مدیریت حرارتی باتری خودرو پیل سوختی

اگرچه پیل سوختی هنوز عمدتاً بر روی وسایل نقلیه تجاری است، خودروهای سواری فقط تویوتا هوندا هیوندای محصولاتی دارد، اما از آنجایی که مقاله بر روی خودروهای سواری تمرکز دارد و سایر مدل های مقایسه نیز خودروهای سواری هستند، بنابراین در اینجا تویوتا میرای به عنوان نمونه آورده شده است.

سیستم مدیریت حرارتی پیل سوختی دارای سه نکته اصلی زیر است:

الزامات اتلاف حرارت راکتور پیل سوختی
راکتور محل واکنش هیدروژن-اکسیژن است و در حین تولید الکتریسیته گرما تولید می کند.افزایش دما به افزایش قدرت تخلیه راکتور کمک می کند، اما گرما قابل جمع آوری نیست، بنابراین آب محصول واکنش و خنک کننده راکتور باید با هم جریان داشته باشند تا گرما را دفع کنند.

و حفظ دمای راکتور می تواند به طور موثر توان خروجی را کنترل کند تا نیازهای دینامیکی راننده برای سیستم محرک را برآورده کند.گرمای تولید شده توسط الکترونیک قدرت راکتور و اینورتر موتور می تواند به عنوان بخشی از گرما برای گرمایش کابین خلبان در زمستان استفاده شود.

مشکل شروع سرد راکتور
راکتور پیل سوختی نمی تواند مستقیماً در دمای پایین الکتریسیته را تأمین کند، بنابراین قبل از اینکه بتواند وارد حالت کارکرد عادی شود، باید توسط گرمای خارجی گرم شود.

در این مرحله، مدار اتلاف گرما ذکر شده در بالا باید به مدار گرمایش برگردانده شود و سوئیچینگ در اینجا ممکن است به یک شیر کنترل مدار شبیه به یک شیر دو طرفه سه طرفه نیاز داشته باشد.

گرمایش را می توان توسط خارجی انجام دادبخاری برقی PTC، برق گرمایش از باتری برای ارائه.به نظر می رسد فناوری نیز وجود دارد که به راکتور اجازه می دهد گرمای خود را تولید کند، به طوری که انرژی تولید شده توسط واکنش بیشتر به صورت گرما به بدنه راکتور برای گرم شدن می رسد.

خنک کننده تقویت کننده
این قسمت کمی شبیه به مهمانی ماشین هیبریدی است که قبلاً ذکر شد، برای پاسخگویی به نیاز انرژی راکتور، مقدار اکسیژن واکنش دهنده نیز تقاضای خاصی دارد، بنابراین ورودی هوا باید تحت فشار قرار گیرد تا چگالی افزایش یابد و در نتیجه افزایش یابد. جریان جرمی اکسیژنبه همین دلیل خنک کننده پس از تقویت را به ارمغان می آورد که می تواند به صورت سری در همان مدار خنک کننده متصل شود زیرا محدوده دما نسبتاً نزدیک به سایر اجزا است.

وسایل نقلیه الکتریکی خالص
نوشته شده در پایان روز خودروهای الکتریکی خالص محبوب ترین بازیگران در بازار امروز هستند.تحقیق و توسعه در مدیریت حرارتی وسایل نقلیه الکتریکی در تمام تولید کنندگان و تامین کنندگان خودروهای بزرگ انجام شده است.در زیر سه نکته اصلی وجود دارد که با سایر انواع خودرو متفاوت است:

نگرانی های محدوده زمستانی
بیشترین اعتبار برای برد به چگالی انرژی باتری، مصرف الکتریکی خودرو و مقاومت در برابر باد اختصاص می‌یابد که جنبه‌های مدیریتی غیرحرارتی هستند، اما در زمستان نه چندان زیاد.

به منظور تامین آسایش در کابین خلبان و شروع سرد باتری ولتاژ بالا، انرژی الکتریکی زیادی توسط سیستم مدیریت حرارتی مصرف می شود و کاهش قابل توجه برد زمستانی در حال حاضر عادی است.

دلیل اصلی این است که تولید گرمای سیستم محرک خودروی الکتریکی خالص بسیار بیشتر از موتور، باتری و دما حساس است.

در حال حاضر راه حل های رایج مانند سیستم پمپ حرارتی، گرمای سیستم درایو و گرمای محیطی از طریق چرخه کمپرسور برای تامین کابین و باتری وجود دارد، همچنین وایمار EX5 در استفاده ازبخاری های دیزلیاستفاده از بخشی از گرمای احتراق گازوئیل برای تامین پیش گرمایش باتری و کابین (بخاری های PTCیکی دیگر از فن آوری خود گرمایش باتری است، به طوری که وقتی باتری با بخش کوچکی از انرژی شروع می شود تا گرم شدن هر واحد باتری به دست آید، در نتیجه اتکا به مدارهای تبادل حرارت خارجی کاهش می یابد.