बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणालियों के प्रकार
विभिन्न बैटरी थर्मल प्रबंधन विधियों में अलग-अलग संख्या में भाग, संरचनाएं और लेआउट शामिल होते हैं। वाहन विकास लागत, वाहन वजन और लेआउट स्थान आवश्यकताओं के आधार पर विभिन्न प्रकार की थर्मल प्रबंधन प्रणालियों का चयन किया जाता है। मुख्य तकनीकी मार्ग निम्नलिखित पाँच प्रकार के हैं:
1. प्रत्यक्ष शीतलन प्रकार
बैटरी डायरेक्ट कूलिंग तकनीक के रूप में संदर्भित, डायरेक्ट कूलिंग सिस्टम बैटरी के अंदर एक अंतर्निहित प्रशीतन बाष्पीकरणकर्ता है, जो एक पाइपलाइन के माध्यम से एयर कंडीशनिंग सिस्टम से जुड़ा होता है। जब बैटरी को ठंडा करने की आवश्यकता होती है, तो संपीड़ित रेफ्रिजरेंट को बैटरी के अंदर बाष्पीकरणकर्ता में भेजने के लिए कंप्रेसर का उपयोग किया जाता है, और फिर शीतलन प्रभाव प्राप्त करने के लिए बैटरी के अंदर की गर्मी को दूर ले जाता है। सिस्टम में कॉम्पैक्ट संरचना, अच्छा शीतलन प्रभाव, भागों की छोटी संख्या (केवल एक इनलेट और एक आउटलेट प्रशीतन पाइपलाइन की आवश्यकता है), हल्के वजन आदि के फायदे हैं। हालांकि, इस प्रणाली का नुकसान यह है कि यह बैटरी को गर्म नहीं कर सकता है उप-शून्य निम्न तापमान की स्थिति में, प्रशीतन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न संघनित पानी असुरक्षित होता है, और रेफ्रिजरेंट की तापमान एकरूपता को नियंत्रित करना मुश्किल होता है। प्रशीतन प्रणाली में अल्प जीवन और कम विश्वसनीयता होती है, और अक्सर प्रशीतन रिसाव, अपर्याप्त प्रशीतन क्षमता और अन्य दोष होते हैं। यह अपेक्षाकृत कम परिपक्वता वाली नवीनतम बैटरी कूलिंग तकनीक है। इसे बाज़ार में BYD और Tesla जैसे बड़े पैमाने पर उत्पादित मॉडलों में लागू किया गया है। यह भविष्य में एक प्रमुख तकनीकी मार्ग है, जैसा चित्र 1 में दिखाया गया है।
2. रेडिएटर जल शीतलन प्रकार
रेडिएटर कूलिंग सर्किट एक स्वतंत्र सर्किट है, जिसमें एक रेडिएटर, एक इलेक्ट्रॉनिक वॉटर पंप, एक हीटर आदि शामिल होते हैं, जिसमें माध्यम के रूप में एंटीफ्ीज़ होता है। एंटीफ्ीज़ रेडिएटर से निकलता है, हीटर से होते हुए बैटरी तक जाता है, और अंत में रेडिएटर में वापस आ जाता है। इस परिसंचरण विधि का उपयोग बैटरी को ठंडा और गर्म करने के लिए किया जाता है। इस प्रणाली में सरल संरचना, कम लागत और बारहमासी कम तापमान वाले वातावरण में ऊर्जा की बचत के फायदे हैं। हालाँकि, सिस्टम में गर्मी अपव्यय दक्षता कम है, और गर्मियों में उच्च तापमान वाले जलवायु वातावरण में पानी का तापमान अधिक होता है, जो उच्च तापमान वाले वातावरण में उपयोग की शर्तों को पूरा नहीं कर सकता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।
3. प्रत्यक्ष शीतलन और जल शीतलन प्रकार
यह प्रणाली प्रत्यक्ष शीतलन और जल शीतलन के आधार पर एकीकृत है, और बैटरी कूलर चिलर (जिसे हीट एक्सचेंजर भी कहा जाता है) के माध्यम से एयर कंडीशनिंग प्रणाली और जल शीतलन प्रणाली को जोड़ती है। यह प्रणाली पहले दो शीतलन विधियों की कमियों से बचती है और सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणालियों में से एक है। सिस्टम में पहले दो की तुलना में अधिक घटक हैं, सिस्टम अधिक जटिल है, और आवश्यक घटक लेआउट स्थान अपेक्षाकृत बड़ा है। ऑपरेशन के दौरान कंप्रेसर का भार बड़ा होता है, जिससे पूरे वाहन के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की खपत होती है और अर्थव्यवस्था खराब होती है। इसके अलावा, जब एयर कंडीशनिंग सिस्टम आंशिक रूप से विफल हो जाता है, तो बैटरी कूलिंग की मांग पूरी तरह से पूरी नहीं हो पाती है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है।
4. जल-ठंडा संकर प्रकार
यह प्रणाली प्रत्यक्ष शीतलन जल शीतलन प्रणाली पर आधारित है, और एक रेडिएटर जल शीतलन प्रणाली जोड़ती है। दोनों को समानांतर सर्किट में व्यवस्थित किया गया है। सोलनॉइड वाल्व को नियंत्रित करके, अलग-अलग परिस्थितियों में बैटरी को ठंडा करने के लिए अलग-अलग सर्किट का उपयोग किया जाता है। कम तापमान वाले वातावरण में, केवल रेडिएटर जल शीतलन प्रणाली को काम करने की आवश्यकता होती है। उच्च तापमान वाले वातावरण में होने पर, डायरेक्ट कूलिंग वॉटर कूलिंग सिस्टम पर स्विच करें। कठोर कामकाजी परिस्थितियों में, दोनों प्रणालियाँ एक ही समय में काम कर सकती हैं, और बैटरी अधिकतम शीतलन क्षमता भी प्राप्त कर सकती है, जो मूल रूप से सभी उपयोग के वातावरण को कवर कर सकती है। यह शीतलन प्रणाली बेहद जटिल और महंगी है, और पूरे वाहन के लेआउट स्थान के लिए इसकी उच्च आवश्यकताएं हैं। सिस्टम की नियंत्रण रणनीति जटिल है, और स्थिरता और विश्वसनीयता एक चुनौती है। इस प्रणाली का उपयोग बाज़ार में अधिकांश हाइब्रिड PHEV मॉडलों में भी किया जाता है और इसमें परिपक्व तकनीक है, जैसा चित्र 4 में दिखाया गया है।
5. वायु शीतलन प्रकार
यह प्रणाली यात्री डिब्बे से पाइप के माध्यम से ठंडी हवा को सीधे बैटरी तक ले जाती है, और बैटरी को ठंडा करने के लिए ठंडी हवा का उपयोग करती है। इस प्रणाली के फायदे सरल संरचना, नियंत्रणीय ठंडी हवा का तापमान और कम सिस्टम लागत हैं। हालाँकि, इसमें प्रत्यक्ष शीतलन प्रणाली के नुकसान भी हैं। सिस्टम में कोई हीटिंग फ़ंक्शन नहीं है, और बैटरी की सतह पर उत्पन्न संघनित पानी को सुखाना आसान नहीं है, जिससे बैटरी के अंदर क्षरण और संदूषण का खतरा होता है। इस प्रकार की थर्मल प्रबंधन विधि की आमतौर पर अनुशंसा नहीं की जाती है, चित्र 5 देखें।
