Selvom brændselscellen stadig primært findes i erhvervskøretøjer, er personbiler kun produkter fra Toyota Honda Hyundai, men fordi artiklen fokuserer på personbiler, og andre sammenligningsmodeller også er personbiler, er her Toyota Mirai som et eksempel.
Brændselscellens termiske styringssystem har følgende tre hovedpunkter:
Krav til varmeafledning af brændselscellereaktorer
Reaktoren er stedet for hydrogen-ilt-reaktionen og genererer varme, samtidig med at den producerer elektricitet. Temperaturstigningen er med til at øge reaktorens udledningseffekt, men varmen kan ikke opsamles, så reaktionsproduktet vand og reaktorkølevæsken skal strømme sammen for at afgive varmen.
Og ved at opretholde reaktorens temperatur kan man effektivt styre udgangseffekten for at imødekomme førerens dynamiske behov for drivsystemet. Varmen, der genereres af reaktorens effektelektronik og motoromformeren, kan bruges som en del af varmen til opvarmning af cockpittet om vinteren.
Problemet med koldstart af reaktoren
Brændselscellereaktoren kan ikke levere elektricitet direkte ved lav temperatur, så den skal varmes op af ekstern varme, før den kan gå i normal driftstilstand.
På dette tidspunkt skal det ovennævnte varmeafledningskredsløb omdannes til et varmekredsløb, og omskiftningen her kan kræve en kredsløbsreguleringsventil svarende til en trevejs-tovejsventil.
Opvarmning kan ske via en eksternelektrisk PTC-varmer, elektrisk varmekraft fra batteriet til at levere. Det ser ud til, at der også findes teknologi, der gør det muligt for reaktoren at generere sin egen varme, så den energi, der genereres af reaktionen, i højere grad er i form af varme, der tilføres reaktorhuset til opvarmning.
Boosterkøling
Denne del minder lidt om hybridbil-festen, der blev nævnt tidligere. For at imødekomme reaktorens effektbehov er der også et vist behov for mængden af reaktantilt, så luftindtaget skal trykkes for at øge densiteten og derved øge massestrømmen af ilt. Af denne grund tilføres efter-boost-køling, som kan serieforbindes i samme kølekredsløb, da temperaturområdet er relativt tæt på de andre komponenter.
Rent elektriske køretøjer
Skrevet i sidste ende er rene elbiler de mest populære aktører på markedet i dag. Forskning og udvikling inden for termisk styring af elbiler er blevet udført hos alle større bilproducenter og leverandører. Følgende er tre hovedpunkter, hvor det adskiller sig fra andre køretøjstyper:
Bekymringer om vinterområdet
Størstedelen af æren for rækkevidden går til batteriets energitæthed, køretøjets strømforbrug og vindmodstand, som er ikke-termiske styringsaspekter, men ikke så meget om vinteren.
For at imødekomme komforten i cockpittet og koldstart med højspændingsbatteriet forbruges der meget elektrisk energi af det termiske styringssystem, og en betydelig reduktion af rækkevidden om vinteren er allerede normen.
Hovedårsagen er, at varmeproduktionen i det rent elektriske køretøjs drivsystem er langt mere end bare motorens, batteriets og temperaturens følsomhed.
I øjeblikket almindelige løsninger såsom varmepumpesystemer, drivsystemets varme og miljøvarme gennem kompressorcyklussen for at forsyne kabinen og batteriet, der er også Weimar EX5 i brugen afdieselvarmere, brugen af en del af dieselens forbrændingsvarme til at forvarme batteriet og kabinen (PTC-varmere), er der en anden, der er batteriets selvopvarmningsteknologi, således at når batteriet startes, bruger det en lille portion energi for at opnå opvarmning af hver batterienhed, hvorved afhængigheden af eksterne varmevekslingskredsløb reduceres.
Udsendelsestidspunkt: 20. april 2023
