नवीन ऊर्जा वाहनांसाठी लिथियम बॅटरीच्या थर्मल मॅनेजमेंट तंत्रज्ञानावर संशोधन

१. नवीन ऊर्जा वाहनांसाठी लिथियम बॅटरीची वैशिष्ट्ये

लिथियम बॅटरीमध्ये प्रामुख्याने कमी स्व-डिस्चार्ज दर, उच्च ऊर्जा घनता, उच्च सायकल वेळ आणि वापरादरम्यान उच्च कार्यक्षमतेचे फायदे आहेत. नवीन उर्जेसाठी मुख्य उर्जा उपकरण म्हणून लिथियम बॅटरी वापरणे हे एक चांगला उर्जा स्रोत मिळविण्यासारखे आहे. म्हणूनच, नवीन ऊर्जा वाहनांच्या मुख्य घटकांच्या रचनेत, लिथियम बॅटरी सेलशी संबंधित लिथियम बॅटरी पॅक हा त्याचा सर्वात महत्वाचा मुख्य घटक आणि वीज प्रदान करणारा मुख्य भाग बनला आहे. लिथियम बॅटरीच्या कार्य प्रक्रियेदरम्यान, सभोवतालच्या वातावरणासाठी काही आवश्यकता आहेत. प्रायोगिक निकालांनुसार, इष्टतम कार्यरत तापमान 20°C ते 40°C वर ठेवले जाते. एकदा बॅटरीभोवतीचे तापमान निर्दिष्ट मर्यादेपेक्षा जास्त झाले की, लिथियम बॅटरीची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात कमी होईल आणि सेवा आयुष्य खूप कमी होईल. लिथियम बॅटरीभोवतीचे तापमान खूप कमी असल्याने, अंतिम डिस्चार्ज क्षमता आणि डिस्चार्ज व्होल्टेज प्रीसेट मानकांपासून विचलित होतील आणि त्यात तीव्र घट होईल.

जर सभोवतालचे तापमान खूप जास्त असेल, तर लिथियम बॅटरीचे थर्मल रनअवे होण्याची शक्यता खूप वाढते आणि अंतर्गत उष्णता एका विशिष्ट ठिकाणी जमा होते, ज्यामुळे उष्णता जमा होण्याच्या गंभीर समस्या निर्माण होतात. जर उष्णतेचा हा भाग सहजतेने निर्यात केला जाऊ शकत नसेल, तर लिथियम बॅटरीच्या वाढत्या कामकाजाच्या वेळेसह, बॅटरीचा स्फोट होण्याची शक्यता असते. हा सुरक्षिततेचा धोका वैयक्तिक सुरक्षेसाठी मोठा धोका निर्माण करतो, म्हणून लिथियम बॅटरी काम करताना एकूण उपकरणांची सुरक्षा कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कूलिंग डिव्हाइसेसवर अवलंबून राहणे आवश्यक आहे. हे दिसून येते की जेव्हा संशोधक लिथियम बॅटरीचे तापमान नियंत्रित करतात, तेव्हा त्यांना उष्णता निर्यात करण्यासाठी आणि लिथियम बॅटरीचे इष्टतम कार्यरत तापमान नियंत्रित करण्यासाठी बाह्य उपकरणांचा तर्कशुद्धपणे वापर करावा लागतो. तापमान नियंत्रण संबंधित मानकांपर्यंत पोहोचल्यानंतर, नवीन ऊर्जा वाहनांचे सुरक्षित ड्रायव्हिंग लक्ष्य फारसे धोक्यात येणार नाही.

२. नवीन ऊर्जा वाहन पॉवर लिथियम बॅटरीची उष्णता निर्मिती यंत्रणा

जरी या बॅटरी पॉवर डिव्हाइस म्हणून वापरल्या जाऊ शकतात, परंतु प्रत्यक्ष वापराच्या प्रक्रियेत, त्यांच्यातील फरक अधिक स्पष्ट आहेत. काही बॅटरीचे मोठे तोटे आहेत, म्हणून नवीन ऊर्जा वाहन उत्पादकांनी काळजीपूर्वक निवड करावी. उदाहरणार्थ, लीड-अ‍ॅसिड बॅटरी मधल्या शाखेसाठी पुरेशी वीज पुरवते, परंतु तिच्या ऑपरेशन दरम्यान सभोवतालच्या वातावरणाचे मोठे नुकसान करेल आणि हे नुकसान नंतर भरून न येणारे होईल. म्हणून, पर्यावरणीय सुरक्षिततेचे रक्षण करण्यासाठी, देशाने लीड-अ‍ॅसिड बॅटरीजना बंदी असलेल्या यादीत समाविष्ट केले आहे. विकास काळात, निकेल-मेटल हायड्राइड बॅटरीजना चांगल्या संधी मिळाल्या आहेत, विकास तंत्रज्ञान हळूहळू परिपक्व झाले आहे आणि अनुप्रयोगाची व्याप्ती देखील वाढली आहे. तथापि, लिथियम बॅटरीजच्या तुलनेत, त्याचे तोटे थोडे स्पष्ट आहेत. उदाहरणार्थ, सामान्य बॅटरी उत्पादकांना निकेल-मेटल हायड्राइड बॅटरीजच्या उत्पादन खर्चावर नियंत्रण ठेवणे कठीण आहे. परिणामी, बाजारात निकेल-हायड्रोजन बॅटरीजची किंमत जास्त राहिली आहे. किमतीच्या कामगिरीचा पाठलाग करणारे काही नवीन ऊर्जा वाहन ब्रँड ऑटो पार्ट्स म्हणून त्यांचा वापर करण्याचा विचार क्वचितच करतील. सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, Ni-MH बॅटरी लिथियम बॅटरीपेक्षा सभोवतालच्या तापमानाला जास्त संवेदनशील असतात आणि उच्च तापमानामुळे त्यांना आग लागण्याची शक्यता जास्त असते. अनेक तुलना केल्यानंतर, लिथियम बॅटरी वेगळ्या दिसतात आणि आता नवीन ऊर्जा वाहनांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात.

नवीन ऊर्जा वाहनांना लिथियम बॅटरीज वीज पुरवू शकतात याचे कारण म्हणजे त्यांच्या सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोडमध्ये सक्रिय पदार्थ असतात. सतत एम्बेडिंग आणि पदार्थ काढण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, मोठ्या प्रमाणात विद्युत ऊर्जा मिळते आणि नंतर ऊर्जा रूपांतरणाच्या तत्त्वानुसार, विद्युत ऊर्जा आणि गतिज ऊर्जा अदलाबदलीचा उद्देश साध्य करण्यासाठी, अशा प्रकारे नवीन ऊर्जा वाहनांना एक मजबूत शक्ती प्रदान करणे, कारसोबत चालण्याचा उद्देश साध्य करू शकते. त्याच वेळी, जेव्हा लिथियम बॅटरी सेल रासायनिक अभिक्रिया करतो, तेव्हा त्यात उष्णता शोषून घेण्याचे आणि ऊर्जा रूपांतरण पूर्ण करण्यासाठी उष्णता सोडण्याचे कार्य असेल. याव्यतिरिक्त, लिथियम अणू स्थिर नसतो, तो इलेक्ट्रोलाइट आणि डायाफ्राम दरम्यान सतत फिरू शकतो आणि ध्रुवीकरण अंतर्गत प्रतिकार असतो.

आता, उष्णता देखील योग्यरित्या सोडली जाईल. तथापि, नवीन ऊर्जा वाहनांच्या लिथियम बॅटरीभोवतीचे तापमान खूप जास्त आहे, ज्यामुळे सकारात्मक आणि नकारात्मक विभाजकांचे विघटन सहजपणे होऊ शकते. याव्यतिरिक्त, नवीन ऊर्जा लिथियम बॅटरीची रचना अनेक बॅटरी पॅकपासून बनलेली असते. सर्व बॅटरी पॅकद्वारे निर्माण होणारी उष्णता एकाच बॅटरीपेक्षा कितीतरी पट जास्त असते. जेव्हा तापमान पूर्वनिर्धारित मूल्यापेक्षा जास्त असते, तेव्हा बॅटरीचा स्फोट होण्याची शक्यता असते.

३. बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमची प्रमुख तंत्रज्ञाने

नवीन ऊर्जा वाहनांच्या बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीसाठी, देशांतर्गत आणि परदेशात दोन्ही ठिकाणी उच्च प्रमाणात लक्ष दिले आहे, संशोधनाची मालिका सुरू केली आहे आणि बरेच निकाल मिळाले आहेत. हा लेख नवीन ऊर्जा वाहन बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमच्या उर्वरित बॅटरी पॉवरचे अचूक मूल्यांकन, बॅटरी बॅलन्स मॅनेजमेंट आणि त्यात लागू केलेल्या प्रमुख तंत्रज्ञानावर लक्ष केंद्रित करेल.थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टम.

३.१ बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टम अवशिष्ट वीज मूल्यांकन पद्धत
संशोधकांनी SOC मूल्यांकनात बरीच ऊर्जा आणि कष्टाळू प्रयत्न गुंतवले आहेत, प्रामुख्याने अँपिअर-तास इंटिग्रल मेथड, रेषीय मॉडेल मेथड, न्यूरल नेटवर्क मेथड आणि कालमन फिल्टर मेथड यासारख्या वैज्ञानिक डेटा अल्गोरिदमचा वापर करून मोठ्या प्रमाणात सिम्युलेशन प्रयोग केले आहेत. तथापि, या पद्धतीच्या वापरादरम्यान अनेकदा गणना त्रुटी आढळतात. जर त्रुटी वेळेत दुरुस्त केली नाही, तर गणना निकालांमधील अंतर मोठे आणि मोठे होत जाईल. या दोषाची भरपाई करण्यासाठी, संशोधक सहसा अंशी मूल्यांकन पद्धतीला एकमेकांची पडताळणी करण्यासाठी इतर पद्धतींसह एकत्र करतात, जेणेकरून सर्वात अचूक परिणाम मिळू शकतील. अचूक डेटासह, संशोधक बॅटरीच्या डिस्चार्ज करंटचा अचूक अंदाज लावू शकतात.

३.२ बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमचे संतुलित व्यवस्थापन
बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टीमचे बॅलन्स मॅनेजमेंट प्रामुख्याने पॉवर बॅटरीच्या प्रत्येक भागाच्या व्होल्टेज आणि पॉवरचे समन्वय साधण्यासाठी वापरले जाते. वेगवेगळ्या भागांमध्ये वेगवेगळ्या बॅटरी वापरल्यानंतर, पॉवर आणि व्होल्टेज वेगळे असतील. यावेळी, दोघांमधील फरक दूर करण्यासाठी बॅलन्स मॅनेजमेंटचा वापर केला पाहिजे. विसंगती. सध्या सर्वात जास्त वापरले जाणारे बॅलन्स मॅनेजमेंट तंत्र

हे प्रामुख्याने दोन प्रकारांमध्ये विभागले गेले आहे: निष्क्रिय समीकरण आणि सक्रिय समीकरण. अनुप्रयोगाच्या दृष्टिकोनातून, या दोन प्रकारच्या समीकरण पद्धतींद्वारे वापरलेली अंमलबजावणी तत्त्वे खूप वेगळी आहेत.

(१) निष्क्रिय संतुलन. निष्क्रिय समीकरणाचे तत्व बॅटरीच्या एकाच स्ट्रिंगच्या व्होल्टेज डेटावर आधारित बॅटरी पॉवर आणि व्होल्टेजमधील प्रमाणबद्ध संबंध वापरते आणि दोघांचे रूपांतर सामान्यतः रेझिस्टन्स डिस्चार्जद्वारे साध्य केले जाते: उच्च-शक्तीच्या बॅटरीची ऊर्जा रेझिस्टन्स हीटिंगद्वारे उष्णता निर्माण करते, नंतर ऊर्जा कमी होण्याचा उद्देश साध्य करण्यासाठी हवेतून विरघळते. तथापि, ही समीकरण पद्धत बॅटरी वापराची कार्यक्षमता सुधारत नाही. याव्यतिरिक्त, जर उष्णता नष्ट होणे असमान असेल, तर जास्त गरम होण्याच्या समस्येमुळे बॅटरी बॅटरी थर्मल व्यवस्थापनाचे कार्य पूर्ण करू शकणार नाही.

(२) सक्रिय शिल्लक. सक्रिय शिल्लक हे निष्क्रिय शिल्लकचे अपग्रेड केलेले उत्पादन आहे, जे निष्क्रिय शिल्लकचे तोटे भरून काढते. प्राप्ती तत्त्वाच्या दृष्टिकोनातून, सक्रिय समानीकरणाचे तत्व निष्क्रिय समानीकरणाच्या तत्वाचा संदर्भ देत नाही, परंतु पूर्णपणे वेगळी नवीन संकल्पना स्वीकारते: सक्रिय समानीकरण बॅटरीच्या विद्युत उर्जेचे उष्णता उर्जेमध्ये रूपांतर करत नाही आणि ती नष्ट करते, ज्यामुळे उच्च ऊर्जा हस्तांतरित होते बॅटरीमधून ऊर्जा कमी उर्जेच्या बॅटरीमध्ये हस्तांतरित केली जाते. शिवाय, या प्रकारचे प्रसारण ऊर्जा संवर्धनाच्या कायद्याचे उल्लंघन करत नाही आणि कमी नुकसान, उच्च वापर कार्यक्षमता आणि जलद परिणाम हे फायदे आहेत. तथापि, शिल्लक व्यवस्थापनाची रचना रचना तुलनेने गुंतागुंतीची आहे. जर शिल्लक बिंदू योग्यरित्या नियंत्रित केला गेला नाही, तर त्याच्या जास्त आकारामुळे पॉवर बॅटरी पॅकला अपरिवर्तनीय नुकसान होऊ शकते. थोडक्यात, सक्रिय शिल्लक व्यवस्थापन आणि निष्क्रिय शिल्लक व्यवस्थापन दोन्हीचे तोटे आणि फायदे आहेत. विशिष्ट अनुप्रयोगांमध्ये, संशोधक लिथियम बॅटरी पॅकच्या क्षमता आणि तारांच्या संख्येनुसार निवड करू शकतात. कमी-क्षमता, कमी-संख्या असलेले लिथियम बॅटरी पॅक निष्क्रिय समीकरण व्यवस्थापनासाठी योग्य आहेत आणि उच्च-क्षमता, उच्च-संख्या असलेले लिथियम बॅटरी पॅक सक्रिय समीकरण व्यवस्थापनासाठी योग्य आहेत.

३.३ बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टममध्ये वापरल्या जाणाऱ्या मुख्य तंत्रज्ञानाचा वापर
(१) बॅटरीची इष्टतम ऑपरेटिंग तापमान श्रेणी निश्चित करा. थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमचा वापर प्रामुख्याने बॅटरीभोवती तापमानाचे समन्वय साधण्यासाठी केला जातो, म्हणून थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमचा अनुप्रयोग प्रभाव सुनिश्चित करण्यासाठी, संशोधकांनी विकसित केलेल्या प्रमुख तंत्रज्ञानाचा वापर प्रामुख्याने बॅटरीचे कार्यरत तापमान निश्चित करण्यासाठी केला जातो. जोपर्यंत बॅटरीचे तापमान योग्य श्रेणीत ठेवले जाते, तोपर्यंत लिथियम बॅटरी नेहमीच सर्वोत्तम कार्यरत स्थितीत असू शकते, नवीन ऊर्जा वाहनांच्या ऑपरेशनसाठी पुरेशी शक्ती प्रदान करते. अशा प्रकारे, नवीन ऊर्जा वाहनांची लिथियम बॅटरी कामगिरी नेहमीच उत्कृष्ट स्थितीत असू शकते.

(२) बॅटरी थर्मल रेंज गणना आणि तापमान अंदाज. या तंत्रज्ञानामध्ये मोठ्या प्रमाणात गणितीय मॉडेल गणनांचा समावेश आहे. शास्त्रज्ञ बॅटरीमधील तापमानातील फरक मिळविण्यासाठी संबंधित गणना पद्धती वापरतात आणि बॅटरीच्या संभाव्य थर्मल वर्तनाचा अंदाज घेण्यासाठी याचा आधार म्हणून वापर करतात.

(३) उष्णता हस्तांतरण माध्यमाची निवड. उष्णता व्यवस्थापन प्रणालीची उत्कृष्ट कार्यक्षमता उष्णता हस्तांतरण माध्यमाच्या निवडीवर अवलंबून असते. सध्याच्या बहुतेक नवीन ऊर्जा वाहनांमध्ये हवा/शीतलक हे शीतलक माध्यम म्हणून वापरले जाते. ही शीतलक पद्धत वापरण्यास सोपी आहे, उत्पादन खर्च कमी आहे आणि बॅटरी उष्णता नष्ट करण्याचा उद्देश साध्य करू शकते.पीटीसी एअर हीटर/पीटीसी कूलंट हीटर)

(४) समांतर वायुवीजन आणि उष्णता विसर्जन संरचना डिझाइनचा अवलंब करा. लिथियम बॅटरी पॅकमधील वायुवीजन आणि उष्णता विसर्जन डिझाइन हवेचा प्रवाह वाढवू शकते जेणेकरून ते बॅटरी पॅकमध्ये समान रीतीने वितरित केले जाऊ शकते, बॅटरी मॉड्यूलमधील तापमान फरक प्रभावीपणे सोडवते.

(५) पंखा आणि तापमान मापन बिंदू निवड. या मॉड्यूलमध्ये, संशोधकांनी सैद्धांतिक गणना करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात प्रयोग केले आणि नंतर पंख्याच्या वीज वापराचे मूल्य मिळविण्यासाठी द्रव यांत्रिकी पद्धती वापरल्या. त्यानंतर, बॅटरी तापमान डेटा अचूकपणे मिळविण्यासाठी संशोधक सर्वात योग्य तापमान मापन बिंदू शोधण्यासाठी मर्यादित घटकांचा वापर करतील.