पॉवर बॅटरीच्या तीन प्रमुख उष्णता हस्तांतरण माध्यमांच्या थर्मल व्यवस्थापन प्रणालीचे विश्लेषण

नवीन ऊर्जा वाहनांच्या प्रमुख तंत्रज्ञानांपैकी एक म्हणजे पॉवर बॅटरी. बॅटरीची गुणवत्ता एकीकडे इलेक्ट्रिक वाहनांची किंमत ठरवते आणि दुसरीकडे इलेक्ट्रिक वाहनांची ड्रायव्हिंग रेंज. स्वीकृती आणि जलद अवलंबनासाठी महत्त्वाचा घटक.

पॉवर बॅटरीच्या वापराच्या वैशिष्ट्यांनुसार, आवश्यकता आणि अनुप्रयोग क्षेत्रांनुसार, देशांतर्गत आणि परदेशात पॉवर बॅटरीचे संशोधन आणि विकास प्रकार अंदाजे आहेत: लीड-अ‍ॅसिड बॅटरी, निकेल-कॅडमियम बॅटरी, निकेल-मेटल हायड्राइड बॅटरी, लिथियम-आयन बॅटरी, इंधन पेशी इ., ज्यामध्ये लिथियम-आयन बॅटरीच्या विकासाकडे सर्वाधिक लक्ष दिले जाते.

पॉवर बॅटरी उष्णता निर्मिती वर्तन

पॉवर बॅटरी मॉड्यूलचे उष्णता स्रोत, उष्णता निर्मिती दर, बॅटरी उष्णता क्षमता आणि इतर संबंधित पॅरामीटर्स बॅटरीच्या स्वरूपाशी जवळून संबंधित आहेत. बॅटरीद्वारे सोडली जाणारी उष्णता बॅटरीच्या रासायनिक, यांत्रिक आणि विद्युत स्वरूपावर आणि वैशिष्ट्यांवर, विशेषतः इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियेच्या स्वरूपावर अवलंबून असते. बॅटरी अभिक्रियेत निर्माण होणारी उष्णता ऊर्जा बॅटरी अभिक्रिया उष्णता Qr द्वारे व्यक्त केली जाऊ शकते; इलेक्ट्रोकेमिकल ध्रुवीकरणामुळे बॅटरीचा वास्तविक व्होल्टेज त्याच्या समतोल इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सपासून विचलित होतो आणि बॅटरी ध्रुवीकरणामुळे होणारे ऊर्जा नुकसान Qp द्वारे व्यक्त केले जाते. प्रतिक्रिया समीकरणानुसार पुढे जाणाऱ्या बॅटरी अभिक्रिया व्यतिरिक्त, काही साइड रिअॅक्शन देखील आहेत. सामान्य साइड रिअॅक्शनमध्ये इलेक्ट्रोलाइट विघटन आणि बॅटरी स्व-डिस्चार्ज समाविष्ट आहे. या प्रक्रियेत निर्माण होणारी साइड रिअॅक्शन उष्णता Qs आहे. याव्यतिरिक्त, कोणत्याही बॅटरीमध्ये अपरिहार्यपणे प्रतिकार असल्याने, विद्युत प्रवाह जातो तेव्हा ज्युल हीट Qj निर्माण होईल. म्हणून, बॅटरीची एकूण उष्णता ही खालील पैलूंच्या उष्णतेची बेरीज आहे: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.

विशिष्ट चार्जिंग (डिस्चार्जिंग) प्रक्रियेनुसार, बॅटरी उष्णता निर्माण करण्यास कारणीभूत असलेले मुख्य घटक देखील भिन्न असतात. उदाहरणार्थ, जेव्हा बॅटरी सामान्यतः चार्ज केली जाते, तेव्हा Qr हा प्रमुख घटक असतो; आणि बॅटरी चार्जिंगच्या नंतरच्या टप्प्यात, इलेक्ट्रोलाइटच्या विघटनामुळे, बाजूच्या प्रतिक्रिया येऊ लागतात (बाजूच्या प्रतिक्रिया उष्णता Qs असते), जेव्हा बॅटरी जवळजवळ पूर्णपणे चार्ज होते आणि जास्त चार्ज होते, तेव्हा मुख्यतः इलेक्ट्रोलाइट विघटन होते, जिथे Qs वर्चस्व गाजवते. ज्युल हीट Qj हे विद्युत प्रवाह आणि प्रतिकारावर अवलंबून असते. सामान्यतः वापरली जाणारी चार्जिंग पद्धत स्थिर प्रवाहाखाली चालते आणि यावेळी Qj हे एक विशिष्ट मूल्य आहे. तथापि, स्टार्ट-अप आणि प्रवेग दरम्यान, विद्युत प्रवाह तुलनेने जास्त असतो. HEV साठी, हे दहापट अँपिअर ते शेकडो अँपिअरच्या प्रवाहाच्या समतुल्य आहे. यावेळी, ज्युल हीट Qj खूप मोठे असते आणि बॅटरी उष्णता सोडण्याचा मुख्य स्रोत बनते.

थर्मल मॅनेजमेंट कंट्रोलेबिलिटीच्या दृष्टिकोनातून, थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टम्स (एचव्हीएच) दोन प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते: सक्रिय आणि निष्क्रिय. उष्णता हस्तांतरण माध्यमाच्या दृष्टिकोनातून, थर्मल व्यवस्थापन प्रणालींमध्ये विभागल्या जाऊ शकतात: एअर-कूल्ड (पीटीसी एअर हीटर), द्रव-थंड (पीटीसी कूलंट हीटर), आणि फेज-चेंज थर्मल स्टोरेज.