नई ऊर्जा वाहनों में शीतलन प्रणाली का अवलोकन
I. शीतलन प्रणालियों का अवलोकन
एक नई ऊर्जा वाहन की शीतलन प्रणाली, जिसे अधिक सटीक रूप से थर्मल प्रबंधन प्रणाली के रूप में वर्णित किया गया है, का मुख्य कार्य यह सुनिश्चित करना है कि बैटरी, मोटर और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली जैसे प्रमुख घटक वाहन सुरक्षा, प्रदर्शन, जीवन काल और ड्राइविंग रेंज की गारंटी के लिए अपने इष्टतम तापमान सीमा के भीतर काम करते हैं।
1. सुरक्षा: पावर बैटरी के अधिक गर्म होने के कारण होने वाले थर्मल अपव्यय को रोकता है।
2. प्रदर्शन: यह सुनिश्चित करता है कि इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम उच्च भार (जैसे तेज त्वरण और उच्च गति ड्राइविंग) के तहत ओवरहीटिंग के कारण बिजली उत्पादन को सीमित नहीं करता है।
3. जीवनकाल: बैटरी के तापमान को एक आदर्श सीमा (आमतौर पर लगभग 30 डिग्री) के भीतर बनाए रखने से बैटरी की क्षमता में गिरावट काफी धीमी हो जाती है।
4. ड्राइविंग रेंज: कुशल थर्मल प्रबंधन हीटिंग या कूलिंग के लिए ऊर्जा की खपत को कम करता है और अपशिष्ट गर्मी का तर्कसंगत उपयोग करता है, जिससे वास्तविक ड्राइविंग रेंज में वृद्धि होती है।
द्वितीय. थर्मल प्रबंधन प्रणाली की संरचना और कार्य
एक नई ऊर्जा वाहन की थर्मल प्रबंधन प्रणाली आम तौर पर एक साथ मिलकर निम्नलिखित उपप्रणालियों से बनी होती है:
1. पावर बैटरी थर्मल मैनेजमेंट सिस्टम
यह संपूर्ण प्रणाली का मूल और सबसे चुनौतीपूर्ण पहलू है।
(1) उद्देश्य:एक समान बैटरी पैक तापमान बनाए रखने और इसे -30 डिग्री से 55 डिग्री तक के बाहरी वातावरण में इसकी इष्टतम ऑपरेटिंग विंडो के भीतर रखने के लिए।
(2) शीतलन विधियाँ:
① एयर कूलिंग: सरल संरचना और कम लागत, लेकिन कम शीतलन दक्षता और खराब तापमान एकरूपता; मुख्य रूप से शुरुआती या निम्न श्रेणी के मॉडल में उपयोग किया जाता है।
② तरल शीतलन: वर्तमान में मुख्यधारा समाधान। हीट एक्सचेंज बैटरी पैक के भीतर तरल शीतलन प्लेटों के माध्यम से बहने वाले शीतलक के माध्यम से होता है। उच्च दक्षता, अच्छी तापमान एकरूपता, और तेज़ चार्जिंग और उच्च पावर आउटपुट का समर्थन करता है।
③ डायरेक्ट कूलिंग (रेफ्रिजरेंट कूलिंग): बैटरी पैक के भीतर गर्मी को सीधे वाष्पित करने और अवशोषित करने के लिए एयर कंडीशनिंग रेफ्रिजरेंट का उपयोग करता है; सबसे तेज़ शीतलन गति, लेकिन प्रणाली जटिल और महंगी है।
(3) तापन विधियाँ:
① पीटीसी हीटर: हवा को गर्म करने वाले पीटीसी (हवा को गर्म करने वाले) और पानी को गर्म करने वाले पीटीसी (गर्म करने वाले शीतलक) को पानी में विभाजित किया गया है। उत्तरार्द्ध वर्तमान में अधिक मुख्यधारा है और इसे तरल शीतलन प्रणाली के साथ एकीकृत किया जा सकता है।
② हीट पंप एयर कंडीशनिंग एकीकरण: पर्यावरण से गर्मी को अवशोषित करता है; इसका ऊर्जा दक्षता अनुपात पीटीसी से कहीं अधिक है, जो इसे शीतकालीन रेंज में सुधार के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक बनाता है।
2. मोटर और विद्युत नियंत्रण थर्मल प्रबंधन प्रणाली
(1) उद्देश्य: मोटर, मोटर नियंत्रक (इन्वर्टर) और ऑन-बोर्ड चार्जर जैसे उच्च शक्ति घटकों से गर्मी को खत्म करना, उच्च तापमान के कारण प्रदर्शन में गिरावट या क्षति को रोकना।
(2) विधि: अधिकतर तरल शीतलन का उपयोग किया जाता है। यह आम तौर पर बैटरी तरल शीतलन प्रणाली के साथ एक शीतलक सर्किट साझा करता है, लेकिन वाल्व, हीट एक्सचेंजर्स और अन्य घटकों के माध्यम से शाखाबद्ध और नियंत्रित होता है।
3. एयर कंडीशनिंग (कॉकपिट) थर्मल प्रबंधन प्रणाली
(1) उद्देश्य: यात्री डिब्बे के लिए शीतलन और तापन प्रदान करना।
(2) शीतलन: पारंपरिक ऑटोमोबाइल के समान, यह शीतलन चक्र को प्राप्त करने के लिए एक इलेक्ट्रिक कंप्रेसर का उपयोग करता है।
(3) ताप:
① पीटीसी हीटिंग: एक प्रारंभिक समाधान, तेज़ हीटिंग प्रदान करता है लेकिन अत्यधिक उच्च ऊर्जा खपत के साथ, सर्दियों की अवधि को गंभीर रूप से प्रभावित करता है।
② हीट पंप एयर कंडीशनिंग: वर्तमान उच्च अंत और मुख्यधारा विकास की प्रवृत्ति। यह रेफ्रिजरेंट प्रवाह को स्विच करने के लिए एक चार-तरफा रिवर्सिंग वाल्व का उपयोग करता है, जो कम तापमान वाली बाहरी हवा से वाहन के इंटीरियर में गर्मी को "स्थानांतरित" करता है, जिससे पीटीसी की तुलना में 2-3 गुना अधिक ऊर्जा दक्षता अनुपात प्राप्त होता है।
तृतीय. मुख्य ऑपरेटिंग मोड
1. ग्रीष्म ऋतु में उच्च तापमान ऑपरेशन
(1) बैटरी/मोटर को गर्मी अपव्यय की आवश्यकता होती है, केबिन को शीतलन की आवश्यकता होती है।
(2) सिस्टम केबिन कूलिंग के लिए एयर कंडीशनिंग को प्राथमिकता देता है और कुशल बैटरी कूलिंग के लिए प्रशीतन प्रणाली का उपयोग करता है।
(3) मोटर की गर्मी कम तापमान वाले रेडिएटर के माध्यम से नष्ट हो जाती है।
2. सर्दी में कम तापमान वाला ऑपरेशन (कोई हीट पंप नहीं)
(1) बैटरी को हीटिंग की आवश्यकता होती है, केबिन को हीटिंग की आवश्यकता होती है।
(2) मुख्य रूप से उच्च -पावर पीटीसी पर निर्भर करता है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक ऊर्जा खपत होती है और रेंज काफी कम हो जाती है।
3. शीतकालीन न्यूनतम तापमान ऑपरेशन (हीट पंप + अपशिष्ट हीट रिकवरी के साथ)
(1) आदर्श विधा. हीट पंप केबिन के लिए वातावरण से गर्मी निकालता है।
(2) इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम से अपशिष्ट गर्मी एकत्र की जाती है और बैटरी हीटिंग के लिए प्राथमिकता दी जाती है; शेष ऊष्मा केबिन को गर्म करने में सहायता करती है।
(3) पीटीसी उपयोग आवृत्ति को महत्वपूर्ण रूप से कम कर देता है, जिससे सर्दियों की सीमा में प्रभावी ढंग से सुधार होता है।
4. फास्ट चार्जिंग ऑपरेशन
(1) उच्च धारा चार्जिंग से बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होती है, जिसके लिए सक्रिय शीतलन की आवश्यकता होती है।
(2) सिस्टम एयर कंडीशनर को चालू करता है और चार्जिंग गति और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए बैटरी को ठंडा करने के लिए शीतलन प्रणाली का उपयोग करता है।
