Sebbene la cella a combustibile sia ancora utilizzata principalmente sui veicoli commerciali, le autovetture sono solo Toyota Honda Hyundai ha prodotti, ma poiché l'articolo si concentra sulle autovetture e anche altri modelli di confronto sono autovetture, ecco la Toyota Mirai come esempio.
Il sistema di gestione termica delle celle a combustibile presenta i seguenti tre punti principali:
Requisiti di dissipazione del calore del reattore di celle a combustibile
Il reattore è il sito della reazione idrogeno-ossigeno e genera calore producendo elettricità.L'aumento della temperatura aiuta ad aumentare la potenza di scarico del reattore, ma il calore non può essere raccolto, quindi l'acqua prodotta dalla reazione e il refrigerante del reattore devono fluire insieme per dissipare il calore.
E il mantenimento della temperatura del reattore può controllare efficacemente la potenza di uscita per soddisfare le esigenze dinamiche del conducente per il sistema di azionamento.Il calore generato dall'elettronica di potenza del reattore e dell'inverter del motore può essere utilizzato come parte del calore per il riscaldamento dell'abitacolo in inverno.
Il problema dell'avvio a freddo del reattore
Il reattore a celle a combustibile non può fornire elettricità direttamente a bassa temperatura, quindi deve essere riscaldato dal calore esterno prima di poter entrare nella modalità operativa normale.
A questo punto, il circuito di dissipazione del calore sopra menzionato deve essere invertito in un circuito di riscaldamento e la commutazione in questo caso potrebbe richiedere una valvola di controllo del circuito simile a una valvola a due vie a tre vie.
Il riscaldamento può essere effettuato da un esternoriscaldatore elettrico PTC, potenza di riscaldamento elettrico dalla batteria da fornire.Sembra che esista anche una tecnologia che consente al reattore di generare il proprio calore, in modo che l'energia generata dalla reazione sia più sotto forma di calore per riscaldare il corpo del reattore.
Raffreddamento potenziato
Questa parte è un po' come l'auto ibrida menzionata in precedenza, per soddisfare la richiesta di potenza del reattore, anche la quantità di ossigeno reagente ha una certa richiesta, quindi l'aria aspirata deve essere pressurizzata per aumentare la densità, aumentando così il flusso di massa di ossigeno.Per questo motivo è presente il raffreddamento post-boost, che può essere collegato in serie nello stesso circuito di raffreddamento poiché l'intervallo di temperatura è relativamente vicino a quello degli altri componenti.
Veicoli elettrici puri
In conclusione, i veicoli elettrici puri sono oggi gli attori più popolari sul mercato.La ricerca e lo sviluppo nella gestione termica dei veicoli elettrici sono stati effettuati presso tutti i principali produttori e fornitori di automobili.Di seguito sono riportati i tre punti principali in cui differisce dagli altri tipi di veicoli:
Preoccupazioni per l'autonomia invernale
Gran parte del merito dell’autonomia va alla densità energetica della batteria, al consumo elettrico del veicolo e alla resistenza al vento, che sono aspetti non legati alla gestione termica, ma non tanto in inverno.
Per soddisfare il comfort nell'abitacolo e l'avviamento a freddo della batteria ad alta tensione, il sistema di gestione termica consuma molta energia elettrica e una significativa riduzione dell'autonomia invernale è già la norma.
Il motivo principale è che la generazione di calore del puro sistema di guida del veicolo elettrico è molto più sensibile del motore, della batteria e della temperatura.
Soluzioni attualmente comuni come il sistema a pompa di calore, il riscaldamento del sistema di azionamento e il calore ambientale attraverso il ciclo del compressore per fornire la cabina e la batteria, c'è anche il Weimar EX5 nell'uso diriscaldatori diesel, l'utilizzo di una parte del calore derivante dalla combustione del diesel per fornire il preriscaldamento della batteria e dell'abitacolo(Riscaldatori PTC), ce n'è un'altra: la tecnologia di autoriscaldamento della batteria, in modo che quando la batteria viene avviata con una piccola porzione di energia si ottiene il riscaldamento di ciascuna unità batteria, riducendo così la dipendenza dai circuiti di scambio di calore esterni.
Orario di pubblicazione: 20 aprile 2023
