ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ಪರಿಹಾರಗಳು

ವಿದ್ಯುತ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ, ಜೀವಿತಾವಧಿ ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷತೆಯ ಮೇಲೆ ತಾಪಮಾನದ ಅಂಶವು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರಲ್ಲಿ ಸಂದೇಹವಿಲ್ಲ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು 15~35℃ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ನಿರೀಕ್ಷಿಸುತ್ತೇವೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಇನ್‌ಪುಟ್, ಲಭ್ಯವಿರುವ ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಚಕ್ರ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು (ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಕ್ಯಾಲೆಂಡರ್ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯನ್ನು ಅಭ್ಯಾಸ ಮಾಡುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಅರ್ಥಪೂರ್ಣವಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಈ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಜನರಿಗೆ ಹೋಲುತ್ತವೆ).

ಪ್ರಸ್ತುತ, ವಿದ್ಯುತ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆಯನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ, ಗಾಳಿಯ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ, ದ್ರವ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ನೇರ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ ಎಂದು ನಾಲ್ಕು ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, ನೈಸರ್ಗಿಕ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವಿಧಾನವಾಗಿದ್ದರೆ, ಗಾಳಿಯ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ, ದ್ರವ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ನೇರ ಪ್ರವಾಹವು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿವೆ. ಈ ಮೂರರ ನಡುವಿನ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ.

· ನೈಸರ್ಗಿಕ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ
ಉಚಿತ ಕೂಲಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕ್ಕಾಗಿ ಯಾವುದೇ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, BYD ಕ್ವಿನ್, ಟ್ಯಾಂಗ್, ಸಾಂಗ್, E6, ಟೆಂಗ್ಶಿ ಮತ್ತು LFP ಕೋಶಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಇತರ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಕೂಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ. ಮುಂದಿನ BYD ತ್ರಯಾತ್ಮಕ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ದ್ರವ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ.

· ಏರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ (ಪಿಟಿಸಿ ಏರ್ ಹೀಟರ್)
ಗಾಳಿ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ಗಾಳಿಯನ್ನು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಗಳಿವೆ. ಮೊದಲನೆಯದನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಗಾಳಿ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕ್ಕಾಗಿ ಬಾಹ್ಯ ಗಾಳಿಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಎರಡನೆಯ ವಿಧವೆಂದರೆ ಸಕ್ರಿಯ ಗಾಳಿ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಮೊದಲು ಹೊರಗಿನ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಪೂರ್ವ-ತಾಪನ ಮಾಡಬಹುದು ಅಥವಾ ತಂಪಾಗಿಸಬಹುದು. ಆರಂಭಿಕ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ, ಅನೇಕ ಜಪಾನೀಸ್ ಮತ್ತು ಕೊರಿಯನ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಮಾದರಿಗಳು ಗಾಳಿ-ತಂಪಾಗುವ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಿದ್ದವು.

· ದ್ರವ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ
ದ್ರವ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಆಂಟಿಫ್ರೀಜ್ (ಎಥಿಲೀನ್ ಗ್ಲೈಕಾಲ್ ನಂತಹ) ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಹು ವಿಭಿನ್ನ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, VOLT ರೇಡಿಯೇಟರ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್, ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ (ಪಿಟಿಸಿ ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣ), ಮತ್ತು ಒಂದು PTC ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ (ಪಿಟಿಸಿ ಕೂಲಂಟ್ ಹೀಟರ್). ಬ್ಯಾಟರಿ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ತಂತ್ರಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸರಿಹೊಂದಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ. TESLA ಮಾದರಿ S ಮೋಟಾರ್ ಕೂಲಿಂಗ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಬಿಸಿ ಮಾಡಬೇಕಾದಾಗ, ಮೋಟಾರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಬ್ಯಾಟರಿ ಕೂಲಿಂಗ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೋಟಾರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡಬಹುದು. ವಿದ್ಯುತ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿದ್ದಾಗ, ಮೋಟಾರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಕೂಲಿಂಗ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಸರಿಹೊಂದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡು ಕೂಲಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಶಾಖವನ್ನು ಹೊರಹಾಕುತ್ತವೆ.

1. ಗ್ಯಾಸ್ ಕಂಡೆನ್ಸರ್

2. ದ್ವಿತೀಯ ಕಂಡೆನ್ಸರ್

3. ಸೆಕೆಂಡರಿ ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಫ್ಯಾನ್

4. ಗ್ಯಾಸ್ ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಫ್ಯಾನ್

5. ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣ ಒತ್ತಡ ಸಂವೇದಕ (ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದ ಬದಿ)

6. ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣ ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕ (ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದ ಬದಿ)

7. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಏರ್ ಕಂಡಿಷನರ್ ಸಂಕೋಚಕ

8. ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣ ಒತ್ತಡ ಸಂವೇದಕ (ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ಬದಿ)

9. ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣ ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕ (ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ಬದಿ)

10. ವಿಸ್ತರಣಾ ಕವಾಟ (ತಂಪಾದ)

11. ವಿಸ್ತರಣಾ ಕವಾಟ (ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ)

· ನೇರ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ
ನೇರ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ಶೀತಕವನ್ನು (ಹಂತ-ಬದಲಾಯಿಸುವ ವಸ್ತು) ಶಾಖ ವಿನಿಮಯ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಅನಿಲ-ದ್ರವ ಹಂತ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಶೀತಕವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಶೀತಕಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಮೂರು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವೇಗವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಳಗಿನ ಶಾಖವನ್ನು ಒಯ್ಯಲಾಗುತ್ತದೆ. BMW i3 ನಲ್ಲಿ ನೇರ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ.

 

ತಂಪಾಗಿಸುವ ದಕ್ಷತೆಯ ಜೊತೆಗೆ, ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ಯೋಜನೆಯು ಎಲ್ಲಾ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ತಾಪಮಾನದ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. PACK ನೂರಾರು ಕೋಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕವು ಪ್ರತಿ ಕೋಶವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಟೆಸ್ಲಾ ಮಾಡೆಲ್ S ನ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನಲ್ಲಿ 444 ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿವೆ, ಆದರೆ ಕೇವಲ 2 ತಾಪಮಾನ ಪತ್ತೆ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೂಲಕ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಶಕ್ತಿ, ಜೀವಿತಾವಧಿ ಮತ್ತು SOC ನಂತಹ ಸ್ಥಿರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳಿಗೆ ಉತ್ತಮ ತಾಪಮಾನ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಪೂರ್ವಾಪೇಕ್ಷಿತವಾಗಿದೆ.