Yakıt hücreli otobüsün kapsamlı termal yönetimi esas olarak şunları içerir: yakıt hücresi termal yönetimi, güç hücresi termal yönetimi, kışın ısıtma ve yazın soğutma ve yakıt hücresi atık ısısının kullanımına dayalı otobüsün kapsamlı termal yönetim tasarımı.
Yakıt hücresi termal yönetim sisteminin temel bileşenleri şunlardır: 1) Su pompası: soğutucu dolaşımını sağlar. 2) Isı emici (çekirdek + fan): soğutucu sıcaklığını düşürür ve yakıt hücresi atık ısısını dağıtır. 3) Termostat: soğutucu dolaşımını kontrol eder. 4) PTC elektrikli ısıtma: yakıt hücresini önceden ısıtmak için soğutucuyu düşük sıcaklıkta ısıtır. 5) Deiyonizasyon ünitesi: elektriksel iletkenliği azaltmak için soğutucudaki iyonları emer. 6) Yakıt hücresi için antifriz: soğutma ortamı.
Yakıt hücresinin özelliklerine bağlı olarak, termal yönetim sistemi için su pompasının aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir: yüksek basma yüksekliği (hücre sayısı arttıkça basma yüksekliği gereksinimi de artar), yüksek soğutma sıvısı akışı (30kW ısı dağılımı ≥ 75L/dak) ve ayarlanabilir güç. Daha sonra pompa hızı ve gücü, soğutma sıvısı akışına göre kalibre edilir.
Elektronik su pompalarının gelecekteki gelişim trendi: Birkaç göstergenin karşılanması koşuluyla, enerji tüketimi sürekli olarak azaltılacak ve güvenilirlik sürekli olarak artırılacaktır.
Isı dağıtıcı, bir ısı dağıtıcı çekirdeği ve bir soğutma fanından oluşur ve ısı dağıtıcının çekirdeği, ünitenin ısı dağıtıcı alanıdır.
Radyatörün gelişim trendi: İç temizliği artırmak ve iyon çökelme derecesini azaltmak için malzeme iyileştirmesi gerektiren, yakıt hücreleri için özel bir radyatörün geliştirilmesi.
Soğutma fanının temel göstergeleri fan gücü ve maksimum hava hacmidir. 504 model fanın maksimum hava hacmi 4300 m²/saat ve nominal gücü 800 W; 506 model fanın maksimum hava hacmi 3700 m³/saat ve nominal gücü 500 W'tır. Fanın temel özellikleri şunlardır:
Soğutma fanı geliştirme trendi: Soğutma fanı, verimliliği artırmak için DC/DC dönüştürücüye gerek kalmadan, voltaj platformunda kademeli olarak değişiklik gösterebilir ve doğrudan yakıt hücresinin veya güç hücresinin voltajına uyum sağlayabilir.
PTC elektrikli ısıtma, esas olarak kış aylarında yakıt hücresinin düşük sıcaklıkta başlatma işleminde kullanılır. PTC elektrikli ısıtmanın yakıt hücresi termal yönetim sisteminde iki konumu vardır: küçük çevrimde ve takviye suyu hattında; küçük çevrimdeki konumu daha yaygındır.
Kışın, sıcaklık düşük olduğunda, güç hücresinden alınan enerji küçük çevrimdeki soğutucu sıvıyı ve takviye suyu boru hattını ısıtmak için kullanılır ve ısıtılmış soğutucu sıvı daha sonra reaktörün sıcaklığı hedef değere ulaşana kadar reaktörü ısıtır, ardından yakıt hücresi çalıştırılabilir ve elektrikli ısıtma durdurulur.
PTC elektrikli ısıtma sistemleri, voltaj platformuna göre düşük voltajlı ve yüksek voltajlı olmak üzere ikiye ayrılır. Düşük voltajlı sistemler genellikle 24V'tur ve DC/DC dönüştürücü ile 24V'a dönüştürülmesi gerekir. Düşük voltajlı elektrikli ısıtma gücü, esas olarak 24V DC/DC dönüştürücü ile sınırlıdır; şu anda, yüksek voltajdan 24V düşük voltaja dönüştürme için kullanılan maksimum DC/DC dönüştürücü gücü yalnızca 6kW'tır. Yüksek voltajlı sistemler ise genellikle 450-700V aralığındadır ve güç hücresinin voltajına uygundur; ısıtma gücü ise ısıtıcı hacmine bağlı olarak nispeten yüksek olabilir.
Şu anda yerli yakıt hücresi sistemleri çoğunlukla harici ısıtma ile, yani PTC ısıtma ile çalıştırılıyor; Toyota gibi yurtdışı şirketler ise harici ısıtmaya gerek kalmadan doğrudan çalıştırabiliyor.
Yakıt hücresi termal yönetim sistemi için PTC elektrikli ısıtmanın geliştirme yönü, minyatürleştirme, yüksek güvenilirlik ve güvenli yüksek voltajlı PTC elektrikli ısıtmadır.
Yayın tarihi: 28 Mart 2023
