மின்கல வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகத்தின் வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் பகுப்பாய்வு

புதிய ஆற்றல் வாகனங்களின் முக்கிய தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்று பவர் பேட்டரிகள் ஆகும். பேட்டரிகளின் தரம் ஒருபுறம் மின்சார வாகனங்களின் விலையையும், மறுபுறம் மின்சார வாகனங்களின் ஓட்டுநர் வரம்பையும் தீர்மானிக்கிறது. ஏற்றுக்கொள்ளல் மற்றும் விரைவான தத்தெடுப்புக்கான முக்கிய காரணியாகும்.

மின் பேட்டரிகளின் பயன்பாட்டு பண்புகள், தேவைகள் மற்றும் பயன்பாட்டுத் துறைகளின்படி, உள்நாட்டிலும் வெளிநாட்டிலும் மின் பேட்டரிகளின் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு வகைகள் தோராயமாக: லீட்-அமில பேட்டரிகள், நிக்கல்-காட்மியம் பேட்டரிகள், நிக்கல்-மெட்டல் ஹைட்ரைடு பேட்டரிகள், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள், எரிபொருள் செல்கள், முதலியன, அவற்றில் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் வளர்ச்சி அதிக கவனத்தைப் பெறுகிறது.

மின்கல வெப்ப உருவாக்க நடத்தை

வெப்ப மூலாதாரம், வெப்ப உற்பத்தி விகிதம், பேட்டரி வெப்ப திறன் மற்றும் மின் பேட்டரி தொகுதியின் பிற தொடர்புடைய அளவுருக்கள் பேட்டரியின் தன்மையுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையவை. பேட்டரியால் வெளியிடப்படும் வெப்பம், வேதியியல், இயந்திர மற்றும் மின் தன்மை மற்றும் பேட்டரியின் பண்புகள், குறிப்பாக மின்வேதியியல் வினையின் தன்மையைப் பொறுத்தது. பேட்டரி எதிர்வினையில் உருவாகும் வெப்ப ஆற்றலை பேட்டரி எதிர்வினை வெப்ப Qr மூலம் வெளிப்படுத்தலாம்; மின்வேதியியல் துருவமுனைப்பு பேட்டரியின் உண்மையான மின்னழுத்தத்தை அதன் சமநிலை மின் இயக்க விசையிலிருந்து விலகச் செய்கிறது, மேலும் பேட்டரி துருவமுனைப்பால் ஏற்படும் ஆற்றல் இழப்பு Qp ஆல் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. எதிர்வினை சமன்பாட்டின் படி தொடரும் பேட்டரி எதிர்வினைக்கு கூடுதலாக, சில பக்க எதிர்வினைகளும் உள்ளன. வழக்கமான பக்க எதிர்வினைகளில் எலக்ட்ரோலைட் சிதைவு மற்றும் பேட்டரி சுய-வெளியேற்றம் ஆகியவை அடங்கும். இந்த செயல்பாட்டில் உருவாக்கப்படும் பக்க எதிர்வினை வெப்பம் Qs ஆகும். கூடுதலாக, எந்த பேட்டரியும் தவிர்க்க முடியாமல் எதிர்ப்பைக் கொண்டிருப்பதால், மின்னோட்டம் கடந்து செல்லும்போது ஜூல் வெப்ப Qj உருவாக்கப்படும். எனவே, ஒரு பேட்டரியின் மொத்த வெப்பம் பின்வரும் அம்சங்களின் வெப்பத்தின் கூட்டுத்தொகையாகும்: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.

குறிப்பிட்ட சார்ஜிங் (டிஸ்சார்ஜிங்) செயல்முறையைப் பொறுத்து, பேட்டரி வெப்பத்தை உருவாக்கக் காரணமான முக்கிய காரணிகளும் வேறுபடுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, பேட்டரி வழக்கமாக சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, ​​Qr ஆதிக்கம் செலுத்தும் காரணியாகும்; மேலும் பேட்டரி சார்ஜிங்கின் பிந்தைய கட்டத்தில், எலக்ட்ரோலைட்டின் சிதைவு காரணமாக, பக்க எதிர்வினைகள் ஏற்படத் தொடங்குகின்றன (பக்க எதிர்வினை வெப்பம் Qs), பேட்டரி கிட்டத்தட்ட முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டு அதிகமாக சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, ​​முக்கியமாக எலக்ட்ரோலைட் சிதைவு ஏற்படுகிறது, அங்கு Qs ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது. ஜூல் வெப்ப Qj மின்னோட்டம் மற்றும் எதிர்ப்பைப் பொறுத்தது. பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் சார்ஜிங் முறை நிலையான மின்னோட்டத்தின் கீழ் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, மேலும் இந்த நேரத்தில் Qj ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பாகும். இருப்பினும், தொடக்க மற்றும் முடுக்கத்தின் போது, ​​மின்னோட்டம் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது. HEV க்கு, இது நூற்றுக்கணக்கான ஆம்பியர்களுக்கு பல்லாயிரக்கணக்கான ஆம்பியர்களின் மின்னோட்டத்திற்குச் சமம். இந்த நேரத்தில், ஜூல் வெப்ப Qj மிகப் பெரியது மற்றும் பேட்டரி வெப்ப வெளியீட்டின் முக்கிய ஆதாரமாகிறது.

வெப்ப மேலாண்மை கட்டுப்பாட்டுக் கண்ணோட்டத்தில், வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புகளை இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: செயலில் மற்றும் செயலற்ற. வெப்ப பரிமாற்ற ஊடகத்தின் கண்ணோட்டத்தில், வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புகளை பின்வருமாறு பிரிக்கலாம்: காற்று-குளிரூட்டப்பட்ட, திரவ-குளிரூட்டப்பட்ட மற்றும் கட்ட-மாற்ற வெப்ப சேமிப்பு.

வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகமாக காற்றைக் கொண்டு வெப்ப மேலாண்மை

வெப்ப பரிமாற்ற ஊடகம் வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் செயல்திறன் மற்றும் செலவில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. வெப்ப பரிமாற்ற ஊடகமாக காற்றைப் பயன்படுத்துவது, வெப்பச் சிதறலின் நோக்கத்தை அடைய பேட்டரி தொகுதி வழியாக காற்றைப் பாய்ச்சுவதற்கு நேரடியாக காற்றை அறிமுகப்படுத்துவதாகும். பொதுவாக, மின்விசிறிகள், நுழைவாயில் மற்றும் வெளியேறும் காற்றோட்டம் மற்றும் பிற கூறுகள் தேவைப்படுகின்றன.
காற்று உட்கொள்ளலின் பல்வேறு ஆதாரங்களின்படி, பொதுவாக பின்வரும் வடிவங்கள் உள்ளன:
1 வெளிப்புற காற்றோட்டத்துடன் கூடிய செயலற்ற குளிர்ச்சி
2. பயணிகள் பெட்டி காற்று காற்றோட்டத்திற்கான செயலற்ற குளிர்ச்சி/வெப்பமாக்கல்
3. வெளிப்புற அல்லது பயணிகள் பெட்டிக் காற்றின் சுறுசுறுப்பான குளிர்ச்சி/வெப்பமாக்கல்
செயலற்ற அமைப்பு அமைப்பு ஒப்பீட்டளவில் எளிமையானது மற்றும் இருக்கும் சூழலை நேரடியாகப் பயன்படுத்துகிறது. உதாரணமாக, குளிர்காலத்தில் பேட்டரியை சூடாக்க வேண்டும் என்றால், பயணிகள் பெட்டியில் உள்ள சூடான சூழலை காற்றை உள்ளிழுக்க பயன்படுத்தலாம். வாகனம் ஓட்டும்போது பேட்டரியின் வெப்பநிலை அதிகமாக இருந்தால் மற்றும் பயணிகள் பெட்டியில் காற்றின் குளிரூட்டும் விளைவு நன்றாக இல்லை என்றால், வெளியில் இருந்து வரும் குளிர்ந்த காற்றை உள்ளிழுத்து குளிர்விக்கலாம்.

செயலில் உள்ள அமைப்புக்கு, வெப்பமூட்டும் அல்லது குளிரூட்டும் செயல்பாடுகளை வழங்க ஒரு தனி அமைப்பு நிறுவப்பட வேண்டும் மற்றும் பேட்டரி நிலைக்கு ஏற்ப சுயாதீனமாக கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும், இது வாகனத்தின் ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் செலவையும் அதிகரிக்கிறது. வெவ்வேறு அமைப்புகளின் தேர்வு முக்கியமாக பேட்டரியின் பயன்பாட்டுத் தேவைகளைப் பொறுத்தது.

திரவத்தை வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகமாகக் கொண்டு வெப்ப மேலாண்மை

திரவத்தை ஊடகமாகக் கொண்ட வெப்பப் பரிமாற்றத்திற்கு, வெப்பச்சலனம் மற்றும் வெப்பக் கடத்தல் வடிவத்தில் மறைமுக வெப்பமாக்கல் மற்றும் குளிரூட்டலை நடத்த, தொகுதிக்கும் திரவ ஊடகத்திற்கும் இடையே ஒரு வெப்பப் பரிமாற்றத் தொடர்பை ஏற்படுத்துவது அவசியம், எடுத்துக்காட்டாக நீர் ஜாக்கெட். வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகம் நீர், எத்திலீன் கிளைக்கால் அல்லது குளிர்பதனப் பொருளாக இருக்கலாம். மின்கடத்தா திரவத்தில் துருவத் துண்டை மூழ்கடிப்பதன் மூலம் நேரடி வெப்பப் பரிமாற்றமும் உள்ளது, ஆனால் குறுகிய சுற்று ஏற்படுவதைத் தவிர்க்க காப்பு நடவடிக்கைகள் எடுக்கப்பட வேண்டும்.

செயலற்ற திரவ குளிரூட்டல் பொதுவாக திரவ-சுற்றுப்புற காற்று வெப்பப் பரிமாற்றத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, பின்னர் இரண்டாம் நிலை வெப்பப் பரிமாற்றத்திற்காக பேட்டரியில் கொக்கூன்களை அறிமுகப்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் செயலில் உள்ள குளிரூட்டல் முதன்மை குளிரூட்டலை அடைய இயந்திர குளிரூட்டி-திரவ நடுத்தர வெப்பப் பரிமாற்றிகள் அல்லது மின்சார வெப்பமாக்கல்/வெப்ப எண்ணெய் வெப்பமாக்கலைப் பயன்படுத்துகிறது. பயணிகள் கேபின் காற்று/ஏர் கண்டிஷனிங் குளிர்பதன-திரவ ஊடகத்துடன் வெப்பமாக்கல், முதன்மை குளிரூட்டல்.
காற்று மற்றும் திரவத்தை ஊடகமாகக் கொண்ட வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புக்கு விசிறிகள், நீர் பம்புகள், வெப்பப் பரிமாற்றிகள், ஹீட்டர்கள் (பிடிசி ஏர் ஹீட்டர்), குழாய்கள் மற்றும் பிற பாகங்கள் கட்டமைப்பை மிகவும் பெரியதாகவும் சிக்கலானதாகவும் மாற்றுகின்றன, மேலும் பேட்டரி ஆற்றலையும் பயன்படுத்துகின்றன, வரிசை பேட்டரியின் சக்தி அடர்த்தி மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தி குறைக்கப்படுகிறது.
(பிடிசி கூலன்ட்ஹீட்டர்) நீர்-குளிரூட்டப்பட்ட பேட்டரி குளிரூட்டும் அமைப்பு, குளிரூட்டியை (50% நீர்/50% எத்திலீன் கிளைகோல்) பயன்படுத்தி பேட்டரியிலிருந்து வெப்பத்தை பேட்டரி கூலர் வழியாக ஏர்-கண்டிஷனிங் குளிர்பதன அமைப்புக்கும், பின்னர் கண்டன்சர் வழியாக சுற்றுச்சூழலுக்கும் மாற்றுகிறது. இறக்குமதி செய்யப்பட்ட நீர் வெப்பநிலை பேட்டரி கூலரால் வெப்ப பரிமாற்றத்திற்குப் பிறகு குறைந்த வெப்பநிலையை அடைவது எளிது, மேலும் சிறந்த வேலை வெப்பநிலை வரம்பில் செயல்பட பேட்டரியை சரிசெய்யலாம்; அமைப்பின் கொள்கை படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. குளிரூட்டி அமைப்பின் முக்கிய கூறுகள் பின்வருமாறு: மின்தேக்கி, மின்சார அமுக்கி, ஆவியாக்கி, நிறுத்த வால்வுடன் விரிவாக்க வால்வு, பேட்டரி கூலர் (நிறுத்த வால்வுடன் விரிவாக்க வால்வு) மற்றும் ஏர் கண்டிஷனிங் குழாய்கள் போன்றவை; குளிரூட்டும் நீர் சுற்று உள்ளடக்கியது:மின்சார நீர் பம்ப், பேட்டரி (குளிரூட்டும் தட்டுகள் உட்பட), பேட்டரி குளிரூட்டிகள், தண்ணீர் குழாய்கள், விரிவாக்க தொட்டிகள் மற்றும் பிற பாகங்கள்.