थर्मल प्रबंधन प्रणालियों की तकनीकी आवश्यकताएँ
शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए
शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों में एयर कंडीशनिंग सिस्टम का ठंडा स्रोत, गर्मी स्रोत और अन्य ऊर्जा स्रोत सभी बैटरी सिस्टम से आते हैं। शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए, एयर कंडीशनिंग न केवल ड्राइविंग आराम को बल्कि उनकी ड्राइविंग रेंज को भी सीधे प्रभावित करती है।
एक शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन की एयर कंडीशनिंग प्रणाली को न केवल शीतलन/हीटिंग कार्य प्रदान करना चाहिए बल्कि सिस्टम ऊर्जा खपत को भी ध्यान में रखना चाहिए, जिससे इसकी जटिलता बढ़ जाती है। बिजली के प्रकार में बदलाव के कारण, इलेक्ट्रिक वाहन एयर कंडीशनिंग में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रिक स्क्रॉल कंप्रेसर ने पारंपरिक कंप्रेसर की तुलना में मूल्य और वॉल्यूमेट्रिक दक्षता में काफी सुधार किया है। वर्तमान में, इलेक्ट्रिक वाहन हीटिंग के लिए मुख्य रूप से पीटीसी हीटर का उपयोग करते हैं, जो सर्दियों में ड्राइविंग रेंज को काफी कम कर देता है। भविष्य में, यह उम्मीद की जाती है कि उच्च हीटिंग दक्षता वाले हीट पंप एयर कंडीशनिंग सिस्टम को धीरे-धीरे अपनाया जाएगा।
नई ऊर्जा वाहनों की थर्मल प्रबंधन प्रणाली को केबिन एयर कंडीशनिंग (कूलिंग, हीटिंग, डीफॉगिंग, आदि), बैटरी पैक तापमान नियंत्रण, और मोटर और नियंत्रक गर्मी अपव्यय की आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता है। व्यापक वाहन ऊर्जा प्रबंधन, कॉम्पैक्टनेस और हल्के डिजाइन की आवश्यकताओं के आधार पर, ऑटोमोटिव थर्मल प्रबंधन प्रणालियाँ धीरे-धीरे एकीकृत वाहन थर्मल प्रबंधन की दिशा में विकसित हो रही हैं।
मोटे तौर पर, ऑटोमोटिव थर्मल प्रबंधन प्रणालियों में मुख्य रूप से इंजन कूलिंग सिस्टम, एयर कंडीशनिंग सिस्टम और बैटरी थर्मल प्रबंधन सिस्टम शामिल हैं। कार्यात्मक रूप से, इसे दो मुख्य घटकों में विभाजित किया गया है: इंजन कम्पार्टमेंट थर्मल सिस्टम और केबिन थर्मल सिस्टम, तीन मुख्य चक्रों के साथ: इंजन चक्र, एयर कंडीशनिंग चक्र और इंटरकूलर चक्र। इंजन शीतलन चक्र अपेक्षाकृत सरल है, जिसमें इंजन, रेडिएटर, थर्मोस्टेट और पानी पंप शामिल हैं। एयर कंडीशनिंग चक्र में मुख्य रूप से कंडेनसर, कंप्रेसर और विस्तार वाल्व होते हैं। टर्बोचार्ज्ड इंटरकूलर सिस्टम का कार्य इसकी शक्ति विशेषताओं में सुधार करने के लिए इंजन के सेवन वायु की मात्रा को बढ़ाना है। समस्या यह है कि टर्बोचार्जर द्वारा दबाव वाली हवा का तापमान बहुत अधिक है; सीधे इंजन में प्रवेश करने से इंजन चिकनाई वाले तेल की उम्र बढ़ने में तेजी आएगी, जिससे इंटरकूलर को सेवन हवा के तापमान को कम करने की आवश्यकता होगी।
1) एयर कंडीशनिंग प्रणाली: पारंपरिक गैसोलीन वाहन एयर कंडीशनिंग के लिए इंजन चालित कंप्रेसर का उपयोग करते हैं, जबकि नई ऊर्जा वाहन केवल इसका उपयोग कर सकते हैंविद्युत कम्प्रेसर. गैसोलीन वाहनों में, एयर कंडीशनिंग और इंजन कूलिंग प्रक्रियाएं अपेक्षाकृत स्वतंत्र होती हैं, जबकि नई ऊर्जा वाहनों में, तीन इलेक्ट्रिक कूलिंग सिस्टम बारीकी से जुड़े होते हैं, आम तौर पर बैटरी कूलिंग सिस्टम के साथ एक ठंडा स्रोत साझा करते हैं। गैसोलीन वाहनों में, इंजन ताप स्रोत के रूप में कार्य करता है, हीटिंग के लिए जल परिसंचरण को चलाने के लिए पानी पंप का उपयोग करता है। वर्तमान में, अधिकांश नई ऊर्जा वाहन इलेक्ट्रिक हीटिंग का उपयोग करते हैं, लेकिन भविष्य का रुझान अधिक ऊर्जा कुशल ताप पंप एयर कंडीशनिंग सिस्टम की ओर है।
(2) बैटरी थर्मल प्रबंधन:पावर बैटरियों के लिए इष्टतम ऑपरेटिंग तापमान रेंज 20-30 डिग्री है। कम तापमान पर, बैटरी की क्षमता कम होती है, और चार्ज/डिस्चार्ज प्रदर्शन खराब होता है; उच्च तापमान पर, बैटरी चक्र का जीवन छोटा हो जाता है, और अत्यधिक उच्च तापमान से विस्फोट जैसी सुरक्षा समस्याएं भी हो सकती हैं। बैटरी पैक बनाने के लिए कई बैटरी सेल श्रृंखला और समानांतर में जुड़े होते हैं, और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान उत्पन्न गर्मी एक दूसरे को प्रभावित करती है। उचित तापमान सीमा के भीतर पावर बैटरी पैक को बनाए रखने के लिए एक जटिल बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणाली की आवश्यकता होती है।
(3) मोटर और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली थर्मल प्रबंधन: नई ऊर्जा वाहनों के मोटर और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण घटकों में संचालन के दौरान उच्च गर्मी अपव्यय की आवश्यकता होती है और आमतौर पर सक्रिय शीतलन की आवश्यकता होती है। इन घटकों को अक्सर केवल शीतलन उपकरणों की आवश्यकता होती है।
