थर्मल मैनेजमेंट का मूल सिद्धांत एयर कंडीशनिंग की कार्यप्रणाली में निहित है: "ऊष्मा का प्रवाह और आदान-प्रदान"।
नई ऊर्जा वाहनों का तापीय प्रबंधन घरेलू एयर कंडीशनरों के कार्य सिद्धांत के अनुरूप है। दोनों ही कंप्रेसर के कार्य द्वारा रेफ्रिजरेंट के आकार को बदलने के लिए "रिवर्स कार्नोट चक्र" सिद्धांत का उपयोग करते हैं, जिससे हवा और रेफ्रिजरेंट के बीच ऊष्मा का आदान-प्रदान होता है और शीतलन एवं तापन प्राप्त होता है। तापीय प्रबंधन का सार "ऊष्मा प्रवाह और विनिमय" है। नई ऊर्जा वाहनों का तापीय प्रबंधन घरेलू एयर कंडीशनरों के कार्य सिद्धांत के अनुरूप है। दोनों ही कंप्रेसर के कार्य द्वारा रेफ्रिजरेंट के आकार को बदलने के लिए "रिवर्स कार्नोट चक्र" सिद्धांत का उपयोग करते हैं, जिससे हवा और रेफ्रिजरेंट के बीच ऊष्मा का आदान-प्रदान होता है और शीतलन एवं तापन प्राप्त होता है। इसे मुख्य रूप से तीन परिपथों में विभाजित किया गया है: 1) मोटर परिपथ: मुख्य रूप से ऊष्मा अपव्यय के लिए; 2) बैटरी परिपथ: उच्च तापमान समायोजन की आवश्यकता होती है, जिसके लिए ताप और शीतलन दोनों की आवश्यकता होती है; 3) कॉकपिट परिपथ: ताप और शीतलन दोनों की आवश्यकता होती है (एयर कंडीशनिंग शीतलन और तापन के अनुरूप)। इसकी कार्यप्रणाली को सरल शब्दों में इस प्रकार समझा जा सकता है कि प्रत्येक परिपथ के घटकों को उपयुक्त कार्य तापमान तक पहुँचाया जाए। उन्नत तकनीक में, तीनों सर्किटों को श्रृंखला और समानांतर क्रम में जोड़कर शीतलता और ऊष्मा का परस्पर उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कार का एयर कंडीशनर केबिन में उत्पन्न शीतलता/ऊष्मा संचारित करता है, जो ऊष्मीय प्रबंधन के लिए "एयर कंडीशनिंग सर्किट" कहलाता है। उन्नत तकनीक का एक और उदाहरण: एयर कंडीशनिंग सर्किट और बैटरी सर्किट को श्रृंखला/समानांतर क्रम में जोड़ने के बाद, एयर कंडीशनिंग सर्किट बैटरी सर्किट को शीतलता/ऊष्मा प्रदान करता है, जो एक कुशल "ऊष्मीय प्रबंधन समाधान" है (बैटरी सर्किट के पुर्जों की बचत और ऊर्जा का कुशल उपयोग)। ऊष्मीय प्रबंधन का सार ऊष्मा के प्रवाह को नियंत्रित करना है, ताकि ऊष्मा उस स्थान पर प्रवाहित हो जहाँ इसकी आवश्यकता हो; और सर्वोत्तम ऊष्मीय प्रबंधन ऊष्मा के प्रवाह और आदान-प्रदान को सुचारू और ऊर्जा-बचत करने वाला होता है।
इस प्रक्रिया को साकार करने की तकनीक एयर कंडीशनिंग रेफ्रिजरेटर से ली गई है। एयर कंडीशनिंग रेफ्रिजरेटर में शीतलन/तापन "रिवर्स कार्नोट चक्र" के सिद्धांत के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। सरल शब्दों में कहें तो, कंप्रेसर द्वारा रेफ्रिजरेंट को संपीड़ित करके गर्म किया जाता है, और फिर गर्म रेफ्रिजरेंट कंडेंसर से गुजरता है और बाहरी वातावरण में ऊष्मा छोड़ता है। इस प्रक्रिया में, ऊष्माक्षेपित रेफ्रिजरेंट सामान्य तापमान पर आ जाता है और तापमान को और कम करने के लिए इवेपोरेटर में प्रवेश करता है, और फिर अगले चक्र को शुरू करने के लिए कंप्रेसर में वापस आ जाता है, जिससे हवा में ऊष्मा का आदान-प्रदान होता है। इस प्रक्रिया में विस्तार वाल्व और कंप्रेसर सबसे महत्वपूर्ण भाग हैं। ऑटोमोटिव थर्मल मैनेजमेंट इसी सिद्धांत पर आधारित है, जो एयर कंडीशनिंग सर्किट से अन्य सर्किटों में ऊष्मा या ठंड का आदान-प्रदान करके वाहन के थर्मल मैनेजमेंट को प्राप्त करता है।
शुरुआती नई ऊर्जा वाहनों में स्वतंत्र ताप प्रबंधन सर्किट होते थे और उनकी दक्षता कम होती थी। प्रारंभिक ताप प्रबंधन प्रणाली के तीनों सर्किट (एयर कंडीशनर, बैटरी और मोटर) स्वतंत्र रूप से काम करते थे, यानी एयर कंडीशनर सर्किट केवल कॉकपिट को ठंडा और गर्म करने के लिए जिम्मेदार था; बैटरी सर्किट केवल बैटरी के तापमान नियंत्रण के लिए जिम्मेदार था; और मोटर सर्किट केवल मोटर को ठंडा करने के लिए जिम्मेदार था। इस स्वतंत्र मॉडल के कारण घटकों के बीच परस्पर निर्भरता और ऊर्जा उपयोग दक्षता में कमी जैसी समस्याएं उत्पन्न होती थीं। नई ऊर्जा वाहनों में इसके सबसे प्रत्यक्ष परिणाम जटिल ताप प्रबंधन सर्किट, बैटरी का कम जीवनकाल और बढ़ा हुआ वजन जैसी समस्याएं हैं। इसलिए, ताप प्रबंधन के विकास का मार्ग यह है कि बैटरी, मोटर और एयर कंडीशनर के तीनों सर्किटों को यथासंभव एक-दूसरे के साथ सहयोग करने योग्य बनाया जाए, और घटकों के आकार को कम करने, वजन कम करने और बैटरी का जीवनकाल बढ़ाने के लिए पुर्जों और ऊर्जा की परस्पर संचालन क्षमता को यथासंभव साकार किया जाए।
2. ऊष्मीय प्रबंधन का विकास घटकों के एकीकरण और ऊर्जा कुशल उपयोग की प्रक्रिया है।
नई ऊर्जा वाहनों की तीनों पीढ़ियों के थर्मल प्रबंधन के विकास इतिहास की समीक्षा करें, और थर्मल प्रबंधन उन्नयन के लिए मल्टी-वे वाल्व एक आवश्यक घटक है।
थर्मल मैनेजमेंट का विकास घटकों के एकीकरण और ऊर्जा उपयोग दक्षता की प्रक्रिया है। ऊपर दिए गए संक्षिप्त तुलनात्मक अध्ययन से यह स्पष्ट होता है कि वर्तमान में सबसे उन्नत प्रणाली की तुलना में, प्रारंभिक थर्मल मैनेजमेंट प्रणाली में सर्किटों के बीच अधिक तालमेल था, जिससे घटकों का साझाकरण और ऊर्जा का पारस्परिक उपयोग संभव हो सका। हम निवेशकों के दृष्टिकोण से थर्मल मैनेजमेंट के विकास को देखते हैं। हमें सभी घटकों के कार्य सिद्धांतों को समझने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन प्रत्येक सर्किट के कार्य करने के तरीके और थर्मल मैनेजमेंट सर्किटों के विकास के इतिहास की स्पष्ट समझ हमें थर्मल मैनेजमेंट सर्किटों के भविष्य के विकास की दिशा और घटकों के मूल्य में होने वाले परिवर्तनों का अधिक स्पष्ट रूप से अनुमान लगाने में सक्षम बनाएगी। इसलिए, आगे हम थर्मल मैनेजमेंट प्रणालियों के विकास के इतिहास की संक्षिप्त समीक्षा करेंगे ताकि हम भविष्य के निवेश अवसरों की खोज कर सकें।
नई ऊर्जा वाहनों का तापीय प्रबंधन आमतौर पर तीन परिपथों द्वारा निर्मित होता है। 1) वायु-शर्त परिपथ: यह कार्यात्मक परिपथ है और तापीय प्रबंधन में इसका सबसे अधिक महत्व है। इसका मुख्य कार्य केबिन के तापमान को समायोजित करना और अन्य परिपथों के साथ समानांतर समन्वय स्थापित करना है। यह आमतौर पर पीटीसी सिद्धांत के आधार पर ताप प्रदान करता है।पीटीसी कूलेंट हीटर/पीटीसी एयर हीटर1) बैटरी सर्किट: यह मुख्य रूप से बैटरी के कार्यशील तापमान को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है ताकि बैटरी हमेशा सर्वोत्तम कार्यशील तापमान पर बनी रहे, इसलिए इस सर्किट को विभिन्न स्थितियों के अनुसार एक ही समय में ऊष्मा और शीतलन की आवश्यकता होती है; 3) मोटर सर्किट: मोटर के चलने पर ऊष्मा उत्पन्न होती है, और इसका परिचालन तापमान व्यापक होता है। इसलिए सर्किट को केवल शीतलन की आवश्यकता होती है। हम टेस्ला के मुख्य मॉडलों, मॉडल S से मॉडल Y तक, के थर्मल प्रबंधन परिवर्तनों की तुलना करके सिस्टम एकीकरण और दक्षता के विकास का अवलोकन करते हैं। कुल मिलाकर, पहली पीढ़ी की थर्मल प्रबंधन प्रणाली: बैटरी वायु-शीतित या तरल-शीतित होती है, एयर कंडीशनर PTC द्वारा गर्म किया जाता है, और इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम तरल-शीतित होता है। तीनों सर्किट मूल रूप से समानांतर में रखे जाते हैं और एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से चलते हैं; दूसरी पीढ़ी की थर्मल प्रबंधन प्रणाली: बैटरी तरल शीतलन, PTC तापन, मोटर इलेक्ट्रिक नियंत्रण तरल शीतलन, इलेक्ट्रिक मोटर अपशिष्ट ऊष्मा उपयोग, सिस्टम के बीच श्रृंखला कनेक्शन का गहनता, घटकों का एकीकरण। तीसरी पीढ़ी की तापीय प्रबंधन प्रणाली: हीट पंप एयर कंडीशनिंग हीटिंग, मोटर स्टॉल हीटिंग। प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग गहराता जा रहा है, प्रणालियाँ श्रृंखला में जुड़ी हुई हैं, और सर्किट जटिल और अधिक एकीकृत है। हमारा मानना है कि नई ऊर्जा वाहनों के तापीय प्रबंधन विकास का सार यह है: एयर कंडीशनिंग प्रौद्योगिकी के ताप प्रवाह और विनिमय के आधार पर, 1) तापीय क्षति से बचाव; 2) ऊर्जा दक्षता में सुधार; 3) आयतन और वजन में कमी लाने के लिए पुर्जों का पुन: उपयोग।
पोस्ट करने का समय: 12 मई 2023
