बॅटरी थर्मल व्यवस्थापन
बॅटरीच्या कार्यप्रक्रियेदरम्यान, तापमानाचा तिच्या कार्यक्षमतेवर मोठा प्रभाव पडतो. तापमान खूप कमी झाल्यास, बॅटरीची क्षमता आणि शक्तीमध्ये मोठी घट होऊ शकते, आणि बॅटरीमध्ये शॉर्ट सर्किटसुद्धा होऊ शकते. बॅटरीच्या थर्मल मॅनेजमेंटचे (उष्णता व्यवस्थापनाचे) महत्त्व दिवसेंदिवस वाढत आहे, कारण तापमान खूप जास्त झाल्यास बॅटरीचे विघटन, गंजणे, आग लागणे किंवा स्फोटसुद्धा होऊ शकतो. पॉवर बॅटरीचे कार्यरत तापमान हे तिची कार्यक्षमता, सुरक्षितता आणि आयुष्य ठरवणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे. कार्यक्षमतेच्या दृष्टिकोनातून पाहिल्यास, तापमान खूप कमी झाल्यास बॅटरीची क्रियाशीलता कमी होते, ज्यामुळे चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगच्या कार्यक्षमतेत घट होते आणि बॅटरीच्या क्षमतेत मोठी घट होते. तुलना केली असता असे आढळले की, जेव्हा तापमान १०°C पर्यंत खाली आले, तेव्हा बॅटरीची डिस्चार्ज क्षमता सामान्य तापमानाच्या तुलनेत ९३% होती; तथापि, जेव्हा तापमान -२०°C पर्यंत खाली आले, तेव्हा बॅटरीची डिस्चार्ज क्षमता सामान्य तापमानाच्या तुलनेत केवळ ४३% होती.
ली जुनकिउ आणि इतरांच्या संशोधनात असे नमूद केले आहे की, सुरक्षिततेच्या दृष्टिकोनातून, तापमान खूप जास्त असल्यास, बॅटरीमधील उप-अभिक्रियांचा वेग वाढतो. जेव्हा तापमान ६०°C च्या जवळपास पोहोचते, तेव्हा बॅटरीमधील अंतर्गत घटक/सक्रिय पदार्थांचे विघटन होते आणि त्यानंतर "थर्मल रनअवे" (तापमान अनियंत्रित वाढ) होतो, ज्यामुळे तापमानात अचानक वाढ होते, अगदी ४०० ते १०००°C पर्यंतही पोहोचते आणि त्यामुळे आग लागून स्फोट होतो. जर तापमान खूप कमी असेल, तर बॅटरीचा चार्जिंग दर कमी ठेवणे आवश्यक आहे, अन्यथा बॅटरीमधील लिथियमचे विघटन होऊन अंतर्गत शॉर्ट सर्किट होऊन आग लागू शकते.
बॅटरीच्या आयुर्मानाच्या दृष्टिकोनातून, तापमानाचा बॅटरीच्या आयुर्मानावरील परिणाम दुर्लक्षित करता येणार नाही. कमी तापमानात चार्जिंग होणाऱ्या बॅटरीमध्ये लिथियम जमा झाल्यामुळे बॅटरीचे सायकल लाइफ अनेक पटींनी झपाट्याने कमी होते, आणि उच्च तापमानाचा बॅटरीच्या कॅलेंडर लाइफ आणि सायकल लाइफवर मोठा परिणाम होतो. संशोधनात असे आढळून आले की, जेव्हा तापमान २३°C असते, तेव्हा ८०% क्षमता शिल्लक असलेल्या बॅटरीचे कॅलेंडर लाइफ सुमारे ६२३८ दिवस असते, परंतु जेव्हा तापमान ३५°C पर्यंत वाढते, तेव्हा कॅलेंडर लाइफ सुमारे १७९० दिवस असते आणि जेव्हा तापमान ५५°C पर्यंत पोहोचते, तेव्हा कॅलेंडर लाइफ सुमारे ६२३८ दिवसांवरून केवळ २७२ दिवस कमी होते.
सध्या, खर्च आणि तांत्रिक मर्यादांमुळे, बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट (बीटीएमएसवाहक माध्यमांच्या वापरामध्ये एकसमानता नाही, आणि त्याचे तीन प्रमुख तांत्रिक मार्गांमध्ये विभाजन केले जाऊ शकते: एअर कूलिंग (सक्रिय आणि निष्क्रिय), लिक्विड कूलिंग आणि फेज चेंज मटेरियल्स (PCM). एअर कूलिंग तुलनेने सोपे आहे, त्यात गळतीचा धोका नसतो आणि ते किफायतशीर आहे. हे LFP बॅटरी आणि लहान कार क्षेत्रांच्या सुरुवातीच्या विकासासाठी योग्य आहे. लिक्विड कूलिंगचा प्रभाव एअर कूलिंगपेक्षा चांगला असतो, परंतु त्याची किंमत जास्त असते. हवेच्या तुलनेत, लिक्विड कूलिंग माध्यमामध्ये मोठी विशिष्ट उष्णता क्षमता आणि उच्च उष्णता हस्तांतरण गुणांक ही वैशिष्ट्ये आहेत, ज्यामुळे एअर कूलिंगच्या कमी कार्यक्षमतेची तांत्रिक कमतरता प्रभावीपणे भरून निघते. सध्या प्रवासी गाड्यांच्या ऑप्टिमायझेशनसाठी ही मुख्य योजना आहे. झांग फुबिन यांनी त्यांच्या संशोधनात नमूद केले आहे की, लिक्विड कूलिंगचा फायदा म्हणजे उष्णतेचे जलद उत्सर्जन, ज्यामुळे बॅटरी पॅकचे तापमान एकसमान राहते आणि ते जास्त उष्णता निर्माण करणाऱ्या बॅटरी पॅकसाठी योग्य आहे; त्याचे तोटे म्हणजे जास्त खर्च, पॅकेजिंगच्या कठोर आवश्यकता, द्रव गळतीचा धोका आणि गुंतागुंतीची रचना. फेज चेंज मटेरियल्समध्ये उष्णता विनिमय कार्यक्षमता आणि खर्च या दोन्हीचे फायदे आहेत आणि देखभालीचा खर्च कमी असतो. सध्याचे तंत्रज्ञान अजूनही प्रयोगशाळेच्या टप्प्यात आहे. फेज चेंज मटेरियल्सचे थर्मल मॅनेजमेंट तंत्रज्ञान अद्याप पूर्णपणे परिपक्व झालेले नाही आणि भविष्यात बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंटच्या विकासाची ही सर्वात संभाव्य दिशा आहे.
एकंदरीत, लिक्विड कूलिंग हा सध्याचा मुख्य तंत्रज्ञानाचा मार्ग आहे, मुख्यत्वे खालील कारणांमुळे:
(1) एकीकडे, सध्याच्या मुख्य प्रवाहातील उच्च-निकेल टर्नरी बॅटरींची औष्णिक स्थिरता लिथियम आयर्न फॉस्फेट बॅटरींपेक्षा कमी असते, त्यांचे औष्णिक अनियंत्रित तापमान (विघटन तापमान, लिथियम आयर्न फॉस्फेटसाठी ७५०°C, टर्नरी लिथियम बॅटरीसाठी ३००°C) कमी असते आणि उष्णता निर्मिती जास्त असते. दुसरीकडे, BYD ची ब्लेड बॅटरी आणि निंगडे एरा CTP सारखी नवीन लिथियम आयर्न फॉस्फेट उपयोजन तंत्रज्ञानं मॉड्यूल्सची गरज दूर करतात, जागेचा वापर आणि ऊर्जा घनता सुधारतात, आणि बॅटरी औष्णिक व्यवस्थापनाला एअर-कूल्ड तंत्रज्ञानापासून लिक्विड-कूल्ड तंत्रज्ञानाकडे अधिक चालना देतात.
(2) अनुदान कपातीच्या मार्गदर्शनामुळे आणि ड्रायव्हिंग रेंजबाबत ग्राहकांच्या चिंतेमुळे, इलेक्ट्रिक वाहनांची ड्रायव्हिंग रेंज सातत्याने वाढत आहे आणि बॅटरी ऊर्जा घनतेच्या गरजा अधिकाधिक वाढत आहेत. त्यामुळे, उच्च उष्णता हस्तांतरण कार्यक्षमता असलेल्या द्रव शीतलन तंत्रज्ञानाची मागणी वाढली आहे.
(3) पुरेसे बजेट, आरामाचा ध्यास, घटकांमधील दोषांची कमी सहनशीलता आणि उच्च कार्यक्षमता यांसह, मध्यम ते उच्च श्रेणीच्या मॉडेल्सच्या दिशेने मॉडेल्स विकसित होत आहेत आणि लिक्विड कूलिंग सोल्यूशन या आवश्यकतांशी अधिक सुसंगत आहे.
पारंपारिक कार असो वा नवीन ऊर्जा वाहन, ग्राहकांची आरामाची मागणी दिवसेंदिवस वाढत आहे आणि कॉकपिट थर्मल मॅनेजमेंट तंत्रज्ञान विशेष महत्त्वाचे बनले आहे. रेफ्रिजरेशन पद्धतींच्या बाबतीत, रेफ्रिजरेशनसाठी सामान्य कंप्रेसरऐवजी इलेक्ट्रिक कंप्रेसर वापरले जातात आणि एअर-कंडिशनिंग कूलिंग सिस्टीमला सहसा बॅटरी जोडल्या जातात. पारंपारिक वाहनांमध्ये प्रामुख्याने स्वॅश प्लेट प्रकाराचा वापर केला जातो, तर नवीन ऊर्जा वाहनांमध्ये प्रामुख्याने व्हॉर्टेक्स प्रकाराचा वापर केला जातो. ही पद्धत उच्च कार्यक्षमता, हलके वजन, कमी आवाज असलेली असून इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह ऊर्जेशी अत्यंत सुसंगत आहे. याव्यतिरिक्त, याची रचना सोपी आहे, कार्यप्रणाली स्थिर आहे आणि याची व्हॉल्यूमेट्रिक कार्यक्षमता स्वॅश प्लेट प्रकारापेक्षा सुमारे ६०% जास्त आहे. हीटिंग पद्धतीच्या बाबतीत, पीटीसी हीटिंग (PTC heating)पीटीसी एअर हीटर/पीटीसी कूलंट हीटर) आवश्यक आहे, आणि इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये शून्य-खर्च उष्णता स्रोतांचा (जसे की अंतर्गत ज्वलन इंजिन कूलंट) अभाव असतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: जुलै-०७-२०२३
