नवीन ऊर्जा वाहनांच्या बीटीएमएसवरील संशोधनाचा आढावा

१. कॉकपिट थर्मल मॅनेजमेंटचा आढावा (ऑटोमोटिव्ह एअर कंडिशनिंग)

कारच्या तापमान व्यवस्थापनासाठी वातानुकूलन प्रणाली (एअर कंडिशनिंग सिस्टीम) अत्यंत महत्त्वाची आहे. चालक आणि प्रवासी दोघांनाही कारमधील आराम हवा असतो. कारच्या प्रवासी कक्षातील तापमान, आर्द्रता, वाऱ्याचा वेग आणि प्रवासाचे वातावरण नियंत्रित करून, प्रवासी कक्षात आरामदायक प्रवास घडवून आणणे हे कार एअर कंडिशनरचे महत्त्वाचे कार्य आहे. सर्वसाधारण कार एअर कंडिशनरचे तत्त्व म्हणजे बाष्पीभवनाद्वारे उष्णता शोषून घेणे आणि संघननाद्वारे उष्णता बाहेर टाकणे या औष्णिक-भौतिक तत्त्वाद्वारे कारच्या आतील तापमान थंड किंवा गरम करणे. जेव्हा बाहेरील तापमान कमी असते, तेव्हा गरम हवा केबिनमध्ये पोहोचवली जाते, जेणेकरून चालक आणि प्रवाशांना थंडी जाणवत नाही; जेव्हा बाहेरील तापमान जास्त असते, तेव्हा कमी तापमानाची हवा केबिनमध्ये पोहोचवली जाते, ज्यामुळे चालक आणि प्रवाशांना अधिक थंडावा जाणवतो. त्यामुळे, कारमधील वातानुकूलन आणि प्रवाशांच्या आरामामध्ये कार एअर कंडिशनर अत्यंत महत्त्वाची भूमिका बजावते.

१.१ नवीन ऊर्जा वाहन वातानुकूलन प्रणाली आणि कार्यतत्त्व
नवीन ऊर्जा वाहने आणि पारंपरिक इंधन वाहने यांची चालविण्याची उपकरणे वेगळी असल्यामुळे, इंधन वाहनांचा एअर-कंडिशनिंग कंप्रेसर इंजिनद्वारे चालवला जातो, तर नवीन ऊर्जा वाहनांचा एअर-कंडिशनिंग कंप्रेसर मोटरद्वारे चालवला जातो. त्यामुळे, नवीन ऊर्जा वाहनांमधील एअर-कंडिशनिंग कंप्रेसर इंजिनद्वारे चालवला जाऊ शकत नाही. रेफ्रिजरंटला संकुचित करण्यासाठी इलेक्ट्रिक कंप्रेसरचा वापर केला जातो. नवीन ऊर्जा वाहनांचे मूलभूत तत्त्व पारंपरिक इंधन वाहनांसारखेच आहे. प्रवासी कक्ष थंड करण्यासाठी, उष्णता बाहेर टाकण्याकरिता संघनन (condensation) आणि उष्णता शोषून घेण्यासाठी बाष्पीभवन (evaporate) या प्रक्रियांचा वापर केला जातो. फरक फक्त एवढाच आहे की, कंप्रेसर बदलून इलेक्ट्रिक कंप्रेसर वापरला जातो. सध्या, रेफ्रिजरंटला संकुचित करण्यासाठी प्रामुख्याने स्क्रोल कंप्रेसरचा वापर केला जातो.

१) सेमीकंडक्टर हीटिंग सिस्टीम: सेमीकंडक्टर हीटरचा उपयोग सेमीकंडक्टर घटक आणि टर्मिनल्सद्वारे थंड करण्यासाठी आणि गरम करण्यासाठी केला जातो. या सिस्टीममध्ये, थर्मोकपल हा थंड करण्यासाठी आणि गरम करण्यासाठीचा मूलभूत घटक आहे. दोन सेमीकंडक्टर उपकरणे जोडून एक थर्मोकपल तयार केले जाते आणि थेट विद्युत प्रवाह (डायरेक्ट करंट) लागू केल्यानंतर, इंटरफेसवर उष्णता आणि तापमानातील फरक निर्माण होतो, ज्यामुळे केबिनचा आतील भाग गरम होतो. सेमीकंडक्टर हीटिंगचा मुख्य फायदा हा आहे की ते केबिन लवकर गरम करू शकते. याचा मुख्य तोटा हा आहे की सेमीकंडक्टर हीटिंगमध्ये खूप जास्त वीज वापरली जाते. मायलेजला प्राधान्य देणाऱ्या नवीन ऊर्जा वाहनांसाठी, हा तोटा घातक आहे. त्यामुळे, ते एअर कंडिशनरच्या ऊर्जा बचतीसाठी नवीन ऊर्जा वाहनांच्या गरजा पूर्ण करू शकत नाही. त्यामुळे, लोकांनी सेमीकंडक्टर हीटिंग पद्धतींवर संशोधन करणे आणि एक कार्यक्षम व ऊर्जा-बचत करणारी सेमीकंडक्टर हीटिंग पद्धत तयार करणे अधिक आवश्यक आहे.

२) सकारात्मक तापमान गुणांक(पीटीसी) एअर हीटरपीटीसीचा मुख्य घटक थर्मिस्टर आहे, जो इलेक्ट्रिक हीटिंग वायरने गरम केला जातो आणि विद्युत ऊर्जेचे थेट उष्णता ऊर्जेत रूपांतर करणारे उपकरण आहे. पीटीसी एअर हीटिंग सिस्टीममध्ये, पारंपरिक इंधन वाहनांमधील गरम हवेच्या कोअरला पीटीसी एअर हीटरमध्ये बदलले जाते. पंख्याच्या साहाय्याने बाहेरील हवा पीटीसी हीटरमधून गरम केली जाते आणि ही गरम हवा कंपार्टमेंटच्या आत पाठवून कंपार्टमेंट गरम केले जाते. यात थेट विजेचा वापर होतो, त्यामुळे हीटर चालू असताना नवीन ऊर्जा वाहनांचा ऊर्जा वापर तुलनेने जास्त असतो.

३) पीटीसी पाणी गरम करणे:पीटीसी कूलंट हीटरपीटीसी एअर हीटिंगप्रमाणेच, कूलंट हीटिंग सिस्टीम विजेच्या वापराद्वारे उष्णता निर्माण करते, परंतु कूलंट हीटिंग सिस्टीममध्ये प्रथम पीटीसीद्वारे कूलंट गरम केले जाते, कूलंटला एका विशिष्ट तापमानापर्यंत तापवले जाते आणि नंतर ते गरम हवेच्या कोअरमध्ये पंप केले जाते. तिथे ते सभोवतालच्या हवेसोबत उष्णतेची देवाणघेवाण करते आणि फॅन ही गरम हवा केबिन गरम करण्यासाठी कंपार्टमेंटमध्ये पाठवतो. त्यानंतर, कूलिंग वॉटर पीटीसीद्वारे गरम केले जाते आणि त्याची पुढे-मागे हालचाल होते. ही हीटिंग सिस्टीम पीटीसी एअर कूलिंगपेक्षा अधिक विश्वसनीय आणि सुरक्षित आहे.

४) हीट पंप एअर कंडिशनिंग सिस्टीम: हीट पंप एअर कंडिशनिंग सिस्टीमचे तत्त्व पारंपरिक ऑटोमोटिव्ह एअर कंडिशनिंग सिस्टीमसारखेच आहे, परंतु हीट पंप एअर कंडिशनर केबिनमधील हीटिंग आणि कूलिंगचे रूपांतर करू शकते.