Hoewel de brandstofcel nog vooral op bedrijfsauto's zit, zijn personenauto's alleen Toyota Honda. Hyundai heeft producten, maar omdat het artikel zich richt op personenauto's en andere vergelijkingsmodellen zijn het ook personenauto's, daarom hier de Toyota Mirai als voorbeeld.
Het thermische beheersysteem voor brandstofcellen omvat de volgende drie hoofdpunten:
Vereisten voor warmteafvoer van brandstofcelreactoren
De reactor is de locatie van de waterstof-zuurstofreactie en genereert warmte terwijl elektriciteit wordt geproduceerd.De temperatuurstijging helpt het ontladingsvermogen van de reactor te vergroten, maar de warmte kan niet worden verzameld, dus moeten het reactieproduct water en het reactorkoelmiddel samenstromen om de warmte af te voeren.
En het handhaven van de temperatuur van de reactor kan het uitgangsvermogen effectief regelen om te voldoen aan de dynamische behoeften van de bestuurder aan het aandrijfsysteem.De warmte die wordt gegenereerd door de vermogenselektronica van de reactor en de motoromvormer kan in de winter worden gebruikt als onderdeel van de warmte voor cockpitverwarming.
Het probleem van de koude start van de reactor
De brandstofcelreactor kan bij lage temperaturen niet direct elektriciteit leveren, dus moet hij worden opgewarmd door externe warmte voordat hij naar de normale bedrijfsmodus kan gaan.
Op dit punt moet het hierboven genoemde warmtedissipatiecircuit worden omgedraaid naar een verwarmingscircuit, en voor het schakelen hier kan een circuitregelklep nodig zijn die vergelijkbaar is met een drieweg-tweewegklep.
Verwarming kan door een externe worden gedaanelektrische PTC-verwarmer, elektrische verwarmingsenergie uit de batterij te leveren.Het lijkt erop dat er ook technologie bestaat waarmee de reactor zijn eigen warmte kan genereren, waardoor de energie die door de reactie wordt gegenereerd meer in de vorm van warmte naar het lichaam van de reactor gaat om op te warmen.
Boosterkoeling
Dit onderdeel lijkt een beetje op de eerder genoemde hybride autopartij: om aan de stroomvraag van de reactor te voldoen, heeft de hoeveelheid reactantzuurstof ook een bepaalde vraag, dus de luchtinlaat moet onder druk worden gezet om de dichtheid te vergroten, waardoor de dichtheid toeneemt. de massastroom van zuurstof.Om deze reden is er post-boostkoeling, die in serie kan worden geschakeld in hetzelfde koelcircuit, aangezien het temperatuurbereik relatief dicht bij de andere componenten ligt.
Puur elektrische voertuigen
Uiteindelijk zijn puur elektrische voertuigen de populairste spelers op de markt van vandaag.Bij alle grote autofabrikanten en leveranciers is onderzoek en ontwikkeling naar het thermisch beheer van elektrische voertuigen gedaan.Hieronder volgen drie belangrijke punten waarop het verschilt van andere voertuigtypen:
Zorgen over het winterbereik
Het grootste deel van de waardering voor de actieradius gaat naar de energiedichtheid van de accu, het elektriciteitsverbruik van het voertuig en de windweerstand, wat niet-thermische managementaspecten zijn, maar niet zozeer in de winter.
Om te voldoen aan het comfort in de cockpit en de koude start van de hoogspanningsbatterij, wordt er veel elektrische energie verbruikt door het thermische beheersysteem, en een aanzienlijke vermindering van de actieradius in de winter is al de norm.
De belangrijkste reden is dat het aandrijfsysteem van puur elektrische voertuigen veel meer warmte genereert dan alleen de motor, de accu en de temperatuur.
Momenteel gangbare oplossingen zoals een warmtepompsysteem, het aandrijfsysteem verwarmen en de omgevingswarmte via de compressorcyclus leveren aan de cabine en accu; ook wordt er bij de Weimar EX5 gebruik gemaakt vandieselkachels, het gebruik van een deel van de verbrandingswarmte van de diesel om de accu en de cabine voor te verwarmen (PTC-verwarmers), is er nog een andere: de zelfverwarmende technologie van de batterij, zodat wanneer de batterij wordt gestart met een klein deel van de energie de opwarming van elke batterijeenheid wordt bereikt, waardoor de afhankelijkheid van externe warmtewisselingscircuits wordt verminderd.
Posttijd: 20 april 2023
