एनएफ न्यू एनर्जी व्हीकल थर्मल मैनेजमेंट: बैटरी सिस्टम थर्मल मैनेजमेंट

नई ऊर्जा वाहनों के मुख्य शक्ति स्रोत के रूप में, पावर बैटरी का बहुत महत्व है। वाहन के वास्तविक उपयोग के दौरान, बैटरी को जटिल और परिवर्तनशील कार्य परिस्थितियों का सामना करना पड़ता है। क्रूज़िंग रेंज को बेहतर बनाने के लिए, वाहन में एक निश्चित स्थान में यथासंभव अधिक बैटरी लगाने की आवश्यकता होती है, इसलिए वाहन पर बैटरी पैक के लिए स्थान बहुत सीमित होता है। वाहन के संचालन के दौरान बैटरी बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करती है और समय के साथ अपेक्षाकृत कम स्थान में जमा हो जाती है। बैटरी पैक में सेल की सघन स्टैकिंग के कारण, मध्य क्षेत्र में गर्मी को एक निश्चित सीमा तक बाहर निकालना अपेक्षाकृत अधिक कठिन होता है, जिससे सेल के बीच तापमान में असमानता बढ़ जाती है, जो बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दक्षता को कम कर देती है और बैटरी की शक्ति को प्रभावित करती है; इससे थर्मल रनवे हो सकता है और सिस्टम की सुरक्षा और जीवन पर असर पड़ सकता है।
पावर बैटरी का तापमान उसके प्रदर्शन, जीवनकाल और सुरक्षा पर बहुत अधिक प्रभाव डालता है। कम तापमान पर, लिथियम-आयन बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाता है और क्षमता कम हो जाती है। अत्यधिक तापमान की स्थिति में, इलेक्ट्रोलाइट जम जाता है और बैटरी डिस्चार्ज नहीं हो पाती। बैटरी सिस्टम का कम तापमान पर प्रदर्शन बुरी तरह प्रभावित होता है, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रिक वाहनों की पावर आउटपुट क्षमता कम हो जाती है और रेंज घट जाती है। कम तापमान की स्थिति में नई ऊर्जा वाहनों को चार्ज करते समय, सामान्य बीएमएस (BMS) पहले बैटरी को उपयुक्त तापमान तक गर्म करता है। यदि इसे ठीक से नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो इससे तात्कालिक वोल्टेज ओवरचार्ज हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप आंतरिक शॉर्ट सर्किट हो सकता है और आगे चलकर धुआं, आग या विस्फोट भी हो सकता है। इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी सिस्टम की कम तापमान पर चार्जिंग सुरक्षा समस्या ठंडे क्षेत्रों में इलेक्ट्रिक वाहनों के प्रचार को काफी हद तक सीमित करती है।
बैटरी थर्मल मैनेजमेंट, बीएमएस (BMS) के महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है, जिसका मुख्य उद्देश्य बैटरी पैक को हर समय उचित तापमान सीमा में रखना है, ताकि बैटरी पैक की सर्वोत्तम कार्यशील स्थिति बनी रहे। बैटरी के थर्मल मैनेजमेंट में मुख्य रूप से कूलिंग, हीटिंग और तापमान संतुलन शामिल हैं। कूलिंग और हीटिंग कार्यों को मुख्य रूप से बैटरी पर बाहरी परिवेश के तापमान के संभावित प्रभाव के अनुसार समायोजित किया जाता है। तापमान संतुलन का उपयोग बैटरी पैक के अंदर तापमान के अंतर को कम करने और बैटरी के किसी विशेष भाग के अत्यधिक गर्म होने से होने वाली तीव्र क्षति को रोकने के लिए किया जाता है।

सामान्यतः, पावर बैटरी के शीतलन मोड को मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: वायु शीतलन, तरल शीतलन और प्रत्यक्ष शीतलन। वायु शीतलन मोड में, यात्री डिब्बे में मौजूद प्राकृतिक हवा या ठंडी हवा का उपयोग बैटरी की सतह से होकर गुजरने दिया जाता है, जिससे ऊष्मा का आदान-प्रदान और शीतलन होता है। तरल शीतलन में, पावर बैटरी को गर्म या ठंडा करने के लिए आमतौर पर एक स्वतंत्र शीतलक पाइपलाइन का उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, यह शीतलन विधि सबसे प्रचलित है। उदाहरण के लिए, टेस्ला और वोल्ट दोनों इसी शीतलन विधि का उपयोग करते हैं। प्रत्यक्ष शीतलन प्रणाली में पावर बैटरी की शीतलन पाइपलाइन को हटा दिया जाता है और सीधे रेफ्रिजरेंट का उपयोग करके पावर बैटरी को ठंडा किया जाता है।

1. एयर कूलिंग सिस्टम:
प्रारंभिक विद्युत बैटरियों में, उनकी कम क्षमता और ऊर्जा घनत्व के कारण, कई विद्युत बैटरियों को वायु शीतलन द्वारा ठंडा किया जाता था। वायु शीतलन (पीटीसी एयर हीटरइसे दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: प्राकृतिक वायु शीतलन और जबरन वायु शीतलन (पंखे का उपयोग करके), और यह बैटरी को ठंडा करने के लिए केबिन में प्राकृतिक हवा या ठंडी हवा का उपयोग करता है।