Polttokennobussin kattava lämmönhallinta sisältää pääasiassa: polttokennojen lämmönhallintaa, sähkökennojen lämmönhallintaa, talvilämmitystä ja kesäjäähdytystä sekä bussin kattavan lämmönhallintasuunnittelun, joka perustuu polttokennojen hukkalämmön hyödyntämiseen.
Polttokennon lämmönhallintajärjestelmän ydinkomponentteihin kuuluvat pääasiassa: 1) Vesipumppu: ohjaa jäähdytysnesteen kiertoa. 2) Jäähdytyselementti (ydin + tuuletin): alentaa jäähdytysnesteen lämpötilaa ja poistaa polttokennon hukkalämpöä. 3) Termostaatti: ohjaa jäähdytysnesteen kiertoa. 4) PTC-sähkölämmitys: lämmittää jäähdytysnestettä alhaisessa lämpötilassa ja käynnistää polttokennon esilämmityksen. 5) Deionisointiyksikkö: imee ioneja jäähdytysnesteestä sähkönjohtavuuden vähentämiseksi. 6) Polttokennon pakkasneste: jäähdytyksen väliaine.
Polttokennon ominaisuuksien perusteella lämmönhallintajärjestelmän vesipumpulla on seuraavat ominaisuudet: korkea nostokorkeus (mitä enemmän kennoja, sitä suurempi nostokorkeusvaatimus), korkea jäähdytysnesteen virtaus (30 kW:n lämmönhukka ≥ 75 l/min) ja säädettävä teho. Pumpun nopeus ja teho kalibroidaan jäähdytysnesteen virtauksen mukaan.
Elektronisen vesipumpun tuleva kehitystrendi: useiden indeksien täyttämisen edellytyksenä on energiankulutuksen jatkuva väheneminen ja luotettavuuden jatkuva paraneminen.
Jäähdytyselementti koostuu jäähdytyselementin ytimestä ja jäähdytyspuhaltimesta, ja jäähdytyselementin ydin on yksikön jäähdytyselementtialue.
Jäähdyttimen kehitystrendi: polttokennoille tarkoitetun erityisen jäähdyttimen kehittäminen materiaalin parantamisen kannalta, mikä on tarpeen sisäisen puhtauden parantamiseksi ja ionien saostumisen vähentämiseksi.
Jäähdytystuulettimen ydinindikaattoreita ovat tuulettimen teho ja suurin ilmamäärä. Mallin 504 tuulettimen suurin ilmamäärä on 4300 m2/h ja nimellisteho 800 W; mallin 506 tuulettimen suurin ilmamäärä on 3700 m3/h ja nimellisteho 500 W. Tuuletin on pääasiassa...
Jäähdytystuulettimen kehitystrendi: Jäähdytystuuletin voi myöhemmin muuttua jännitealustalla ja mukautua suoraan polttokennon tai tehokennon jännitteeseen ilman DC/DC-muunninta tehokkuuden parantamiseksi.
PTC-sähkölämmitystä käytetään pääasiassa polttokennojen käynnistysprosessissa matalassa lämpötilassa talvella. PTC-sähkölämmityksellä on polttokennojen lämmönhallintajärjestelmässä kaksi asentoa: pieni sykli ja täyttövesilinja. Pieni sykli on yleisin.
Talvella, kun lämpötila on alhainen, teho otetaan tehokennosta pienen kierron jäähdytysnesteen ja lisävesiputken lämmittämiseen, ja kuuma jäähdytysneste lämmittää sitten reaktoria, kunnes reaktorin lämpötila saavuttaa tavoitearvon, jolloin polttokenno voidaan käynnistää ja sähkölämmitys pysäytetään.
PTC-sähkölämmitys jaetaan jännitealustan mukaan pienjännitteeseen ja suurjännitteeseen. Pienjännite on pääasiassa 24 V, joka on muunnettava 24 V:ksi DC/DC-muuntimella. Pienjännitteisen sähkölämmityksen tehoa rajoittaa pääasiassa 24 V:n DC/DC-muunnin. Tällä hetkellä DC/DC-muuntimen suurin teho suurjännitteestä 24 V:n pienjännitteeseen on vain 6 kW. Korkeajännite on pääasiassa 450–700 V, mikä vastaa teholähteen jännitettä, ja lämmitysteho voi olla suhteellisen suuri, pääasiassa lämmittimen tilavuudesta riippuen.
Tällä hetkellä kotimaiset polttokennojärjestelmät käynnistetään pääasiassa ulkoisella lämmityksellä eli PTC-lämmityksellä; ulkomaiset yritykset, kuten Toyota, voivat käynnistää ne suoraan ilman ulkoista lämmitystä.
Polttokennojen lämmönhallintajärjestelmän PTC-sähkölämmityksen kehityssuunta on miniatyrisointi, korkea luotettavuus ja turvallinen korkeajännitteinen PTC-sähkölämmitys.
Julkaisun aika: 28.3.2023
