१. नवीन ऊर्जा वाहनांसाठी लिथियम बॅटरीची वैशिष्ट्ये
लिथियम बॅटरीचे मुख्य फायदे म्हणजे कमी स्व-डिस्चार्ज दर, उच्च ऊर्जा घनता, उच्च सायकल वेळा आणि वापरादरम्यान उच्च कार्यक्षमता. नवीन ऊर्जेसाठी मुख्य ऊर्जा उपकरण म्हणून लिथियम बॅटरी वापरणे म्हणजे एक चांगला ऊर्जा स्रोत मिळवण्यासारखेच आहे. त्यामुळे, नवीन ऊर्जा वाहनांच्या मुख्य घटकांच्या रचनेत, लिथियम बॅटरी सेलशी संबंधित लिथियम बॅटरी पॅक हा त्याचा सर्वात महत्त्वाचा गाभा घटक आणि ऊर्जा पुरवणारा मुख्य भाग बनला आहे. लिथियम बॅटरीच्या कार्यप्रक्रियेदरम्यान, सभोवतालच्या वातावरणासाठी काही विशिष्ट आवश्यकता असतात. प्रायोगिक निष्कर्षांनुसार, इष्टतम कार्य तापमान २०°C ते ४०°C दरम्यान ठेवले जाते. एकदा बॅटरीच्या सभोवतालचे तापमान निर्दिष्ट मर्यादेपेक्षा जास्त झाले की, लिथियम बॅटरीची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात कमी होते आणि तिचे सेवा आयुष्यही खूप कमी होते. लिथियम बॅटरीच्या सभोवतालचे तापमान खूप कमी असल्यामुळे, अंतिम डिस्चार्ज क्षमता आणि डिस्चार्ज व्होल्टेज पूर्वनिर्धारित मानकांपासून विचलित होतात आणि त्यात तीव्र घट होते.
जर सभोवतालचे तापमान खूप जास्त असेल, तर लिथियम बॅटरीच्या थर्मल रनअवेची (अतितापाची) शक्यता मोठ्या प्रमाणात वाढते आणि अंतर्गत उष्णता एका विशिष्ट ठिकाणी जमा होऊन उष्णता साचण्याच्या गंभीर समस्या निर्माण होतात. जर ही उष्णता सहजपणे बाहेर काढता आली नाही, तर लिथियम बॅटरीच्या वाढलेल्या कार्यकाळासोबतच, बॅटरीचा स्फोट होण्याची शक्यता असते. हा सुरक्षेचा धोका वैयक्तिक सुरक्षेसाठी मोठा धोका निर्माण करतो, म्हणून काम करताना संपूर्ण उपकरणाची सुरक्षा कामगिरी सुधारण्यासाठी लिथियम बॅटरींना इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कूलिंग उपकरणांवर अवलंबून राहावे लागते. यावरून हे दिसून येते की, जेव्हा संशोधक लिथियम बॅटरीचे तापमान नियंत्रित करतात, तेव्हा त्यांना उष्णता बाहेर काढण्यासाठी आणि लिथियम बॅटरीच्या इष्टतम कार्य तापमानावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी बाह्य उपकरणांचा तर्कशुद्धपणे वापर करणे आवश्यक आहे. एकदा तापमान नियंत्रण संबंधित मानकांपर्यंत पोहोचले की, नवीन ऊर्जा वाहनांच्या सुरक्षित ड्रायव्हिंगच्या उद्दिष्टाला क्वचितच धोका निर्माण होईल.
२. नवीन ऊर्जा वाहनाच्या पॉवर लिथियम बॅटरीमधील उष्णता निर्मितीची यंत्रणा
जरी या बॅटरी ऊर्जा उपकरणे म्हणून वापरल्या जाऊ शकतात, तरी प्रत्यक्ष वापराच्या प्रक्रियेत त्यांच्यातील फरक अधिक स्पष्ट दिसतात. काही बॅटरींचे तोटे जास्त असतात, त्यामुळे नवीन ऊर्जा वाहन उत्पादकांनी काळजीपूर्वक निवड केली पाहिजे. उदाहरणार्थ, लेड-ऍसिड बॅटरी मधल्या शाखेसाठी पुरेशी ऊर्जा पुरवते, परंतु तिच्या कार्यादरम्यान सभोवतालच्या पर्यावरणाचे मोठे नुकसान होते आणि हे नुकसान नंतर भरून न येणारे असते. त्यामुळे, पर्यावरणीय सुरक्षेचे रक्षण करण्यासाठी, देशाने लेड-ऍसिड बॅटरींचा बंदी घातलेल्या यादीत समावेश केला आहे. विकासाच्या काळात, निकेल-मेटल हायड्राइड बॅटरींना चांगल्या संधी मिळाल्या आहेत, विकास तंत्रज्ञान हळूहळू परिपक्व झाले आहे आणि वापराची व्याप्तीही वाढली आहे. तथापि, लिथियम बॅटरींच्या तुलनेत, त्याचे तोटे थोडे अधिक स्पष्ट आहेत. उदाहरणार्थ, सामान्य बॅटरी उत्पादकांना निकेल-मेटल हायड्राइड बॅटरींच्या उत्पादन खर्चावर नियंत्रण ठेवणे कठीण जाते. परिणामी, बाजारात निकेल-हायड्रोजन बॅटरींची किंमत जास्त राहिली आहे. कमी खर्चात जास्त फायदा मिळवू पाहणारे काही नवीन ऊर्जा वाहन ब्रँड त्यांना वाहनांचे भाग म्हणून वापरण्याचा क्वचितच विचार करतील. सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, Ni-MH बॅटरी लिथियम बॅटरींपेक्षा सभोवतालच्या तापमानासाठी खूप जास्त संवेदनशील असतात आणि उच्च तापमानामुळे त्यांना आग लागण्याची शक्यता जास्त असते. अनेक तुलनांनंतर, लिथियम बॅटरी सरस ठरल्या आहेत आणि आता नवीन ऊर्जा वाहनांमध्ये त्यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.
लिथियम बॅटरी नवीन ऊर्जा वाहनांना ऊर्जा का पुरवू शकतात याचे कारण म्हणजे त्यांच्या पॉझिटिव्ह आणि निगेटिव्ह इलेक्ट्रोडमध्ये सक्रिय पदार्थ असतात. पदार्थांच्या सतत अंतर्भूत करण्याच्या आणि बाहेर काढण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, मोठ्या प्रमाणात विद्युत ऊर्जा प्राप्त होते, आणि नंतर ऊर्जा रूपांतरणाच्या तत्त्वानुसार, विद्युत ऊर्जा आणि गतिज ऊर्जेची अदलाबदल करून हा उद्देश साध्य केला जातो, ज्यामुळे नवीन ऊर्जा वाहनांना मोठी शक्ती मिळते आणि 'चालत-चालत गाडी चालवण्याचा' उद्देश साध्य होऊ शकतो. त्याच वेळी, जेव्हा लिथियम बॅटरी सेलमध्ये रासायनिक अभिक्रिया होते, तेव्हा ऊर्जा रूपांतरण पूर्ण करण्यासाठी उष्णता शोषून घेण्याचे आणि बाहेर सोडण्याचे कार्य त्यात असते. याव्यतिरिक्त, लिथियम अणू स्थिर नसतो, तो इलेक्ट्रोलाइट आणि डायफ्रामच्या दरम्यान सतत फिरू शकतो आणि त्यात ध्रुवीकरणाचा अंतर्गत रोध असतो.
आता, उष्णता देखील योग्य प्रकारे बाहेर पडेल. तथापि, नवीन ऊर्जा वाहनांच्या लिथियम बॅटरीच्या सभोवतालचे तापमान खूप जास्त असते, ज्यामुळे पॉझिटिव्ह आणि निगेटिव्ह सेपरेटर्सचे विघटन सहजपणे होऊ शकते. याव्यतिरिक्त, नवीन ऊर्जा लिथियम बॅटरीची रचना अनेक बॅटरी पॅकने बनलेली असते. सर्व बॅटरी पॅकमधून निर्माण होणारी उष्णता ही एका बॅटरीपेक्षा खूप जास्त असते. जेव्हा तापमान एका पूर्वनिश्चित मर्यादेपेक्षा जास्त होते, तेव्हा बॅटरीचा स्फोट होण्याची शक्यता खूप जास्त असते.
३. बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमचे प्रमुख तंत्रज्ञान
नवीन ऊर्जा वाहनांच्या बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीकडे देश-विदेशात मोठ्या प्रमाणावर लक्ष दिले गेले आहे, अनेक संशोधने सुरू करण्यात आली आहेत आणि त्यातून बरेच परिणाम प्राप्त झाले आहेत. हा लेख नवीन ऊर्जा वाहनाच्या बॅटरी थर्मल व्यवस्थापन प्रणालीमधील उर्वरित बॅटरी क्षमतेचे अचूक मूल्यांकन, बॅटरी संतुलन व्यवस्थापन आणि त्यामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या प्रमुख तंत्रज्ञानावर लक्ष केंद्रित करेल.थर्मल व्यवस्थापन प्रणाली.
३.१ बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टम अवशिष्ट शक्ती मूल्यांकन पद्धत
संशोधकांनी SOC मूल्यांकनामध्ये खूप ऊर्जा आणि अथक प्रयत्न गुंतवले आहेत, ज्यामध्ये प्रामुख्याने अँपिअर-तास इंटिग्रल पद्धत, लिनियर मॉडेल पद्धत, न्यूरल नेटवर्क पद्धत आणि कल्मन फिल्टर पद्धत यांसारख्या वैज्ञानिक डेटा अल्गोरिदमचा वापर करून मोठ्या संख्येने सिम्युलेशन प्रयोग केले जातात. तथापि, या पद्धतीच्या वापरादरम्यान अनेकदा गणनेत चुका होतात. जर ही चूक वेळेवर दुरुस्त केली नाही, तर गणनेच्या निकालांमधील तफावत वाढतच जाते. हा दोष भरून काढण्यासाठी, संशोधक सहसा अंशी मूल्यांकन पद्धतीला इतर पद्धतींसोबत जोडून त्यांची एकमेकांसोबत पडताळणी करतात, जेणेकरून सर्वात अचूक निकाल मिळवता येतील. अचूक डेटाच्या आधारे, संशोधक बॅटरीच्या डिस्चार्ज करंटचा अचूक अंदाज लावू शकतात.
३.२ बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमचे संतुलित व्यवस्थापन
बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टीममधील बॅलन्स मॅनेजमेंटचा उपयोग प्रामुख्याने पॉवर बॅटरीच्या प्रत्येक भागातील व्होल्टेज आणि पॉवरमध्ये समन्वय साधण्यासाठी केला जातो. वेगवेगळ्या भागांमध्ये वेगवेगळ्या बॅटरी वापरल्या गेल्यावर, पॉवर आणि व्होल्टेज वेगवेगळे होतात. अशा वेळी, या दोन्हींमधील तफावत आणि विसंगती दूर करण्यासाठी बॅलन्स मॅनेजमेंटचा वापर केला पाहिजे. सध्या सर्वात जास्त वापरले जाणारे बॅलन्स मॅनेजमेंट तंत्र म्हणजे...
याचे मुख्यत्वे दोन प्रकार आहेत: पॅसिव्ह इक्वलायझेशन आणि ॲक्टिव्ह इक्वलायझेशन. वापराच्या दृष्टिकोनातून, या दोन प्रकारच्या इक्वलायझेशन पद्धतींमध्ये वापरली जाणारी अंमलबजावणीची तत्त्वे बरीच वेगळी आहेत.
(१) निष्क्रिय संतुलन. निष्क्रिय समानीकरणाचे तत्त्व बॅटरीची शक्ती आणि व्होल्टेज यांच्यातील समानुपाती संबंधाचा उपयोग करते. हे बॅटरीच्या एकाच स्ट्रिंगच्या व्होल्टेज डेटावर आधारित असते आणि या दोन्हींचे रूपांतरण सामान्यतः रेझिस्टन्स डिस्चार्जद्वारे साधले जाते: उच्च-शक्तीच्या बॅटरीची ऊर्जा रेझिस्टन्स हीटिंगद्वारे उष्णता निर्माण करते, आणि नंतर हवेद्वारे विसर्जित होऊन ऊर्जेचा अपव्यय टाळण्याचा उद्देश साध्य करते. तथापि, ही समानीकरण पद्धत बॅटरीच्या वापराची कार्यक्षमता सुधारत नाही. याव्यतिरिक्त, जर उष्णता विसर्जन असमान असेल, तर अतिउष्णतेच्या समस्येमुळे बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंटचे कार्य पूर्ण करू शकणार नाही.
(२) सक्रिय संतुलन. सक्रिय संतुलन हे निष्क्रिय संतुलनाचे एक सुधारित उत्पादन आहे, जे निष्क्रिय संतुलनाचे तोटे भरून काढते. अंमलबजावणीच्या तत्त्वाच्या दृष्टिकोनातून, सक्रिय संतुलनाचे तत्त्व निष्क्रिय संतुलनाच्या तत्त्वाचा संदर्भ घेत नाही, तर एक पूर्णपणे वेगळी नवीन संकल्पना स्वीकारते: सक्रिय संतुलन बॅटरीच्या विद्युत ऊर्जेचे उष्णता ऊर्जेत रूपांतर करून ती विसर्जित करत नाही, ज्यामुळे उच्च ऊर्जा असलेल्या बॅटरीमधील ऊर्जा कमी ऊर्जा असलेल्या बॅटरीमध्ये हस्तांतरित केली जाते. शिवाय, या प्रकारचे हस्तांतरण ऊर्जा संवर्धनाच्या नियमाचे उल्लंघन करत नाही आणि कमी नुकसान, उच्च वापर कार्यक्षमता आणि जलद परिणाम हे त्याचे फायदे आहेत. तथापि, संतुलन व्यवस्थापनाची रचना तुलनेने गुंतागुंतीची आहे. जर संतुलन बिंदू योग्यरित्या नियंत्रित केला नाही, तर त्याच्या अवाढव्य आकारामुळे पॉवर बॅटरी पॅकला अपरिवर्तनीय नुकसान होऊ शकते. थोडक्यात, सक्रिय संतुलन व्यवस्थापन आणि निष्क्रिय संतुलन व्यवस्थापन या दोन्हींचे तोटे आणि फायदे आहेत. विशिष्ट अनुप्रयोगांमध्ये, संशोधक लिथियम बॅटरी पॅकची क्षमता आणि स्ट्रिंगच्या संख्येनुसार निवड करू शकतात. कमी क्षमतेचे, कमी संख्येचे लिथियम बॅटरी पॅक निष्क्रिय समानीकरण व्यवस्थापनासाठी योग्य आहेत आणि उच्च क्षमतेचे, जास्त संख्येचे पॉवर लिथियम बॅटरी पॅक सक्रिय समानीकरण व्यवस्थापनासाठी योग्य आहेत.
३.३ बॅटरी थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टममध्ये वापरले जाणारे मुख्य तंत्रज्ञान
(१) बॅटरीच्या इष्टतम कार्यकारी तापमानाची श्रेणी निश्चित करा. थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टीमचा उपयोग प्रामुख्याने बॅटरीच्या सभोवतालच्या तापमानाचे समन्वय साधण्यासाठी केला जातो, त्यामुळे थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टीमच्या वापराची परिणामकारकता सुनिश्चित करण्यासाठी, संशोधकांनी विकसित केलेल्या मुख्य तंत्रज्ञानाचा उपयोग प्रामुख्याने बॅटरीचे कार्यकारी तापमान निश्चित करण्यासाठी केला जातो. जोपर्यंत बॅटरीचे तापमान योग्य मर्यादेत ठेवले जाते, तोपर्यंत लिथियम बॅटरी नेहमी सर्वोत्तम कार्यरत स्थितीत राहू शकते आणि नवीन ऊर्जा वाहनांच्या कार्यासाठी पुरेशी शक्ती प्रदान करू शकते. अशा प्रकारे, नवीन ऊर्जा वाहनांच्या लिथियम बॅटरीची कार्यक्षमता नेहमी उत्कृष्ट स्थितीत राहू शकते.
(2) बॅटरीच्या औष्णिक श्रेणीची गणना आणि तापमानाचा अंदाज. या तंत्रज्ञानामध्ये मोठ्या संख्येने गणितीय मॉडेल गणनांचा समावेश असतो. शास्त्रज्ञ संबंधित गणना पद्धती वापरून बॅटरीच्या आतील तापमानातील फरक मिळवतात आणि याचा आधार घेऊन बॅटरीच्या संभाव्य औष्णिक वर्तनाचा अंदाज लावतात.
(3) उष्णता हस्तांतरण माध्यमाची निवड. औष्णिक व्यवस्थापन प्रणालीची उत्कृष्ट कार्यक्षमता उष्णता हस्तांतरण माध्यमाच्या निवडीवर अवलंबून असते. सध्याची बहुतेक नवीन ऊर्जा वाहने शीतकरण माध्यम म्हणून हवा/शीतक वापरतात. ही शीतकरण पद्धत चालवायला सोपी, उत्पादन खर्च कमी असलेली आहे आणि बॅटरीची उष्णता बाहेर टाकण्याचा उद्देश चांगल्या प्रकारे साध्य करू शकते.पीटीसी एअर हीटर/पीटीसी कूलंट हीटर)
(4) समांतर व्हेंटिलेशन आणि उष्णता शमन रचना डिझाइनचा अवलंब करा. लिथियम बॅटरी पॅकमधील व्हेंटिलेशन आणि उष्णता शमन डिझाइन हवेचा प्रवाह वाढवू शकते जेणेकरून ती बॅटरी पॅकमध्ये समान रीतीने वितरित केली जाऊ शकते, ज्यामुळे बॅटरी मॉड्यूलमधील तापमानातील फरक प्रभावीपणे सोडवला जातो.
(5) पंखा आणि तापमान मापन बिंदूची निवड. या मॉड्यूलमध्ये, संशोधकांनी मोठ्या संख्येने प्रयोग करून सैद्धांतिक गणना केली आणि नंतर द्रव यांत्रिकी पद्धती वापरून पंख्याच्या वीज वापराची मूल्ये मिळवली. त्यानंतर, संशोधक बॅटरीच्या तापमानाचा डेटा अचूकपणे मिळवण्यासाठी फायनाइट एलिमेंट्सचा वापर करून सर्वात योग्य तापमान मापन बिंदू शोधतील.
पोस्ट करण्याची वेळ: १० सप्टेंबर २०२४
