الإدارة الحرارية للمركبات التي تعمل بخلايا الوقود
على الرغم من أن خلايا الوقود لا تزال تستخدم بشكل رئيسي في المركبات التجارية، إلا أن تويوتا وهوندا وهيونداي فقط لديها منتجات لسيارات الركاب، ولكن لأن المقالة تركز على سيارات الركاب، والنماذج الأخرى المقارنة هي أيضًا سيارات ركاب، لذلك هنا تويوتا تيك ميراي كمثال . ويتميز نظام الإدارة الحرارية لخلية الوقود بالنقاط الثلاث التالية:
متطلبات التبريد لمداخن خلايا الوقود
المكدس هو المكان الذي يتفاعل فيه الهيدروجين والأكسجين، ويولد طاقة حرارية أثناء توليد الكهرباء. تساعد الزيادة في درجة الحرارة على زيادة قوة التفريغ للمكدس، لكنها لا تستطيع تجميع الحرارة. لذلك، يجب أن يتدفق ماء منتج التفاعل وسائل تبريد المكدس معًا لتبادل الحرارة لإزالة الحرارة. علاوة على ذلك، فإن الحفاظ على درجة حرارة المكدس يمكن أن يتحكم بشكل فعال في طاقة الخرج ويلبي الطلب الديناميكي للسائق لنظام القيادة. يمكن استخدام الحرارة الناتجة عن إلكترونيات الطاقة مثل المداخن ومحولات المحرك كجزء من الحرارة لتدفئة المقصورة في الشتاء.
كومة مشكلة البداية الباردة
لا يمكن لمجموعة خلايا الوقود توفير الطاقة الكهربائية بشكل مباشر عند درجات حرارة منخفضة، ويجب تسخين المكدس مسبقًا بواسطة حرارة خارجية قبل أن تتمكن من الدخول إلى وضع العمل العادي. في هذا الوقت، تحتاج دائرة تبديد الحرارة المذكورة للتو إلى تحويلها إلى دائرة تسخين في الاتجاه المعاكس، وقد يتطلب التبديل هنا استخدام صمام التحكم في الدائرة المشابه للصمام ثلاثي الاتجاه. يمكن إجراء التدفئة عن طريق سخان كهربائي خارجي يتم توفير طاقة التدفئة من البطارية. يبدو أن هناك أيضًا تقنية يمكنها جعل المكدس يسخن ذاتيًا، بحيث يمكن لمزيد من الطاقة الناتجة عن التفاعل تسخين جسم المكدس في شكل طاقة حرارية.
تعزيز التبريد
هذا الجزء يشبه إلى حد ما السيارة الهجينة المذكورة للتو. من أجل تلبية الطلب على الطاقة للمكدس، فإن كمية الأكسجين المتفاعل لها أيضًا طلب معين، لذلك يجب ضغط الهواء المدخول لزيادة الكثافة، وبالتالي زيادة معدل تدفق كتلة الأكسجين. لهذا السبب، يتم جلب التبريد بعد الشحن الفائق. نظرًا لأن نطاق درجة الحرارة قريب نسبيًا من نطاق المكونات الأخرى، فيمكن توصيله على التوالي في نفس دائرة التبريد.
