамічних потреб водія в системі приводу. Тепло, що генерується силовою електронікою реактора та інвертором двигуна, може бути використано як частина тепла для обігріву кабіни пілота взимку.
Проблема холодного запуску реактора
Паливний елементний реактор не може безпосередньо виробляти електроенергію за низької температури, тому його потрібно прогріти зовнішнім теплом, перш ніж він зможе перейти в нормальний режим роботи.
На цьому етапі вищезгаданий контур відведення тепла потрібно перемкнути на контур опалення, і для перемикання тут може знадобитися регулювальний клапан контуру, подібний до триходового двоходового клапана.
Обігрів може здійснюватися зовнішнімелектричний PTC-нагрівач, електричне нагрівання від акумулятора для забезпечення. Здається, що також існує технологія, яка дозволяє реактору генерувати власне тепло, так що енергія, що генерується реакцією, більше передається у вигляді тепла до корпусу реактора для нагрівання.
Підсилювальне охолодження
Ця частина трохи схожа на згадану раніше гібридну автомобільну партію: для задоволення потреб реактора в потужності також потрібна певна кількість кисню, тому впускне повітря потрібно тиснути, щоб збільшити його щільність, тим самим збільшуючи масовий потік кисню. З цієї причини використовується пост-форсуюче охолодження, яке можна підключити послідовно в одному контурі охолодження, оскільки діапазон температур відносно близький до інших компонентів.
Чисто електричні транспортні засоби
Зрештою, повністю електричні транспортні засоби є найпопулярнішими гравцями на ринку сьогодні. Дослідження та розробки в галузі теплового управління електромобілями проводилися всіма основними виробниками та постачальниками автомобілів. Нижче наведено три основні моменти, які відрізняють їх від інших типів транспортних засобів:
Проблеми зимового пасовищного середовища
Більша частина заслуги за запас ходу належить щільності енергії акумулятора, споживанню електроенергії транспортного засобу та опору вітру, які не є аспектами терморегуляції, але не так сильно взимку.
Для забезпечення комфорту в кабіні та холодного запуску від високовольтного акумулятора система терморегулювання споживає багато електроенергії, і значне скорочення запасу ходу взимку вже є нормою.
Основна причина полягає в тому, що система приводу електричного транспортного засобу генерує набагато більше тепла, ніж двигун, акумулятор та чутливі до температури.
Наразі поширеними рішеннями є такі системи теплового насоса, система приводу, яка використовує тепло та тепло навколишнього середовища через компресорний цикл для забезпечення роботи кабіни та акумулятора, а також Weimar EX5.дизельні обігрівачі, використання частини тепла згоряння дизельного палива для забезпечення акумулятора та попереднього підігріву салону(PTC-нагрівачі), є ще одна технологія самонагріву акумулятора, завдяки якій під час запуску акумулятора невелика порція енергії забезпечує нагрівання кожного акумуляторного блоку, тим самим зменшуючи залежність від зовнішніх контурів теплообміну.
Час публікації: 20 квітня 2023 р.
