नई ऊर्जा बसों में बैटरी थर्मल मैनेजमेंट सिस्टम (बीटीएमएस) के अनुप्रयोग का विश्लेषण

नई ऊर्जा बसों (सार्वजनिक बसें, यात्री बसें, पर्यटक बसें, आदि), व्यावसायिक रूप से संचालित वाहनों के रूप में, बड़ी बैटरी क्षमता, वितरित बैटरी पैक लेआउट, उच्च तीव्र चार्जिंग आवश्यकताएँ, बाहरी सभी परिस्थितियों में संचालन और उच्च यात्री क्षमता जैसी प्रमुख विशेषताओं से युक्त हैं।बैटरी थर्मल मैनेजमेंट सिस्टम (बीटीएमएस)यह महज एक "बैटरी तापमान नियंत्रण उपकरण" नहीं है, बल्कि एक मुख्य प्रणाली है जो बस की परिचालन सुरक्षा, बैटरी की जीवन अवधि, परिचालन दक्षता और दूरी की स्थिरता सुनिश्चित करती है। यह एक महत्वपूर्ण मॉड्यूल भी है जो नई ऊर्जा बसों के तापीय प्रबंधन को यात्री कारों से अलग करता है।

बस पावर बैटरियों (मुख्यतः लिथियम आयरन फॉस्फेट, थोड़ी मात्रा में टर्नरी लिथियम सहित) की परिचालन विशेषताओं के लिए डिज़ाइन किया गया यह सिस्टम, सक्रिय तापमान नियंत्रण, अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति, एकसमान तापमान विनियमन और तीव्र चार्जिंग तापमान नियंत्रण जैसे कार्यों का उपयोग करके बैटरी पैक के तापमान को 25~35℃ की इष्टतम परिचालन सीमा के भीतर स्थिर रखता है। यह राष्ट्रीय मानक "इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए पावर बैटरियों की सुरक्षा आवश्यकताएँ" (GB 38031) के अनिवार्य सुरक्षा मानकों को भी पूरा करता है, जिससे यह नई ऊर्जा बसों के व्यावसायिक संचालन के लिए एक आवश्यक कोर सिस्टम बन जाता है।

I. नई ऊर्जा बसों के लिए BTMS का मुख्य अनुप्रयोग मूल्य

यात्री वाहनों की तुलना में,इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बीटीएमएस(बसें) बसों का ध्यान केवल दूरी बढ़ाने के बजाय परिचालन लागत को कम करने, परिचालन दक्षता में सुधार करने और परिचालन सुरक्षा सुनिश्चित करने पर केंद्रित होता है। यही बसों और यात्री वाहनों में थर्मल प्रबंधन के बीच मुख्य अंतर है।

1. ऊष्मीय अपवाह को रोकना और वाहन की परिचालन सुरक्षा सुनिश्चित करना
नई ऊर्जा बस बैटरी पैक की क्षमता आमतौर पर 100-300 किलोवाट घंटे होती है, जो श्रृंखला और समानांतर क्रम में जुड़े दर्जनों बैटरी मॉड्यूल से मिलकर बनी होती है। खुले में रखने, पहाड़ी चढ़ाई के दौरान अधिक भार पड़ने और तेज़ चार्जिंग के दौरान उच्च धारा के कारण आसानी से किसी विशेष स्थान पर अत्यधिक गर्मी उत्पन्न हो सकती है।बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणालीसक्रिय शीतलन, तापमान निगरानी और थर्मल रनवे चेतावनियों के माध्यम से, यह बैटरी के फूलने, शॉर्ट सर्किट और थर्मल रनवे को रोकता है, जिससे बस संचालन में दुर्घटना दर में काफी कमी आती है (बसों/यात्री वाहनों के लिए सुरक्षा आवश्यकताएं यात्री वाहनों की तुलना में कहीं अधिक होती हैं)।

2. बैटरी के जीवनकाल को बढ़ाना और परिचालन प्रतिस्थापन लागत को कम करना

नई ऊर्जा बसों की लागत का मुख्य हिस्सा पावर बैटरी होती है (जो कुल लागत का 30%-40% होती है), और वाहन की बैटरी लाइफ सीधे तौर पर वाहन की कुल लाइफ साइकिल लागत निर्धारित करती है। तापमान में प्रत्येक 1°C की वृद्धि पर लिथियम बैटरी की साइकिल लाइफ लगभग 2% कम हो जाती है; कम तापमान पर चार्जिंग और डिस्चार्जिंग से लिथियम का अपरिवर्तनीय क्रिस्टलीकरण हो सकता है।इलेक्ट्रिक वाहन थर्मल प्रबंधनसटीक तापमान नियंत्रण के माध्यम से, बस बैटरी के चक्र जीवन को 3-4 साल (लगभग 2000 चक्र) से बढ़ाकर 5-6 साल (लगभग 3000 चक्र) किया जा सकता है, जिससे ऑपरेटरों के लिए बैटरी बदलने की लागत में काफी कमी आती है।

तेज़ चार्जिंग की स्थिति के अनुकूल ढलने से बसों का परिचालन सुचारू रूप से चलता है। बसें अक्सर 3-10 मिनट के तेज़ चार्जिंग मोड का उपयोग करती हैं (तेज़ चार्जिंग करंट 300-500A तक पहुँच सकता है)। उच्च-करंट चार्जिंग से तेज़ी से अत्यधिक गर्मी उत्पन्न होती है। यदि समय पर ठंडा न किया जाए, तो बैटरी ओवरहीट प्रोटेक्शन चालू कर देगी और चार्जिंग पावर कम कर देगी, जिसके परिणामस्वरूप चार्जिंग का समय बढ़ जाएगा। BTMS का विशेष तेज़ चार्जिंग तापमान नियंत्रण फ़ंक्शन बैटरी के तापमान को इष्टतम सीमा के भीतर तेज़ी से नियंत्रित कर सकता है, जिससे चार्जिंग पावर में गिरावट से बचा जा सकता है और बसों के "चार्ज करो और जाओ" परिचालन की लय सुनिश्चित होती है।

3. बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दक्षता को स्थिर करने से परिचालन रेंज में गिरावट कम होती है। नई ऊर्जा से चलने वाली बसें निश्चित मार्गों (बसें) या लंबी दूरी (यात्री परिवहन) पर चलती हैं, जिसके लिए उच्च रेंज स्थिरता की आवश्यकता होती है। उच्च तापमान बैटरी की डिस्चार्ज दक्षता को कम करते हैं, जबकि कम तापमान से क्षमता में 30%–50% तक की कमी हो सकती है। बीटीएमएस (बैटरी थर्मल मैनेजमेंट सिस्टम) उच्च तापमान पर सक्रिय शीतलन और कम तापमान पर सक्रिय प्रीहीटिंग के माध्यम से बैटरी की चार्ज/डिस्चार्ज दक्षता को 90% से ऊपर स्थिर करता है, जिससे परिचालन के दौरान बैटरी के तापमान संबंधी समस्याओं के कारण बिजली की हानि और खराबी को रोका जा सकता है।

बैटरी पैक के तापमान में एकरूपता में सुधार से अलग-अलग मॉड्यूल के समय से पहले खराब होने से बचा जा सकता है। नई ऊर्जा बसों में बैटरी पैक अक्सर वितरित होते हैं (छत, चेसिस के किनारे, पीछे)। अलग-अलग स्थानों पर स्थित बैटरी मॉड्यूल परिवेश के तापमान से बहुत प्रभावित होते हैं (उदाहरण के लिए, छत पर स्थित मॉड्यूल उच्च तापमान के संपर्क में होते हैं, जबकि चेसिस पर स्थित मॉड्यूल कम तापमान के संपर्क में होते हैं), जिससे मॉड्यूल के बीच तापमान में अत्यधिक अंतर (>5℃) आसानी से हो जाता है, जिसके कारण ओवरचार्जिंग, ओवर-डिस्चार्जिंग और अलग-अलग मॉड्यूल का समय से पहले खराब होना होता है। BTMS, तापमान एकरूपता विनियमन के माध्यम से, बैटरी पैक के भीतर मॉड्यूल के बीच तापमान के अंतर को **≤3℃** तक नियंत्रित करता है, जिससे समग्र बैटरी पैक की स्थिरता सुनिश्चित होती है और "एक मॉड्यूल द्वारा पूरे पैक को प्रभावित करने" से बचा जा सकता है। 4. ऊर्जा की बचत और खपत में कमी, जिससे परिचालन बिजली की खपत कम होती है। उच्च गुणवत्ता वाला बीटीएमएस बस मोटर की अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण और एयर कंडीशनिंग सिस्टम को मिलाकर पारंपरिक पीटीसी इलेक्ट्रिक हीटिंग (बिजली की खपत 10~20 किलोवाट तक पहुंच सकती है) को प्रतिस्थापित करेगा, कम तापमान पर बैटरी प्रीहीटिंग ऊर्जा खपत को कम करेगा, सर्दियों में बस की परिचालन सीमा को 15%~20% तक बढ़ाएगा, और चार्जिंग आवृत्ति और परिचालन बिजली खपत लागत को कम करेगा।