Även om bränslecellen fortfarande huvudsakligen finns i kommersiella fordon är det bara Toyota Honda Hyundai som har produkter för personbilar, men eftersom artikeln fokuserar på personbilar, och andra jämförelsemodeller också är personbilar, så här är Toyota Mirai som exempel.
Bränslecellens värmehanteringssystem har följande tre huvudpunkter:
Krav på värmeavledning för bränslecellsreaktorer
Reaktorn är platsen för väte-syre-reaktionen och genererar värme samtidigt som den producerar elektricitet. Temperaturökningen bidrar till att öka reaktorns urladdningseffekt, men värmen kan inte uppsamlas, så reaktionsprodukten vatten och reaktorkylvätskan måste flöda tillsammans för att avleda värmen.
Och genom att bibehålla reaktorns temperatur kan man effektivt styra uteffekten för att möta förarens dynamiska behov av drivsystemet. Värmen som genereras av reaktorns kraftelektronik och motoromvandlaren kan användas som en del av värmen för uppvärmning av förarhytten på vintern.
Problemet med kallstart av reaktorn
Bränslecellsreaktorn kan inte producera elektricitet direkt vid låg temperatur, så den behöver värmas upp av extern värme innan den kan gå in i normalt driftläge.
Vid denna tidpunkt måste den ovan nämnda värmeavledningskretsen omvandlas till en värmekrets, och omkopplingen här kan kräva en kretsreglerventil liknande en trevägs tvåvägsventil.
Uppvärmning kan göras med en externelektrisk PTC-värmare, elektrisk uppvärmningskraft från batteriet att tillhandahålla. Det verkar som att det också finns teknik som gör att reaktorn kan generera sin egen värme, så att energin som genereras av reaktionen mer är i form av värme som reaktorkroppen värms upp.
Boosterkylning
Den här delen liknar hybridbilsfesten som nämndes tidigare. För att möta reaktorns effektbehov har mängden reaktantsyre också ett visst behov, så luftintaget måste trycksättas för att öka densiteten, vilket ökar massflödet av syre. Av denna anledning tillkommer efterkylning, som kan seriekopplas i samma kylkrets eftersom temperaturintervallet är relativt nära de andra komponenternas.
Rena elfordon
Skrivet i slutändan är rena elbilar de mest populära aktörerna på marknaden idag. Forskning och utveckling inom termisk hantering av elbilar har utförts hos alla större biltillverkare och leverantörer. Följande är tre huvudpunkter där det skiljer sig från andra fordonstyper:
Oro för vinterutbudet
Det mesta av äran för räckvidden går till batteriets energitäthet, fordonets elförbrukning och vindmotstånd, vilka är aspekter som inte är termiska hanteringsfaktorer, men inte så mycket på vintern.
För att uppnå komforten i förarhytten och kallstart med högspänningsbatteriet förbrukas mycket elektrisk energi av värmehanteringssystemet, och en betydande minskning av räckvidden på vintern är redan normen.
Den främsta anledningen är att värmeutvecklingen i ett rent elfordons drivsystem är mycket mer känslig än motorn, batteriet och temperaturen.
För närvarande vanliga lösningar som värmepumpsystem, drivsystemets värme och omgivningsvärme genom kompressorcykeln för att förse kupén och batteriet, det finns också Weimar EX5 som använderdieselvärmare, användningen av en del av dieselns förbränningsvärme för att förvärma batteriet och kupén (PTC-värmare), finns det en annan teknik som använder batteriets självuppvärmningsteknik, så att när batteriet startas med en liten mängd energi värms varje batterienhet upp, vilket minskar beroendet av externa värmeväxlingskretsar.
Publiceringstid: 20 april 2023
