एनएफ नवीन ऊर्जा वाहन औष्णिक व्यवस्थापन: बॅटरी प्रणाली औष्णिक व्यवस्थापन

नवीन ऊर्जा वाहनांचा मुख्य उर्जा स्त्रोत म्हणून, पॉवर बॅटरी या वाहनांसाठी अत्यंत महत्त्वाच्या आहेत. वाहनाच्या प्रत्यक्ष वापरादरम्यान, बॅटरीला गुंतागुंतीच्या आणि बदलत्या कार्य परिस्थितींचा सामना करावा लागतो. वाहनाची प्रवास क्षमता (क्रूझिंग रेंज) सुधारण्यासाठी, वाहनाला एका विशिष्ट जागेत शक्य तितक्या जास्त बॅटरी बसवाव्या लागतात, त्यामुळे वाहनावरील बॅटरी पॅकसाठीची जागा खूपच मर्यादित असते. वाहनाच्या कार्यादरम्यान बॅटरी खूप उष्णता निर्माण करते आणि कालांतराने ती तुलनेने लहान जागेत साठते. बॅटरी पॅकमधील सेल्सच्या दाट रचनेमुळे, मधल्या भागातील उष्णता काही प्रमाणात बाहेर टाकणे तुलनेने अधिक कठीण होते, ज्यामुळे सेल्समधील तापमानातील असमानता वाढते. यामुळे बॅटरीची चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग कार्यक्षमता कमी होते आणि बॅटरीच्या पॉवरवर परिणाम होतो; यामुळे थर्मल रनअवे होतो आणि सिस्टीमच्या सुरक्षिततेवर व आयुष्यावर परिणाम होतो.
पॉवर बॅटरीच्या तापमानाचा तिच्या कार्यक्षमतेवर, आयुष्यावर आणि सुरक्षिततेवर मोठा प्रभाव पडतो. कमी तापमानात, लिथियम-आयन बॅटरीचा अंतर्गत रोध वाढतो आणि तिची क्षमता कमी होते. अत्यंत गंभीर परिस्थितीत, इलेक्ट्रोलाइट गोठतो आणि बॅटरी डिस्चार्ज होऊ शकत नाही. बॅटरी सिस्टीमच्या कमी तापमानातील कार्यक्षमतेवर याचा मोठा परिणाम होतो, ज्यामुळे इलेक्ट्रिक वाहनांच्या पॉवर आउटपुट कार्यक्षमतेत घट होते आणि रेंज कमी होते. कमी तापमानाच्या परिस्थितीत नवीन ऊर्जा वाहने चार्ज करताना, सामान्यतः BMS (बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टीम) चार्जिंग सुरू करण्यापूर्वी बॅटरीला योग्य तापमानापर्यंत गरम करते. जर हे योग्यरित्या हाताळले नाही, तर त्यामुळे तात्काळ व्होल्टेज ओव्हरचार्ज होऊ शकतो, ज्यामुळे अंतर्गत शॉर्ट सर्किट होऊन धूर, आग किंवा स्फोट देखील होऊ शकतो. इलेक्ट्रिक वाहनांच्या बॅटरी सिस्टीममधील कमी तापमानातील चार्जिंगच्या सुरक्षिततेची ही समस्या थंड प्रदेशांमध्ये इलेक्ट्रिक वाहनांच्या प्रसाराला मोठ्या प्रमाणात प्रतिबंधित करते.
बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट हे बीएमएसमधील (BMS) एक महत्त्वाचे कार्य आहे, जे प्रामुख्याने बॅटरी पॅकला नेहमी योग्य तापमान श्रेणीत कार्यरत ठेवते, जेणेकरून बॅटरी पॅकची सर्वोत्तम कार्यस्थिती टिकून राहील. बॅटरीच्या थर्मल मॅनेजमेंटमध्ये प्रामुख्याने कूलिंग (थंड करणे), हीटिंग (गरम करणे) आणि तापमान समानीकरण (टेम्परेचर इक्वलायझेशन) या कार्यांचा समावेश होतो. कूलिंग आणि हीटिंगची कार्ये प्रामुख्याने बाहेरील वातावरणाच्या तापमानाचा बॅटरीवर होणाऱ्या संभाव्य परिणामासाठी समायोजित केली जातात. बॅटरी पॅकच्या आतील तापमानातील फरक कमी करण्यासाठी आणि बॅटरीच्या विशिष्ट भागाच्या अतिउष्णतेमुळे होणारा जलद ऱ्हास टाळण्यासाठी तापमान समानीकरणाचा 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 शीतलीकरण साधण्यासाठी, प्रवासी कक्षातील नैसर्गिक वारा किंवा थंड हवा बॅटरीच्या पृष्ठभागावरून प्रवाहित केली जाते. लिक्विड कूलिंगमध्ये सामान्यतः पॉवर बॅटरीला गरम किंवा थंड करण्यासाठी स्वतंत्र शीतक पाइपलाइनचा वापर केला जातो. सध्या, ही पद्धत शीतलीकरणाचा मुख्य प्रवाह आहे. उदाहरणार्थ, टेस्ला आणि व्होल्ट दोन्ही कंपन्या हीच शीतकरण पद्धत वापरतात. डायरेक्ट कूलिंग प्रणालीमध्ये पॉवर बॅटरीची शीतक पाइपलाइन काढून टाकली जाते आणि पॉवर बॅटरीला थंड करण्यासाठी थेट रेफ्रिजरंटचा वापर केला जातो.

१. वातानुकूलन प्रणाली:
सुरुवातीच्या काळातल्या पॉवर बॅटरींमध्ये, त्यांच्या कमी क्षमतेमुळे आणि ऊर्जा घनतेमुळे, अनेक पॉवर बॅटरींना हवेद्वारे थंड केले जात असे. हवेद्वारे थंड करणे (पीटीसी एअर हीटरयाचे दोन प्रकार आहेत: नैसर्गिक हवा शीतकरण आणि सक्तीचे हवा शीतकरण (पंख्याचा वापर करून), आणि बॅटरी थंड करण्यासाठी केबिनमधील नैसर्गिक वारा किंवा थंड हवेचा वापर केला जातो.