इलेक्ट्रिक व्हेईकल पॉवरट्रेनमधील थर्मल मॅनेजमेंटचे विहंगावलोकन

ऑटोमोटिव्ह पॉवर सिस्टमचे थर्मल व्यवस्थापन पारंपारिक इंधन वाहन उर्जा प्रणालीचे थर्मल व्यवस्थापन आणि नवीन ऊर्जा वाहन उर्जा प्रणालीचे थर्मल व्यवस्थापन यांमध्ये विभागले गेले आहे.आता पारंपारिक इंधन वाहन उर्जा प्रणालीचे थर्मल व्यवस्थापन खूप परिपक्व आहे.पारंपारिक इंधन वाहन हे इंजिनद्वारे चालवले जाते, त्यामुळे इंजिन थर्मल व्यवस्थापन हे पारंपारिक ऑटोमोटिव्ह थर्मल व्यवस्थापनाचे केंद्रबिंदू आहे.इंजिनच्या थर्मल मॅनेजमेंटमध्ये प्रामुख्याने इंजिनच्या कूलिंग सिस्टमचा समावेश होतो.हाय-लोड ऑपरेशन अंतर्गत इंजिनला जास्त गरम होण्यापासून रोखण्यासाठी कार सिस्टममधील 30% पेक्षा जास्त उष्णता इंजिन कूलिंग सर्किटद्वारे सोडणे आवश्यक आहे.केबिन गरम करण्यासाठी इंजिनचे कूलंट वापरले जाते.

पारंपारिक इंधन वाहनांचा पॉवर प्लांट पारंपारिक इंधन वाहनांच्या इंजिन आणि ट्रान्समिशनने बनलेला असतो, तर नवीन ऊर्जा वाहनांमध्ये बॅटरी, मोटर्स आणि इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रणे असतात.या दोघांच्या थर्मल व्यवस्थापन पद्धतींमध्ये मोठे बदल झाले आहेत.नवीन ऊर्जा वाहनांची पॉवर बॅटरी सामान्य कार्यरत तापमान श्रेणी 25～40℃ आहे.म्हणून, बॅटरीच्या थर्मल व्यवस्थापनासाठी ती उबदार ठेवणे आणि ती नष्ट करणे दोन्ही आवश्यक आहे.त्याच वेळी, मोटरचे तापमान खूप जास्त नसावे.जर मोटरचे तापमान खूप जास्त असेल तर ते मोटरच्या सेवा आयुष्यावर परिणाम करेल.म्हणून, वापरादरम्यान मोटरला आवश्यक उष्णता नष्ट होण्याचे उपाय देखील करावे लागतात.बॅटरीच्या थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमची आणि मोटर इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल आणि इतर घटकांची थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमची ओळख खालीलप्रमाणे आहे.

पॉवर बॅटरी थर्मल व्यवस्थापन प्रणाली

पॉवर बॅटरीची थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टीम मुख्यत्वे एअर कूलिंग, लिक्विड कूलिंग, फेज चेंज मटेरियल कूलिंग आणि हीट पाईप कूलिंगमध्ये वेगवेगळ्या कूलिंग मीडियावर आधारित आहे.भिन्न शीतकरण पद्धतींची तत्त्वे आणि प्रणाली संरचना अगदी भिन्न आहेत.

1) पॉवर बॅटरी एअर कूलिंग: बॅटरी पॅक आणि बाहेरील हवा हवेच्या प्रवाहाद्वारे संवहनी उष्णता विनिमय करते.एअर कूलिंग सामान्यतः नैसर्गिक कूलिंग आणि सक्तीने कूलिंगमध्ये विभागली जाते.कार चालू असताना बाहेरील हवा बॅटरी पॅकला थंड करते तेव्हा नैसर्गिक कूलिंग असते.जबरदस्ती एअर कूलिंग म्हणजे बॅटरी पॅकच्या विरूद्ध सक्तीने कूलिंगसाठी पंखा स्थापित करणे.एअर कूलिंगचे फायदे कमी किमतीचे आणि सोपे व्यावसायिक अनुप्रयोग आहेत.कमी उष्णतेचा अपव्यय कार्यक्षमता, मोठ्या जागेच्या व्याप्तीचे प्रमाण आणि गंभीर आवाज समस्या हे तोटे आहेत.(पीटीसी एअर हीटर)

२) पॉवर बॅटरी लिक्विड कूलिंग: बॅटरी पॅकची उष्णता द्रव प्रवाहाने काढून घेतली जाते.द्रवाची विशिष्ट उष्णता क्षमता हवेपेक्षा मोठी असल्याने, द्रव कूलिंगचा कूलिंग इफेक्ट एअर कूलिंगपेक्षा चांगला असतो आणि कूलिंगचा वेग देखील एअर कूलिंगपेक्षा जास्त असतो आणि उष्णता नष्ट झाल्यानंतर तापमान वितरण बॅटरी पॅक तुलनेने एकसमान आहे.म्हणून, लिक्विड कूलिंगचा मोठ्या प्रमाणावर व्यावसायिक वापर केला जातो.(पीटीसी कूलंट हीटर)

३) फेज चेंज मटेरिअलचे कूलिंग: फेज चेंज मटेरियल (फेज चेंज मटेरियल, पीसीएम) मध्ये पॅराफिन, हायड्रेटेड लवण, फॅटी ऍसिड इत्यादींचा समावेश होतो, जे फेज बदल झाल्यावर मोठ्या प्रमाणात सुप्त उष्णता शोषून किंवा सोडू शकतात, तर त्यांचे स्वतःचे तापमान कायम राहते. अपरिवर्तितम्हणून, PCM ची अतिरिक्त ऊर्जेचा वापर न करता मोठी थर्मल ऊर्जा साठवण क्षमता आहे आणि मोबाईल फोन सारख्या इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांच्या बॅटरी कूलिंगमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.तथापि, ऑटोमोटिव्ह पॉवर बॅटरीचा वापर अद्याप संशोधन स्थितीत आहे.फेज चेंज मटेरियलमध्ये कमी थर्मल चालकतेची समस्या असते, ज्यामुळे बॅटरीच्या संपर्कात असलेल्या पीसीएमची पृष्ठभाग वितळते, तर इतर भाग वितळत नाहीत, ज्यामुळे सिस्टमची उष्णता हस्तांतरण कार्यक्षमता कमी होते आणि मोठ्या आकाराच्या शक्तीसाठी योग्य नाही. बॅटरीया समस्या सोडवल्या गेल्यास, नवीन ऊर्जा वाहनांच्या थर्मल व्यवस्थापनासाठी पीसीएम कूलिंग हा सर्वात संभाव्य विकास उपाय बनेल.

4) हीट पाईप कूलिंग: हीट पाईप हे फेज बदल उष्णता हस्तांतरणावर आधारित एक उपकरण आहे.हीट पाईप म्हणजे एक सीलबंद कंटेनर किंवा सीलबंद पाईप ज्यामध्ये संतृप्त कार्यरत माध्यम/द्रव (पाणी, इथिलीन ग्लायकोल किंवा एसीटोन इ.) भरलेले असते.उष्णता पाईपचा एक भाग बाष्पीभवन समाप्ती आहे आणि दुसरा भाग संक्षेपण समाप्ती आहे.हे केवळ बॅटरी पॅकची उष्णता शोषून घेत नाही तर बॅटरी पॅक देखील गरम करू शकते.सध्या ही सर्वात आदर्श पॉवर बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टम आहे.मात्र, त्यावर अद्याप संशोधन सुरू आहे.

5) रेफ्रिजरंट डायरेक्ट कूलिंग: डायरेक्ट कूलिंग म्हणजे R134a रेफ्रिजरंट आणि इतर रेफ्रिजरंट्सच्या तत्त्वाचा वापर करून बाष्पीभवन आणि उष्णता शोषून घेणे आणि बॅटरी बॉक्स द्रुतपणे थंड करण्यासाठी बॅटरी बॉक्समध्ये एअर कंडिशनिंग सिस्टमचे बाष्पीभवन स्थापित करण्याचा एक मार्ग आहे.डायरेक्ट कूलिंग सिस्टममध्ये उच्च कूलिंग कार्यक्षमता आणि मोठी कूलिंग क्षमता आहे.