La gestione termica completa di un autobus a celle a combustibile comprende principalmente: la gestione termica delle celle a combustibile, la gestione termica delle celle di potenza, il riscaldamento invernale e il raffreddamento estivo, nonché la progettazione completa della gestione termica dell'autobus basata sull'utilizzo del calore di scarto delle celle a combustibile.
I componenti principali del sistema di gestione termica delle celle a combustibile includono principalmente: 1) Pompa dell'acqua: aziona la circolazione del liquido di raffreddamento. 2) Dissipatore di calore (nucleo + ventola): riduce la temperatura del liquido di raffreddamento e dissipa il calore di scarto della cella a combustibile. 3) Termostato: controlla la circolazione del liquido di raffreddamento. 4) Riscaldamento elettrico PTC: riscalda il liquido di raffreddamento a bassa temperatura per preriscaldare la cella a combustibile. 5) Unità di deionizzazione: assorbe gli ioni nel liquido di raffreddamento per ridurre la conduttività elettrica. 6) Antigelo per cella a combustibile: il mezzo di raffreddamento.
Basandosi sulle caratteristiche delle celle a combustibile, la pompa dell'acqua per il sistema di gestione termica presenta le seguenti caratteristiche: elevata prevalenza (più celle sono presenti, maggiore è la prevalenza richiesta), elevata portata di refrigerante (dissipazione del calore di 30 kW ≥ 75 l/min) e potenza regolabile. La velocità e la potenza della pompa vengono quindi calibrate in base alla portata del refrigerante.
La tendenza futura allo sviluppo della pompa idraulica elettronica: con la premessa di soddisfare diversi indici, il consumo energetico sarà costantemente ridotto e l'affidabilità sarà costantemente aumentata.
Il dissipatore di calore è costituito da un nucleo del dissipatore di calore e da una ventola di raffreddamento; il nucleo del dissipatore di calore è l'area del dissipatore di calore dell'unità.
Tendenza di sviluppo del radiatore: lo sviluppo di un radiatore speciale per celle a combustibile, in termini di miglioramento del materiale, necessario per migliorare la pulizia interna e ridurre il grado di precipitazione degli ioni.
Gli indicatori principali della ventola di raffreddamento sono la potenza della ventola e il volume d'aria massimo. La ventola modello 504 ha un volume d'aria massimo di 4300 m2/h e una potenza nominale di 800 W; la ventola modello 506 ha un volume d'aria massimo di 3700 m3/h e una potenza nominale di 500 W. La ventola è principalmente...
Tendenza di sviluppo della ventola di raffreddamento: la ventola di raffreddamento può successivamente cambiare la piattaforma di tensione, adattandosi direttamente alla tensione della cella a combustibile o della cella di potenza, senza il convertitore CC/CC, per migliorare l'efficienza.
Il riscaldamento elettrico PTC viene utilizzato principalmente nel processo di avviamento a bassa temperatura delle celle a combustibile in inverno. Il riscaldamento elettrico PTC ha due posizioni nel sistema di gestione termica delle celle a combustibile: nel ciclo piccolo e nella linea dell'acqua di reintegro. Il ciclo piccolo è il più comune.
In inverno, quando la temperatura è bassa, l'energia viene prelevata dalla cella di potenza per riscaldare il refrigerante nel piccolo ciclo e nella tubazione dell'acqua di reintegro; il refrigerante caldo riscalda quindi il reattore finché la temperatura del reattore non raggiunge il valore target; a questo punto la cella a combustibile può essere avviata e il riscaldamento elettrico viene arrestato.
Il riscaldamento elettrico PTC è suddiviso in bassa tensione e alta tensione in base alla piattaforma di tensione. La bassa tensione è principalmente di 24 V, che deve essere convertita a 24 V tramite un convertitore CC/CC. La potenza del riscaldamento elettrico a bassa tensione è principalmente limitata dal convertitore CC/CC a 24 V; attualmente, la potenza massima del convertitore CC/CC per l'alta tensione in bassa tensione a 24 V è di soli 6 kW. L'alta tensione è principalmente di 450-700 V, che corrisponde alla tensione della cella di potenza, e la potenza di riscaldamento può essere relativamente elevata, principalmente a seconda del volume del riscaldatore.
Attualmente, il sistema domestico a celle a combustibile viene avviato principalmente tramite riscaldamento esterno, ovvero tramite riscaldamento PTC; aziende estere come Toyota possono avviarlo direttamente senza riscaldamento esterno.
La direzione di sviluppo del riscaldamento elettrico PTC per il sistema di gestione termica delle celle a combustibile è la miniaturizzazione, l'elevata affidabilità e il riscaldamento elettrico PTC ad alta tensione sicuro.
Data di pubblicazione: 28-03-2023
