Nors kuro elementai vis dar daugiausia naudojami komercinėse transporto priemonėse, lengvieji automobiliai yra tik „Toyota Honda Hyundai“ gaminių dalis, tačiau kadangi straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama lengviesiems automobiliams, o kiti palyginimo modeliai taip pat yra lengvieji automobiliai, čia pateikiamas „Toyota Mirai“ kaip pavyzdys.
Kuro elementų šiluminio valdymo sistema pasižymi šiais trimis pagrindiniais aspektais:
Kuro elementų reaktoriaus šilumos išsklaidymo reikalavimai
Reaktorius yra vandenilio ir deguonies reakcijos vieta ir generuoja šilumą gamindamas elektros energiją. Temperatūros padidėjimas padeda padidinti reaktoriaus iškrovimo galią, tačiau šilumos surinkti neįmanoma, todėl reakcijos produktas vanduo ir reaktoriaus aušinimo skystis turi tekėti kartu, kad išsklaidytų šilumą.
Palaikant reaktoriaus temperatūrą, galima efektyviai valdyti išėjimo galią, kad būtų patenkinti vairuotojo dinaminiai pavaros sistemos poreikiai. Reaktoriaus galios elektronikos ir variklio keitiklio generuojama šiluma žiemą gali būti naudojama kaip dalis šilumos kabinos šildymui.
Reaktoriaus šaltojo paleidimo problema
Kuro elementų reaktorius negali tiesiogiai tiekti elektros energijos esant žemai temperatūrai, todėl prieš pereinant prie įprasto veikimo režimo, jį reikia pašildyti išorine šiluma.
Šiuo metu aukščiau paminėtą šilumos išsklaidymo grandinę reikia pakeisti šildymo grandine, o perjungimui gali prireikti grandinės valdymo vožtuvo, panašaus į trijų padėčių dvikryptį vožtuvą.
Šildymą galima atlikti išoriniu būduelektrinis PTC šildytuvas, elektrinio šildymo energija iš akumuliatoriaus, kad būtų galima tiekti. Atrodo, kad taip pat yra technologija, leidžianti reaktoriui generuoti savo šilumą, kad reakcijos metu generuojama energija būtų labiau šilumos pavidalu, kad reaktoriaus korpusas sušiltų.
Pagalbinis aušinimas
Ši dalis šiek tiek panaši į anksčiau minėtą hibridinio automobilio dalį – norint patenkinti reaktoriaus energijos poreikį, reikia ir tam tikro reaktoriaus deguonies kiekio, todėl oro įsiurbimo angoje reikia padidinti slėgį, kad padidėtų tankis ir taip padidėtų deguonies masės srautas. Dėl šios priežasties naudojamas post-startas, kurį galima sujungti nuosekliai toje pačioje aušinimo grandinėje, nes temperatūros diapazonas yra gana artimas kitiems komponentams.
Grynai elektrinės transporto priemonės
Galiausiai, grynai elektrinės transporto priemonės šiandien yra populiariausios rinkos dalyvės. Elektrinių transporto priemonių šiluminio valdymo tyrimus ir plėtrą atlieka visi pagrindiniai automobilių gamintojai ir tiekėjai. Toliau pateikiami trys pagrindiniai skirtumai tarp šių transporto priemonių tipų:
Žiemos diapazono problemos
Didžioji dalis nuopelnų už nuvažiuojamą atstumą tenka akumuliatoriaus energijos tankiui, transporto priemonės elektros energijos suvartojimui ir pasipriešinimui vėjui, kurie nėra susiję su šilumos valdymu, bet žiemą ne tiek daug.
Siekiant užtikrinti komfortą kabinoje ir užtikrinti šaltą užvedimą su aukštos įtampos akumuliatoriumi, šilumos valdymo sistema sunaudoja daug elektros energijos, todėl gerokai sumažėjęs žiemos metu nuvažiuojamas atstumas jau yra norma.
Pagrindinė priežastis yra ta, kad grynai elektrinės transporto priemonės pavaros sistemos šilumos generavimas yra daug jautresnis nei variklio, akumuliatoriaus ir temperatūros.
Šiuo metu įprasti sprendimai, tokie kaip šilumos siurblių sistema, pavaros sistemos šiluma ir aplinkos šiluma per kompresoriaus ciklą, tiekiantys šildymą kabinai ir akumuliatoriui, taip pat naudojamas „Weimar EX5“.dyzeliniai šildytuvai, dalies dyzelino degimo šilumos panaudojimas akumuliatoriui ir salonui pašildyti (PTC šildytuvai), yra ir kita technologija – akumuliatoriaus savaiminio įkaitimo technologija, kuri, įjungus akumuliatorių su nedidele energijos dalimi, sušildo kiekvieną akumuliatoriaus bloką, taip sumažinant priklausomybę nuo išorinių šilumos mainų grandinių.
Įrašo laikas: 2023 m. balandžio 20 d.
