हालांकि फ्यूल सेल तकनीक अभी भी मुख्य रूप से वाणिज्यिक वाहनों में ही पाई जाती है, यात्री कारों में केवल टोयोटा, होंडा और हुंडई के उत्पाद ही मौजूद हैं, लेकिन चूंकि यह लेख यात्री कारों पर केंद्रित है, और तुलना के लिए अन्य मॉडल भी यात्री कारें ही हैं, इसलिए यहां टोयोटा मिराई को एक उदाहरण के रूप में लिया गया है।
फ्यूल सेल थर्मल मैनेजमेंट सिस्टम में निम्नलिखित तीन मुख्य बिंदु शामिल हैं:
ईंधन सेल रिएक्टर की ऊष्मा अपव्यय संबंधी आवश्यकताएँ
रिएक्टर हाइड्रोजन-ऑक्सीजन अभिक्रिया का स्थल है और बिजली उत्पादन के दौरान ऊष्मा उत्पन्न करता है। तापमान में वृद्धि रिएक्टर की विद्युत निर्वहन क्षमता को बढ़ाने में सहायक होती है, लेकिन ऊष्मा को एकत्रित नहीं किया जा सकता है, इसलिए अभिक्रिया उत्पाद जल और रिएक्टर शीतलक को ऊष्मा को विसरित करने के लिए एक साथ प्रवाहित होना आवश्यक है।
रिएक्टर के तापमान को बनाए रखने से ड्राइव सिस्टम के लिए ड्राइवर की गतिशील आवश्यकताओं को पूरा करने हेतु आउटपुट पावर को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है। रिएक्टर और मोटर इन्वर्टर के पावर इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा उत्पन्न ऊष्मा का उपयोग सर्दियों में कॉकपिट को गर्म करने के लिए किया जा सकता है।
रिएक्टर के कोल्ड स्टार्ट की समस्या
ईंधन सेल रिएक्टर कम तापमान पर सीधे बिजली प्रदान नहीं कर सकता है, इसलिए सामान्य परिचालन मोड में आने से पहले इसे बाहरी गर्मी से गर्म करने की आवश्यकता होती है।
इस बिंदु पर, ऊपर उल्लिखित ऊष्मा अपव्यय परिपथ को ताप परिपथ में परिवर्तित करने की आवश्यकता है, और यहां स्विचिंग के लिए तीन-तरफ़ा दो-तरफ़ा वाल्व के समान एक परिपथ नियंत्रण वाल्व की आवश्यकता हो सकती है।
हीटिंग बाहरी माध्यम से की जा सकती है।इलेक्ट्रिक पीटीसी हीटरबैटरी से विद्युत ताप प्रदान किया जाता है। ऐसा प्रतीत होता है कि ऐसी तकनीक भी मौजूद है जो रिएक्टर को स्वयं ऊष्मा उत्पन्न करने की अनुमति देती है, जिससे अभिक्रिया द्वारा उत्पन्न ऊर्जा का अधिकांश भाग ऊष्मा के रूप में रिएक्टर के बाहरी भाग को गर्म करने में व्यतीत होता है।
बूस्टर कूलिंग
यह भाग कुछ हद तक पहले बताए गए हाइब्रिड कार मॉडल जैसा है। रिएक्टर की बिजली की मांग को पूरा करने के लिए, अभिकारक ऑक्सीजन की मात्रा भी एक निश्चित सीमा में होनी चाहिए, इसलिए हवा के प्रवाह को बढ़ाने के लिए दबाव डालना आवश्यक है, जिससे ऑक्सीजन का द्रव्यमान प्रवाह बढ़ जाता है। इसी कारण से पोस्ट-बूस्ट कूलिंग की आवश्यकता होती है, जिसे अन्य घटकों के तापमान के अपेक्षाकृत करीब होने के कारण उसी कूलिंग सर्किट में श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है।
शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन
अंततः, आज के बाजार में शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन सबसे लोकप्रिय विकल्प हैं। सभी प्रमुख कार निर्माताओं और आपूर्तिकर्ताओं ने इलेक्ट्रिक वाहनों के थर्मल प्रबंधन पर अनुसंधान और विकास कार्य किया है। निम्नलिखित तीन मुख्य बिंदु हैं जहां यह अन्य प्रकार के वाहनों से भिन्न है:
सर्दियों के मौसम में रेंज संबंधी चिंताएँ
वाहन की रेंज का अधिकांश श्रेय बैटरी की ऊर्जा घनत्व, वाहन की विद्युत खपत और हवा के प्रतिरोध को जाता है, जो कि गैर-थर्मल प्रबंधन पहलू हैं, लेकिन सर्दियों में ऐसा नहीं होता है।
कॉकपिट में आराम और उच्च वोल्टेज बैटरी की कोल्ड स्टार्ट की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, थर्मल मैनेजमेंट सिस्टम द्वारा बहुत अधिक विद्युत ऊर्जा की खपत होती है, और सर्दियों में रेंज में उल्लेखनीय कमी आना अब आम बात हो गई है।
इसका मुख्य कारण यह है कि शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन ड्राइव सिस्टम में उत्पन्न होने वाली ऊष्मा इंजन, बैटरी और तापमान के प्रति संवेदनशील प्रणालियों की तुलना में कहीं अधिक होती है।
वर्तमान में, हीट पंप सिस्टम, ड्राइव सिस्टम की गर्मी और कंप्रेसर चक्र के माध्यम से पर्यावरणीय गर्मी का उपयोग करके केबिन और बैटरी को गर्म करने जैसे सामान्य समाधानों में वीमर EX5 भी शामिल है।डीजल हीटरडीजल दहन से उत्पन्न ऊष्मा के एक हिस्से का उपयोग बैटरी और केबिन को पहले से गर्म करने के लिए किया जाता है।पीटीसी हीटरएक अन्य तकनीक बैटरी की स्व-तापन तकनीक है, जिससे बैटरी को थोड़ी मात्रा में ऊर्जा के साथ चालू करने पर प्रत्येक बैटरी इकाई गर्म हो जाती है, जिससे बाहरी ताप विनिमय सर्किट पर निर्भरता कम हो जाती है।
पोस्ट करने का समय: 20 अप्रैल 2023
