மின்கல வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகத்தின் வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் பகுப்பாய்வு

புதிய ஆற்றல் வாகனங்களின் முக்கிய தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்று ஆற்றல் மின்கலங்கள் ஆகும். மின்கலங்களின் தரம் ஒருபுறம் மின்சார வாகனங்களின் விலையையும், மறுபுறம் அவற்றின் பயண வரம்பையும் தீர்மானிக்கிறது. இது ஏற்றுக்கொள்ளப்படுவதற்கும் விரைவாகப் பயன்படுத்தப்படுவதற்கும் ஒரு முக்கிய காரணியாகும்.

மின்கலங்களின் பயன்பாட்டுப் பண்புகள், தேவைகள் மற்றும் பயன்பாட்டுத் துறைகளின்படி, உள்நாட்டிலும் வெளிநாட்டிலும் மின்கலங்களின் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு வகைகள் தோராயமாக: ஈய-அமில மின்கலங்கள், நிக்கல்-காட்மியம் மின்கலங்கள், நிக்கல்-உலோக ஹைட்ரைடு மின்கலங்கள், லித்தியம்-அயன் மின்கலங்கள், எரிபொருள் மின்கலங்கள் போன்றவை ஆகும். அவற்றுள், லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களின் மேம்பாடே அதிக கவனத்தைப் பெறுகிறது.

மின்கலத்தின் வெப்ப உருவாக்க நடத்தை

பவர் பேட்டரி தொகுதியின் வெப்ப மூலம், வெப்ப உருவாக்க விகிதம், பேட்டரி வெப்பக் கொள்ளளவு மற்றும் பிற தொடர்புடைய அளவுருக்கள் பேட்டரியின் தன்மையுடன் நெருங்கிய தொடர்புடையவை. பேட்டரியால் வெளியிடப்படும் வெப்பம், பேட்டரியின் வேதியியல், இயந்திரவியல் மற்றும் மின் பண்புகள், குறிப்பாக மின்வேதியியல் வினையின் தன்மையைப் பொறுத்தது. பேட்டரி வினையில் உருவாகும் வெப்ப ஆற்றலை பேட்டரி வினை வெப்பம் Qr எனக் குறிப்பிடலாம்; மின்வேதியியல் முனைவாக்கம், பேட்டரியின் உண்மையான மின்னழுத்தத்தை அதன் சமநிலை மின்னியக்க விசையிலிருந்து விலகச் செய்கிறது, மேலும் பேட்டரி முனைவாக்கத்தால் ஏற்படும் ஆற்றல் இழப்பு Qp எனக் குறிப்பிடப்படுகிறது. வினைச் சமன்பாட்டின்படி பேட்டரி வினை நடைபெறுவதோடு, சில பக்க வினைகளும் நிகழ்கின்றன. பொதுவான பக்க வினைகளில் மின்பகுளி சிதைவு மற்றும் பேட்டரி சுய-வெளியேற்றம் ஆகியவை அடங்கும். இந்தச் செயல்பாட்டில் உருவாகும் பக்க வினை வெப்பம் Qs ஆகும். மேலும், எந்தவொரு பேட்டரியிலும் தவிர்க்க முடியாமல் மின்தடை இருப்பதால், மின்னோட்டம் பாயும்போது ஜூல் வெப்பம் Qj உருவாகும். எனவே, ஒரு பேட்டரியின் மொத்த வெப்பம் என்பது பின்வரும் அம்சங்களின் வெப்பங்களின் கூட்டுத்தொகையாகும்: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.

குறிப்பிட்ட மின்னேற்ற (மின்னிறக்க) செயல்முறையைப் பொறுத்து, மின்கலம் வெப்பத்தை உருவாக்கக் காரணமான முக்கிய காரணிகளும் வேறுபடுகின்றன. உதாரணமாக, மின்கலம் சாதாரணமாக மின்னேற்றப்படும்போது, ​​Qr என்பது ஆதிக்கம் செலுத்தும் காரணியாகும்; மேலும் மின்கல மின்னேற்றத்தின் பிந்தைய கட்டத்தில், மின்பகுளி சிதைவடைவதால், பக்க வினைகள் நிகழத் தொடங்குகின்றன (பக்க வினை வெப்பம் Qs ஆகும்). மின்கலம் ஏறக்குறைய முழுமையாக மின்னேற்றப்படும்போதும் மற்றும் மிகையாக மின்னேற்றப்படும்போதும், முக்கியமாக நிகழ்வது மின்பகுளி சிதைவடைவதே ஆகும், அப்போது Qs ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது. ஜூல் வெப்பம் Qj என்பது மின்னோட்டம் மற்றும் மின்தடையைச் சார்ந்துள்ளது. பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் மின்னேற்ற முறையானது நிலையான மின்னோட்டத்தின் கீழ் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, மேலும் இந்த நேரத்தில் Qj ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பாகும். இருப்பினும், வாகனத்தைத் தொடங்கும்போதும் மற்றும் முடுக்கும்போதும், மின்னோட்டம் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக இருக்கும். HEV-க்கு, இது பத்து ஆம்பியர் முதல் நூறு ஆம்பியர் வரையிலான மின்னோட்டத்திற்குச் சமமாகும். இந்த நேரத்தில், ஜூல் வெப்பம் Qj மிகவும் அதிகமாகி, மின்கலம் வெப்ப வெளியீட்டிற்கு முக்கிய ஆதாரமாகிறது.

வெப்ப மேலாண்மைக் கட்டுப்பாட்டுத் திறனின் கண்ணோட்டத்தில், வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புகளைச் செயல்முறை மற்றும் செயலற்ற என இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம். வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகத்தின் கண்ணோட்டத்தில், வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புகளைக் காற்று குளிரூட்டப்பட்ட, திரவ குளிரூட்டப்பட்ட மற்றும் நிலைமாற்ற வெப்பச் சேமிப்பு எனப் பிரிக்கலாம்.

வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகமாகக் காற்றைக் கொண்டு வெப்ப மேலாண்மை

வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகமானது, வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் செயல்திறன் மற்றும் செலவில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. வெப்பச் சிதறல் என்ற நோக்கத்தை அடைவதற்காக, காற்றை நேரடியாக மின்கலத் தொகுதி வழியாகப் பாயும் வகையில் வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பொதுவாக, விசிறிகள், உள்ளீட்டு மற்றும் வெளியீட்டுக் காற்றோட்டம் மற்றும் பிற கூறுகள் தேவைப்படுகின்றன.
பல்வேறு வகையான காற்று உள்ளிழுக்கும் மூலங்களைப் பொறுத்து, பொதுவாக பின்வரும் வடிவங்கள் உள்ளன:
1 வெளிப்புறக் காற்றுச் சுழற்சி மூலம் செயலற்ற குளிர்வித்தல்
2. பயணிகள் அறை காற்றோட்டத்திற்கான செயலற்ற குளிர்வித்தல்/வெப்பமூட்டல்
3. வெளிப்புற அல்லது பயணிகள் அறைக் காற்றை தீவிரமாக குளிர்வித்தல்/வெப்பமூட்டுதல்
இந்த செயலற்ற அமைப்பு முறை ஒப்பீட்டளவில் எளிமையானது மற்றும் தற்போதுள்ள சூழலை நேரடியாகப் பயன்படுத்துகிறது. உதாரணமாக, குளிர்காலத்தில் பேட்டரியை சூடாக்க வேண்டியிருந்தால், பயணிகள் அறையில் உள்ள சூடான சூழலைக் காற்றை உள்ளிழுக்கப் பயன்படுத்திக்கொள்ளலாம். வாகனம் ஓட்டும்போது பேட்டரியின் வெப்பநிலை மிகவும் அதிகமாக இருந்து, பயணிகள் அறையில் உள்ள காற்றின் குளிர்விக்கும் திறன் சிறப்பாக இல்லாத பட்சத்தில், குளிர்ச்சியடைய வெளியிலிருந்து வரும் குளிர்ந்த காற்றை உள்ளிழுக்கலாம்.

செயல்திறன் மிக்க அமைப்புக்கு, பேட்டரியின் நிலைக்கு ஏற்ப வெப்பமூட்டும் அல்லது குளிர்விக்கும் செயல்பாடுகளை வழங்கவும், சுயாதீனமாக கட்டுப்படுத்தவும் ஒரு தனி அமைப்பு நிறுவப்பட வேண்டும். இது வாகனத்தின் ஆற்றல் நுகர்வையும் செலவையும் அதிகரிக்கிறது. வெவ்வேறு அமைப்புகளின் தேர்வு முக்கியமாக பேட்டரியின் பயன்பாட்டுத் தேவைகளைப் பொறுத்தது.

வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகமாக திரவத்தைப் பயன்படுத்தி வெப்ப மேலாண்மை

திரவத்தை ஊடகமாகப் பயன்படுத்தி வெப்பப் பரிமாற்றம் செய்ய, வெப்பச்சலனம் மற்றும் வெப்பக் கடத்தல் வடிவில் மறைமுகமான வெப்பமூட்டல் மற்றும் குளிரூட்டலை நடத்துவதற்காக, தொகுதிக்கும் நீர் உறை போன்ற திரவ ஊடகத்திற்கும் இடையில் ஒரு வெப்பப் பரிமாற்றத் தொடர்பை ஏற்படுத்துவது அவசியம். வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகமாக நீர், எத்திலீன் கிளைக்கால் அல்லது குளிரூட்டி கூட இருக்கலாம். மின்காப்புப் பொருளின் திரவத்தில் துருவத் துண்டை மூழ்கடிப்பதன் மூலம் நேரடி வெப்பப் பரிமாற்றமும் உள்ளது, ஆனால் குறுக்குச் சுற்று ஏற்படுவதைத் தவிர்க்க மின்காப்பு நடவடிக்கைகள் எடுக்கப்பட வேண்டும்.

செயலற்ற திரவக் குளிரூட்டல் பொதுவாக திரவ-சுற்றுப்புறக் காற்று வெப்பப் பரிமாற்றத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, பின்னர் இரண்டாம் நிலை வெப்பப் பரிமாற்றத்திற்காக மின்கலத்தினுள் வெப்பக் கூடுகளை அறிமுகப்படுத்துகிறது. அதேசமயம், செயலூக்கக் குளிரூட்டல் முதன்மை குளிரூட்டலை அடைவதற்காக இயந்திரக் குளிரூட்டி-திரவ ஊடக வெப்பப் பரிமாற்றிகளையோ அல்லது மின்சார வெப்பமூட்டல்/வெப்ப எண்ணெய் வெப்பமூட்டலையோ பயன்படுத்துகிறது. வெப்பமூட்டல், பயணிகள் அறை காற்று/குளிரூட்டல் குளிர்பதனத் திரவ ஊடகத்தைக் கொண்டு முதன்மை குளிரூட்டல்.
காற்று மற்றும் திரவத்தை ஊடகமாகக் கொண்ட வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புக்கு விசிறிகள், நீர் இறைப்பிகள், வெப்பப் பரிமாற்றிகள், வெப்பமூட்டிகள் போன்றவை தேவைப்படுகின்றன.PTC ஏர் ஹீட்டர்குழாய்கள் மற்றும் பிற துணைக்கருவிகள் கட்டமைப்பை மிகவும் பெரியதாகவும் சிக்கலானதாகவும் ஆக்குவதோடு, மின்கல ஆற்றலையும் பயன்படுத்துவதால், மின்கலத்தின் வரிசைத் திறன் அடர்த்தி மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தி குறைகிறது.
(PTC குளிரூட்டிஹீட்டர்நீர்-குளிரூட்டப்பட்ட பேட்டரி குளிரூட்டும் அமைப்பானது, பேட்டரியிலிருந்து வெப்பத்தை பேட்டரி கூலர் வழியாக ஏர் கண்டிஷனிங் குளிர்பதன அமைப்புக்கு மாற்றவும், பின்னர் மின்தேக்கி வழியாக சுற்றுச்சூழலுக்கு அனுப்பவும் குளிரூட்டியை (50% நீர்/50% எத்திலீன் கிளைக்கால்) பயன்படுத்துகிறது. பேட்டரி கூலர் மூலம் வெப்பப் பரிமாற்றத்திற்குப் பிறகு, உள்ளிழுக்கப்பட்ட நீரின் வெப்பநிலை எளிதில் குறைந்த வெப்பநிலையை அடைகிறது, மேலும் பேட்டரியை சிறந்த இயக்க வெப்பநிலை வரம்பில் செயல்படுமாறு சரிசெய்ய முடியும்; இந்த அமைப்பின் கொள்கை படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. குளிர்பதன அமைப்பின் முக்கிய கூறுகள் பின்வருமாறு: மின்தேக்கி, மின்சார அமுக்கி, ஆவியாக்கி, நிறுத்து வால்வுடன் கூடிய விரிவாக்க வால்வு, பேட்டரி கூலர் (நிறுத்து வால்வுடன் கூடிய விரிவாக்க வால்வு) மற்றும் ஏர் கண்டிஷனிங் குழாய்கள் போன்றவை; குளிரூட்டும் நீர் சுற்றமைப்பு பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கியது:மின்சார நீர் பம்ப்பேட்டரி (குளிரூட்டும் தகடுகள் உட்பட), பேட்டரி குளிரூட்டிகள், நீர்க் குழாய்கள், விரிவாக்கத் தொட்டிகள் மற்றும் பிற துணைக்கருவிகள்.