नवीन ऊर्जा वाहनांसाठी मुख्य उर्जा स्त्रोत म्हणून पॉवर बॅटरीचे महत्त्व स्वयंसिद्ध आहे. वाहनांच्या प्रत्यक्ष वापरात, बॅटरीला गुंतागुंतीच्या आणि विविध कार्य परिस्थितींचा सामना करावा लागतो. ड्रायव्हिंग रेंज सुधारण्यासाठी, वाहनांना एका विशिष्ट जागेत शक्य तितके जास्त बॅटरी सेल लावावे लागतात, त्यामुळे वाहनावरील बॅटरी पॅकची जागा खूप मर्यादित असते. वाहन चालू असताना बॅटरी मोठ्या प्रमाणात उष्णता निर्माण करतात आणि तुलनेने लहान जागेत कालांतराने ती साठत जाते. बॅटरी पॅकच्या आत बॅटरी सेलची दाट रचना असल्यामुळे, मधल्या भागातील उष्णता बाहेर टाकणे तुलनेने कठीण होते, ज्यामुळे सेलच्या तापमानातील असमानता वाढते. परिणामी, यामुळे बॅटरीची चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग कार्यक्षमता कमी होते आणि तिच्या पॉवरवर परिणाम होतो; गंभीर प्रकरणांमध्ये, यामुळे थर्मल रनअवे देखील होऊ शकतो, ज्यामुळे सिस्टमच्या सुरक्षिततेवर आणि आयुर्मानावर परिणाम होतो.
पॉवर बॅटरीच्या तापमानाचा त्यांच्या कार्यक्षमतेवर, आयुर्मानावर आणि सुरक्षिततेवर महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो. कमी तापमानात, लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये अंतर्गत रोध वाढू शकतो आणि क्षमता कमी होऊ शकते. अत्यंत गंभीर परिस्थितीत, यामुळे इलेक्ट्रोलाइट गोठू शकतो आणि बॅटरी डिस्चार्ज होण्यास असमर्थ होऊ शकते. बॅटरी सिस्टीमच्या कमी तापमानातील कार्यक्षमतेवर मोठा परिणाम होतो, ज्यामुळे पॉवर आउटपुट कार्यक्षमतेत घट होते आणि इलेक्ट्रिक वाहनांची ड्रायव्हिंग रेंज कमी होते. कमी तापमानाच्या परिस्थितीत नवीन ऊर्जा वाहने चार्ज करताना, बीएमएस (BMS) सामान्यतः चार्जिंगपूर्वी बॅटरीला योग्य तापमानापर्यंत गरम करते. जर हे योग्यरित्या हाताळले नाही, तर यामुळे तात्काळ व्होल्टेज ओव्हरचार्जिंग होऊ शकते, ज्यामुळे अंतर्गत शॉर्ट सर्किट होऊन धूर, आग आणि स्फोट देखील होऊ शकतात. इलेक्ट्रिक वाहनांच्या बॅटरी सिस्टीममधील कमी तापमानातील चार्जिंगच्या सुरक्षिततेच्या समस्यांमुळे थंड प्रदेशांमध्ये इलेक्ट्रिक वाहनांच्या प्रसारावर मोठ्या प्रमाणात निर्बंध आले आहेत.
बॅटरी थर्मल व्यवस्थापनबीएमएस (BMS) मधील हे एक महत्त्वाचे कार्य आहे, जे प्रामुख्याने बॅटरी पॅक नेहमी योग्य तापमान मर्यादेत कार्यरत राहील याची खात्री करते, आणि त्याद्वारे बॅटरी पॅकची इष्टतम कार्यस्थिती टिकवून ठेवते.बॅटरींचे थर्मल व्यवस्थापनयात प्रामुख्याने थंड करणे, गरम करणे आणि तापमान संतुलन यांसारख्या कार्यांचा समावेश होतो. थंड करण्याची आणि गरम करण्याची कार्ये मुख्यत्वे बाह्य वातावरणाच्या तापमानाचा बॅटरीवर होणाऱ्या संभाव्य परिणामानुसार समायोजित केली जातात. बॅटरी पॅकच्या आतील तापमानातील फरक कमी करण्यासाठी आणि बॅटरीच्या विशिष्ट भागाच्या अतिउष्णतेमुळे होणारा जलद ऱ्हास टाळण्यासाठी तापमान संतुलनाचा वापर केला जातो.
सर्वसाधारणपणे, पॉवर बॅटरी थंड करण्याच्या पद्धतींचे मुख्यत्वे तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाते: एअर कूलिंग, लिक्विड कूलिंग आणि डायरेक्ट कूलिंग. एअर कूलिंग पद्धतीमध्ये, उष्णता विनिमय आणि शीतलीकरणासाठी नैसर्गिक वारा किंवा प्रवासी कक्षातील थंड हवा बॅटरीच्या पृष्ठभागावरून प्रवाहित केली जाते. लिक्विड कूलिंगमध्ये सामान्यतः पॉवर बॅटरी गरम किंवा थंड करण्यासाठी स्वतंत्र शीतक पाइपलाइनचा वापर केला जातो. सध्या, टेस्ला आणि व्होल्टसारख्या गाड्यांमध्ये वापरली जाणारी ही पद्धत शीतलीकरणासाठी मुख्य प्रवाहात आहे. डायरेक्ट कूलिंग प्रणालीमध्ये पॉवर बॅटरीची शीतक पाइपलाइन काढून टाकली जाते आणि पॉवर बॅटरी थंड करण्यासाठी थेट रेफ्रिजरंटचा वापर केला जातो.
१. वातानुकूलन प्रणाली:
सुरुवातीच्या पॉवर बॅटरी, त्यांच्या कमी क्षमतेमुळे आणि ऊर्जा घनतेमुळे, बहुतेकदा हवेच्या साहाय्याने थंड केल्या जात असत. हवेच्या साहाय्याने थंड करण्याचे दोन प्रकार आहेत: नैसर्गिक हवा वापरून थंड करणे आणि सक्तीने हवा वापरून थंड करणे (पंख्यांचा वापर करून), ज्यामध्ये बॅटरी थंड करण्यासाठी नैसर्गिक हवा किंवा केबिनमधील थंड हवेचा वापर केला जातो.
एअर-कूल्ड सिस्टीमच्या प्रातिनिधिक उदाहरणांमध्ये निसान लीफ, किया सोल ईव्ही इत्यादींचा समावेश होतो; सध्या, ४८V मायक्रो हायब्रीड वाहनांच्या ४८V बॅटरी सामान्यतः प्रवासी कक्षात (पॅसेंजर कंपार्टमेंटमध्ये) बसवलेल्या असतात आणि त्यांना एअर कूलिंगद्वारे थंड केले जाते. एका विशिष्ट पॉवर बॅटरीच्या एअर कूलिंग मार्गाचा आराखडा आकृती २ मध्ये दर्शविला आहे. एअर-कूल्ड सिस्टीमची रचना तुलनेने सोपी असते, तिचे तंत्रज्ञान तुलनेने प्रगत आहे आणि खर्चही तुलनेने कमी असतो. तथापि, हवेद्वारे वाहून नेली जाणारी उष्णता मर्यादित असल्यामुळे, तिची उष्णता हस्तांतरण कार्यक्षमता कमी असते आणि बॅटरीच्या अंतर्गत तापमानाची एकसमानता खराब असते, ज्यामुळे बॅटरीच्या तापमानावर अचूक नियंत्रण मिळवणे कठीण होते. त्यामुळे, एअर-कूल्ड सिस्टीम सामान्यतः कमी ड्रायव्हिंग रेंज आणि हलक्या वजनाच्या वाहनांसाठी योग्य ठरतात.
२. द्रव शीतकरण प्रणाली
लिक्विड कूलिंग मोड म्हणजे बॅटरी उष्णतेची देवाणघेवाण करण्यासाठी शीतलक द्रवाचा वापर करते, आणि त्याची योजनाबद्ध आकृती आकृती ३ मध्ये दर्शविली आहे. शीतक दोन प्रकारात विभागलेले आहे: बॅटरी सेलच्या थेट संपर्कात येणारे (सिलिकॉन तेल, एरंडेल तेल, इत्यादी) आणि पाण्याच्या वाहिन्यांद्वारे बॅटरी सेलच्या संपर्कात येणारे (पाणी आणि इथिलीन ग्लायकॉल, इत्यादी); सध्या, पाणी आणि इथिलीन ग्लायकॉलची मिश्र द्रावणे सामान्यतः वापरली जातात. लिक्विड कूलिंग सिस्टीममध्ये सामान्यतः रेफ्रिजरेशन सायकलसोबत एक चिलर जोडलेला असतो, जो रेफ्रिजरंटद्वारे बॅटरीमधून उष्णता काढून टाकतो; त्याचे मुख्य घटक कंप्रेसर, चिलर आणिपाण्याचा पंपरेफ्रिजरेशनसाठी ऊर्जेचा स्रोत म्हणून कंप्रेसर संपूर्ण प्रणालीची उष्णता हस्तांतरण क्षमता निश्चित करतो. चिलर रेफ्रिजरंट आणि कूलंटच्या देवाणघेवाणीत भूमिका बजावतो आणि उष्णता देवाणघेवाणीचे प्रमाण थेट कूलंटचे तापमान ठरवते. वॉटर पंप पाईपलाईनमधील कूलंटचा प्रवाह दर निश्चित करतो, आणि प्रवाह दर जितका जास्त असेल तितकी उष्णता हस्तांतरणाची कामगिरी चांगली असते, आणि याउलट.
३. थेट शीतकरण प्रणाली:
आकृती ११ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, डायरेक्ट कूलिंग सिस्टीम पॉवर बॅटरीला थेट थंड करण्यासाठी एअर कंडिशनिंग सिस्टीममधील रेफ्रिजरंटचा वापर करते. एअर कंडिशनिंग सिस्टीमचा इव्हॅपोरेटर थेट बॅटरी सिस्टीममध्ये बसवलेला असतो आणि इव्हॅपोरेटरमध्ये रेफ्रिजरंटचे बाष्पीभवन होऊन बॅटरी सिस्टीममधून निर्माण होणारी उष्णता थेट काढून टाकली जाते, ज्यामुळे अधिक जलद आणि प्रभावी कूलिंग प्रक्रिया साध्य होते. सध्या, डायरेक्ट कूलिंगचा वापर करणारे मॉडेल्स तुलनेने कमी आहेत, ज्यामध्ये BMW i3 हे सर्वात प्रातिनिधिक उदाहरण आहे. द्रवांमध्ये मध्यस्थ उष्णता विनिमय नसल्यामुळे, या रेफ्रिजरेशन सिस्टीमची रचना संक्षिप्त असते, कूलिंगची कार्यक्षमता जास्त असते (लिक्विड कूलिंगपेक्षा ३-४ पट जास्त) आणि खर्च तुलनेने कमी असतो. परंतु समस्या ही आहे की पाईपलाईनमध्ये रेफ्रिजरंटचे वायू-द्रव रूपांतर होत असल्यामुळे, संपूर्ण सिस्टीमचे नियंत्रण तुलनेने गुंतागुंतीचे असते आणि तापमानाची एकसमानता कमी असते. तसेच, या सिस्टीमसाठी उच्च दाब प्रतिरोध आणि सीलिंगची उच्च आवश्यकता असते, ज्यामुळे संपूर्ण वाहनामध्ये त्याच्या वापरासाठी एक महत्त्वपूर्ण धोका निर्माण होतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: २७ मार्च २०२६
