नई ऊर्जा बैटरी प्रणाली थर्मल प्रबंधन
नई ऊर्जा वाहनों के मुख्य ऊर्जा स्रोत के रूप में, नई ऊर्जा वाहनों के लिए पावर बैटरियां बहुत महत्वपूर्ण हैं। वाहन के वास्तविक उपयोग के दौरान, बैटरी को जटिल और परिवर्तनशील कार्य परिस्थितियों का सामना करना पड़ेगा। क्रूज़िंग रेंज को बेहतर बनाने के लिए, वाहन को एक निश्चित स्थान में यथासंभव अधिक से अधिक बैटरियों की व्यवस्था करने की आवश्यकता होती है, इसलिए वाहन पर बैटरी पैक के लिए स्थान बहुत सीमित है। वाहन के संचालन के दौरान बैटरी बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करती है और समय के साथ अपेक्षाकृत छोटी जगह में जमा हो जाती है। बैटरी पैक में बैटरी कोशिकाओं के घने ढेर के कारण, मध्य क्षेत्र में एक निश्चित सीमा तक गर्मी को खत्म करना अपेक्षाकृत अधिक कठिन होता है, जिससे कोशिकाओं के बीच तापमान असंगतता बढ़ जाती है, जिससे बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दक्षता कम हो जाएगी। और बैटरी की शक्ति को प्रभावित करते हैं; यह थर्मल रनवे का कारण बनेगा और सिस्टम की सुरक्षा और जीवन को प्रभावित करेगा।
पावर बैटरी का तापमान उसके प्रदर्शन, जीवन और सुरक्षा पर बहुत प्रभाव डालता है। कम तापमान पर लिथियम-आयन बैटरियों का आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाएगा और क्षमता कम हो जाएगी। चरम मामलों में, इलेक्ट्रोलाइट जम जाएगा और बैटरी को डिस्चार्ज नहीं किया जा सकेगा। बैटरी सिस्टम का कम तापमान प्रदर्शन बहुत प्रभावित होगा, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रिक वाहनों का पावर आउटपुट प्रदर्शन प्रभावित होगा। फ़ेड और ड्राइविंग रेंज में कमी। नई ऊर्जा वाहनों को कम तापमान की स्थिति में चार्ज करते समय, सामान्य बीएमएस चार्ज करने से पहले बैटरी को उपयुक्त तापमान तक गर्म करता है। यदि इसे ठीक से नहीं संभाला जाता है, तो इससे तात्कालिक वोल्टेज ओवरचार्ज हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप आंतरिक शॉर्ट सर्किट होगा, और आगे धुआं, आग या विस्फोट भी हो सकता है। इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी प्रणाली की कम तापमान वाली चार्जिंग सुरक्षा समस्या ठंडे क्षेत्रों में इलेक्ट्रिक वाहनों के प्रचार को काफी हद तक प्रतिबंधित करती है।
बैटरी थर्मल प्रबंधन बीएमएस में महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है, मुख्य रूप से बैटरी पैक को हर समय उचित तापमान सीमा में काम करना, ताकि बैटरी पैक की सर्वोत्तम कार्यशील स्थिति को बनाए रखा जा सके। बैटरी के थर्मल प्रबंधन में मुख्य रूप से शीतलन, हीटिंग और तापमान बराबर करने के कार्य शामिल हैं। शीतलन और हीटिंग कार्यों को मुख्य रूप से बैटरी पर बाहरी परिवेश के तापमान के संभावित प्रभाव के लिए समायोजित किया जाता है। तापमान समकरण का उपयोग बैटरी पैक के अंदर तापमान के अंतर को कम करने और बैटरी के एक निश्चित हिस्से के अधिक गर्म होने के कारण होने वाले तेजी से क्षय को रोकने के लिए किया जाता है। जैसा कि तालिका 1 में दिखाया गया है, आम तौर पर हम उम्मीद करते हैं कि बैटरी 20 ~ 35 डिग्री के तापमान रेंज में काम करेगी, जो वाहन का सर्वोत्तम बिजली उत्पादन और इनपुट, अधिकतम उपलब्ध ऊर्जा और सबसे लंबा चक्र जीवन प्राप्त कर सकती है।
सामान्यतया, पावर बैटरियों के कूलिंग मोड को मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: एयर कूलिंग, लिक्विड कूलिंग और डायरेक्ट कूलिंग। एयर-कूलिंग मोड हीट एक्सचेंज और कूलिंग प्राप्त करने के लिए बैटरी की सतह के माध्यम से प्रवाहित होने के लिए यात्री डिब्बे में प्राकृतिक हवा या ठंडी हवा का उपयोग करता है। लिक्विड कूलिंग आम तौर पर पावर बैटरी को गर्म करने या ठंडा करने के लिए एक स्वतंत्र शीतलक पाइपलाइन का उपयोग करती है, और यह विधि वर्तमान में शीतलन की मुख्यधारा है।
1. वायु शीतलन प्रणाली:
शुरुआती पावर बैटरियों में, उनकी छोटी क्षमता और ऊर्जा घनत्व के कारण, कई पावर बैटरियों को एयर कूलिंग द्वारा ठंडा किया जाता था। वायु शीतलन को दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: प्राकृतिक वायु शीतलन और मजबूर वायु शीतलन (पंखों का उपयोग करके)। बैटरी को प्राकृतिक हवा या कैब में ठंडी हवा से ठंडा किया जाता है। वायु शीतलन प्रणाली की संरचना अपेक्षाकृत सरल है, तकनीक अपेक्षाकृत परिपक्व है, और लागत कम है। हालाँकि, हवा द्वारा ली गई सीमित गर्मी के कारण, इसकी ताप विनिमय दक्षता कम है, बैटरी की आंतरिक तापमान एकरूपता अच्छी नहीं है, और बैटरी तापमान का अधिक सटीक नियंत्रण हासिल करना मुश्किल है। इसलिए, एयर-कूलिंग सिस्टम आम तौर पर उन स्थितियों के लिए उपयुक्त होता है जहां माइलेज कम होता है और वाहन का वजन हल्का होता है।
2. तरल शीतलन प्रणाली
लिक्विड कूलिंग मोड का मतलब है कि बैटरी गर्मी को ठंडा करने के लिए कूलिंग लिक्विड का उपयोग करती है। ठंडा करने वाले तरल को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है जो सीधे बैटरी कोर (सिलिकॉन तेल, अरंडी का तेल, आदि) से संपर्क कर सकते हैं और जल चैनलों (पानी, एथिलीन ग्लाइकॉल, आदि) के माध्यम से बैटरी कोर से संपर्क कर सकते हैं; एथिलीन ग्लाइकोल मिश्रित घोल का अधिक सामान्यतः उपयोग किया जाता है। तरल शीतलन प्रणाली आम तौर पर प्रशीतन चक्र के साथ एक चिलर जोड़ती है, और बैटरी की गर्मी को रेफ्रिजरेंट के माध्यम से दूर ले जाया जाता है; इसके मुख्य घटक कंप्रेसर, चिलर और पानी पंप हैं। प्रशीतन के शक्ति स्रोत के रूप में, कंप्रेसर पूरे सिस्टम की ताप विनिमय क्षमता निर्धारित करता है। चिलर रेफ्रिजरेंट और ठंडा करने वाले तरल के बीच आदान-प्रदान के रूप में कार्य करता है, और गर्मी विनिमय की मात्रा सीधे ठंडा करने वाले तरल का तापमान निर्धारित करती है। जल पंप पाइपलाइन में शीतलक की प्रवाह दर निर्धारित करता है। प्रवाह दर जितनी तेज़ होगी, ऊष्मा स्थानांतरण प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा, और इसके विपरीत।
