Kuigi kütuseelemente kasutatakse endiselt peamiselt tarbesõidukitel, on sõiduautod ainult Toyota, Honda ja Hyundai tooted, kuid kuna artikkel keskendub sõiduautodele ja ka teised võrdlusmudelid on sõiduautod, on siin näiteks Toyota Mirai.
Kütuseelementide termilise juhtimissüsteemi iseloomustavad järgmised kolm peamist punkti:
Kütuseelemendi reaktori soojuse hajumise nõuded
Reaktor on vesiniku-hapniku reaktsiooni toimumiskoht ja tekitab soojust samal ajal elektrit tootes. Temperatuuri tõus aitab suurendada reaktori tühjendusvõimsust, kuid soojust ei saa koguda, seega peavad reaktsioonisaaduse vesi ja reaktori jahutusvedelik koos voolama, et soojust hajutada.
Ja reaktori temperatuuri hoidmine võimaldab tõhusalt reguleerida väljundvõimsust, et rahuldada juhi dünaamilisi vajadusi ajamisüsteemi järele. Reaktori ja mootori inverteri võimsuselektroonika tekitatud soojust saab talvel kasutada kokpiti kütmiseks.
Reaktori külmkäivituse probleem
Kütuseelemendi reaktor ei saa madalal temperatuuril otse elektrit toota, seega tuleb seda enne normaalsele töörežiimile lülitumist välise soojusega soojendada.
Sel hetkel tuleb eespool mainitud soojuseraldusahel ümber lülitada kütteahelaks ja siinne ümberlülitus võib vajada kolmekäigulise kahekäigulise ventiiliga sarnast vooluringi juhtventiili.
Kütmist saab teha välise küttekeha abilelektriline PTC kütteseade, aku elektrikütteenergia pakkumiseks. Näib, et on olemas ka tehnoloogia, mis võimaldab reaktoril ise soojust toota, nii et reaktsiooni käigus tekkiv energia on pigem soojuse kujul reaktori kehale soojenemiseks.
Võimendatud jahutus
See osa on natuke nagu varem mainitud hübriidauto partei, reaktori energiavajaduse rahuldamiseks on ka reagendi hapniku hulk teatud määral nõutav, seega tuleb õhu sisselaskeava tiheduse suurendamiseks survestada, suurendades seeläbi hapniku massivoolu. Sel põhjusel kasutatakse järeljahutust, mida saab ühendada järjestikku samas jahutusahelas, kuna temperatuurivahemik on teiste komponentidega suhteliselt lähedane.
Täiselektrilised sõidukid
Kokkuvõttes on täiselektrilised sõidukid tänapäeval turul kõige populaarsemad tegijad. Elektrisõidukite soojushalduse uurimis- ja arendustegevust on teinud kõik suuremad autotootjad ja tarnijad. Järgnevalt on toodud kolm peamist punkti, mille poolest see erineb teistest sõidukitüüpidest:
Talvise leviala mured
Suurem osa sõiduulatuse eest tuleb aku energiatihedusest, sõiduki elektritarbimisest ja tuuletakistusest, mis ei ole küll termilise haldamisega seotud aspektid, kuid talvel mitte nii palju.
Salongi mugavuse ja kõrgepinge akuga külmkäivituse tagamiseks tarbib soojushaldussüsteem palju elektrienergiat ning talvise sõiduulatuse märkimisväärne vähenemine on juba normiks.
Peamine põhjus on see, et täiselektrilise sõiduki ajamisüsteemi soojustootmine on palju tundlikum kui mootori, aku ja temperatuuri suhtes.
Praegu levinud lahendused nagu soojuspumbasüsteem, ajamisüsteemi soojus ja keskkonnasoojus kompressoritsükli kaudu salongi ja aku varustamiseks, kasutusel on ka Weimar EX5.diiselkütteseadmed, osa diislikütuse põlemissoojuse kasutamine aku ja salongi eelsoojendamiseks(PTC kütteseadmed), on veel üks aku isekuumenemise tehnoloogia, mis saavutab aku käivitamisel väikese energiakogusega iga akuüksuse soojenemise, vähendades seeläbi sõltuvust välistest soojusvahetusahelatest.
Postituse aeg: 20. aprill 2023
