புதிய ஆற்றல் வாகனங்களுக்கான லித்தியம் பேட்டரியின் வெப்ப மேலாண்மை தொழில்நுட்பம் குறித்த ஆராய்ச்சி

1. புதிய ஆற்றல் வாகனங்களுக்கான லித்தியம் பேட்டரிகளின் பண்புகள்

லித்தியம் பேட்டரிகள் முக்கியமாக குறைந்த சுய-வெளியேற்ற விகிதம், அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி, அதிக சுழற்சி நேரங்கள் மற்றும் பயன்பாட்டின் போது அதிக இயக்கத் திறன் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. புதிய ஆற்றலுக்கான முக்கிய சக்தி சாதனமாக லித்தியம் பேட்டரிகளைப் பயன்படுத்துவது ஒரு நல்ல சக்தி மூலத்தைப் பெறுவதற்குச் சமமாகும். எனவே, புதிய ஆற்றல் வாகனங்களின் முக்கிய கூறுகளின் அமைப்பில், லித்தியம் பேட்டரி செல் தொடர்பான லித்தியம் பேட்டரி பேக் அதன் மிக முக்கியமான மையக் கூறாகவும், சக்தியை வழங்கும் மையப் பகுதியாகவும் மாறியுள்ளது. லித்தியம் பேட்டரிகளின் செயல்பாட்டின் போது, ​​சுற்றியுள்ள சூழலுக்கு சில தேவைகள் உள்ளன. சோதனை முடிவுகளின்படி, உகந்த செயல்பாட்டு வெப்பநிலை 20°C முதல் 40°C வரை பராமரிக்கப்படுகிறது. பேட்டரியைச் சுற்றியுள்ள வெப்பநிலை குறிப்பிட்ட வரம்பை மீறும் போது, ​​லித்தியம் பேட்டரியின் செயல்திறன் பெரிதும் குறைந்து, அதன் ஆயுட்காலமும் வெகுவாகக் குறையும். லித்தியம் பேட்டரியைச் சுற்றியுள்ள வெப்பநிலை மிகவும் குறைவாக இருப்பதால், இறுதி வெளியேற்றத் திறன் மற்றும் வெளியேற்ற மின்னழுத்தம் ஆகியவை முன்னரே நிர்ணயிக்கப்பட்ட தரத்திலிருந்து விலகி, ஒரு கூர்மையான வீழ்ச்சி ஏற்படும்.

சுற்றுப்புற வெப்பநிலை மிக அதிகமாக இருந்தால், லித்தியம் பேட்டரியின் வெப்பத் தப்பித்தல் நிகழ்தகவு பெருமளவில் அதிகரிக்கும், மேலும் உள் வெப்பம் ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் குவிந்து, கடுமையான வெப்பக் குவிப்புப் பிரச்சனைகளை ஏற்படுத்தும். இந்த வெப்பத்தின் ஒரு பகுதியைச் சீராக வெளியேற்ற முடியாவிட்டால், லித்தியம் பேட்டரியின் நீண்ட நேரச் செயல்பாட்டுடன் சேர்ந்து, பேட்டரி வெடிக்கும் அபாயம் உள்ளது. இந்த பாதுகாப்பு அபாயம் தனிப்பட்ட பாதுகாப்பிற்கு ஒரு பெரும் அச்சுறுத்தலாக அமைகிறது, எனவே லித்தியம் பேட்டரிகள் இயங்கும்போது ஒட்டுமொத்த உபகரணத்தின் பாதுகாப்பு செயல்திறனை மேம்படுத்த மின்காந்தக் குளிரூட்டும் சாதனங்களைச் சார்ந்திருக்க வேண்டும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் லித்தியம் பேட்டரிகளின் வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்தும்போது, ​​வெப்பத்தை வெளியேற்றுவதற்கும் லித்தியம் பேட்டரிகளின் உகந்த செயல்பாட்டு வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் வெளிப்புறச் சாதனங்களை பகுத்தறிவுடன் பயன்படுத்த வேண்டும் என்பது இதிலிருந்து தெளிவாகிறது. வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு அதற்கான தரநிலைகளை அடைந்த பிறகு, புதிய ஆற்றல் வாகனங்களின் பாதுகாப்பான ஓட்டுதல் இலக்குக்கு அச்சுறுத்தல் ஏற்படாது.

2. புதிய ஆற்றல் வாகன சக்தி லித்தியம் பேட்டரியின் வெப்ப உருவாக்கும் பொறிமுறை

இந்த பேட்டரிகளை ஆற்றல் சாதனங்களாகப் பயன்படுத்த முடிந்தாலும், உண்மையான பயன்பாட்டின் போது, ​​அவற்றுக்கிடையேயான வேறுபாடுகள் மிகவும் தெளிவாகத் தெரிகின்றன. சில பேட்டரிகளில் அதிக குறைபாடுகள் உள்ளன, எனவே புதிய ஆற்றல் வாகன உற்பத்தியாளர்கள் கவனமாகத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும். உதாரணமாக, ஈய-அமில பேட்டரி நடுத்தரப் பயன்பாட்டிற்குப் போதுமான ஆற்றலை வழங்கினாலும், அது செயல்படும்போது சுற்றியுள்ள சூழலுக்குப் பெரும் சேதத்தை ஏற்படுத்தும், மேலும் இந்தச் சேதம் பிற்காலத்தில் சரிசெய்ய முடியாததாகிவிடும். எனவே, சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பைக் கருத்தில் கொண்டு, ஈய-அமில பேட்டரிகள் தடைசெய்யப்பட்ட பட்டியலில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன. வளர்ச்சிக் காலத்தில், நிக்கல்-உலோக ஹைட்ரைடு பேட்டரிகள் நல்ல வாய்ப்புகளைப் பெற்றுள்ளன, வளர்ச்சித் தொழில்நுட்பம் படிப்படியாக முதிர்ச்சியடைந்துள்ளது, மேலும் பயன்பாட்டின் வரம்பும் விரிவடைந்துள்ளது. இருப்பினும், லித்தியம் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அதன் குறைபாடுகள் சற்றே தெளிவாகத் தெரிகின்றன. உதாரணமாக, சாதாரண பேட்டரி உற்பத்தியாளர்களுக்கு நிக்கல்-உலோக ஹைட்ரைடு பேட்டரிகளின் உற்பத்திச் செலவைக் கட்டுப்படுத்துவது கடினம். இதன் விளைவாக, சந்தையில் நிக்கல்-ஹைட்ரஜன் பேட்டரிகளின் விலை அதிகமாகவே இருந்து வருகிறது. செலவு-செயல்திறனை நாடும் சில புதிய ஆற்றல் வாகன பிராண்டுகள், அவற்றை வாகன உதிரிபாகங்களாகப் பயன்படுத்துவதைக் கருத்தில் கொள்வது அரிது. மிக முக்கியமாக, நிக்கல்-உலோக ஹைட்ரைடு பேட்டரிகள், லித்தியம் பேட்டரிகளை விட சுற்றுப்புற வெப்பநிலைக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை, மேலும் அதிக வெப்பநிலையால் எளிதில் தீப்பற்ற வாய்ப்புள்ளது. பல ஒப்பீடுகளுக்குப் பிறகு, லித்தியம் பேட்டரிகள் தனித்து நிற்கின்றன, மேலும் அவை இப்போது புதிய ஆற்றல் வாகனங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

புதிய ஆற்றல் வாகனங்களுக்கு லித்தியம் பேட்டரிகளால் சக்தியை வழங்க முடிவதற்குக் காரணம், அவற்றின் நேர்மின் மற்றும் எதிர்மின் முனைகளில் செயல்படும் பொருட்கள் இருப்பதுதான். பொருட்களைத் தொடர்ச்சியாகப் பதித்தல் மற்றும் பிரித்தெடுத்தல் செயல்பாட்டின் போது, ​​அதிக அளவு மின் ஆற்றல் பெறப்படுகிறது. பின்னர், ஆற்றல் மாற்றக் கொள்கையின்படி, மின் ஆற்றலையும் இயக்க ஆற்றலையும் பரிமாற்றம் செய்து, அதன் மூலம் புதிய ஆற்றல் வாகனங்களுக்கு வலுவான சக்தியை வழங்கி, அவை தொடர்ந்து பயணிக்கும் நோக்கத்தை அடைய முடிகிறது. அதே நேரத்தில், லித்தியம் பேட்டரி செல் ஒரு வேதிவினைக்கு உட்படும்போது, ​​அது வெப்பத்தை உறிஞ்சி வெளியிடும் செயல்பாட்டைக் கொண்டு ஆற்றல் மாற்றத்தை நிறைவு செய்கிறது. மேலும், லித்தியம் அணு நிலையானதல்ல; அது மின்பகுளிக்கும் சவ்வுக்கும் இடையில் தொடர்ந்து நகரக்கூடியது, மேலும் அதில் முனைவாக்க அக மின்தடையும் உள்ளது.

இப்போது, ​​வெப்பமும் முறையாக வெளியிடப்படும். இருப்பினும், புதிய ஆற்றல் வாகனங்களின் லித்தியம் பேட்டரியைச் சுற்றியுள்ள வெப்பநிலை மிகவும் அதிகமாக இருப்பதால், அது நேர்மின் மற்றும் எதிர்மின் பிரிப்பான்கள் சிதைவடைவதற்கு எளிதில் வழிவகுக்கும். மேலும், புதிய ஆற்றல் லித்தியம் பேட்டரியின் அமைப்பு பல பேட்டரி பேக்குகளால் ஆனது. அனைத்து பேட்டரி பேக்குகளாலும் உருவாக்கப்படும் வெப்பம், ஒரு பேட்டரியால் உருவாக்கப்படும் வெப்பத்தை விட மிக அதிகமாக உள்ளது. வெப்பநிலை ஒரு முன்நிர்ணயிக்கப்பட்ட மதிப்பைத் தாண்டும்போது, ​​பேட்டரி வெடிப்பதற்கு அதிக வாய்ப்புள்ளது.

3. பேட்டரி வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் முக்கிய தொழில்நுட்பங்கள்

புதிய ஆற்றல் வாகனங்களின் பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்புக்கு, உள்நாட்டிலும் வெளிநாட்டிலும் அதிக கவனம் செலுத்தப்பட்டு, தொடர்ச்சியான ஆராய்ச்சிகள் தொடங்கப்பட்டு, ஏராளமான முடிவுகள் பெறப்பட்டுள்ளன. இந்தக் கட்டுரை, புதிய ஆற்றல் வாகன பேட்டரி வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் மீதமுள்ள பேட்டரி சக்தியின் துல்லியமான மதிப்பீடு, பேட்டரி சமநிலை மேலாண்மை மற்றும் அதில் பயன்படுத்தப்படும் முக்கிய தொழில்நுட்பங்கள் ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்தும்.வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பு.

3.1 பேட்டரி வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் எஞ்சிய ஆற்றல் மதிப்பீட்டு முறை
ஆராய்ச்சியாளர்கள் SOC மதிப்பீட்டில் மிகுந்த ஆற்றலையும் கடின உழைப்பையும் முதலீடு செய்துள்ளனர். முக்கியமாக, ஆம்பியர்-மணி ஒருங்கிணைப்பு முறை, நேரியல் மாதிரி முறை, நரம்பியல் வலையமைப்பு முறை மற்றும் கல்மான் வடிகட்டி முறை போன்ற அறிவியல் தரவு வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்தி ஏராளமான உருவகப்படுத்துதல் சோதனைகளைச் செய்துள்ளனர். இருப்பினும், இந்த முறையைப் பயன்படுத்தும்போது கணக்கீட்டுப் பிழைகள் அடிக்கடி ஏற்படுகின்றன. பிழையை உரிய நேரத்தில் சரிசெய்யாவிட்டால், கணக்கீட்டு முடிவுகளுக்கு இடையிலான இடைவெளி பெரிதாகிக்கொண்டே போகும். இந்தக் குறைபாட்டை ஈடுசெய்வதற்காக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பொதுவாக அன்ஷி மதிப்பீட்டு முறையை மற்ற முறைகளுடன் இணைத்து ஒன்றையொன்று சரிபார்த்து, அதன் மூலம் மிகவும் துல்லியமான முடிவுகளைப் பெறுகிறார்கள். துல்லியமான தரவுகளுடன், ஆராய்ச்சியாளர்களால் மின்கலத்தின் வெளியேற்ற மின்னோட்டத்தைத் துல்லியமாக மதிப்பிட முடியும்.

3.2 பேட்டரி வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் சீரான மேலாண்மை
பேட்டரி வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் சமநிலை மேலாண்மை, ஆற்றல் பேட்டரியின் ஒவ்வொரு பகுதியின் மின்னழுத்தம் மற்றும் சக்தியை ஒருங்கிணைக்க முக்கியமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வெவ்வேறு பகுதிகளில் வெவ்வேறு பேட்டரிகள் பயன்படுத்தப்பட்ட பிறகு, சக்தியும் மின்னழுத்தமும் வேறுபடும். இந்த நேரத்தில், இவ்விரண்டிற்கும் இடையிலான வேறுபாட்டை நீக்க சமநிலை மேலாண்மை பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். தற்போது மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் சமநிலை மேலாண்மை நுட்பம் இதுவே ஆகும்.

இது முக்கியமாக செயலற்ற சமப்படுத்தல் மற்றும் செயல்மிகு சமப்படுத்தல் என இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. பயன்பாட்டு நோக்கில், இந்த இரண்டு வகையான சமப்படுத்தல் முறைகளும் பயன்படுத்தும் செயலாக்கக் கொள்கைகள் முற்றிலும் வேறுபட்டவை.

(1) செயலற்ற சமநிலை. செயலற்ற சமநிலைப்படுத்தல் கொள்கையானது, பேட்டரி சக்திக்கும் மின்னழுத்தத்திற்கும் இடையிலான விகிதாசார உறவைப் பயன்படுத்துகிறது. இது ஒற்றை பேட்டரி சரத்தின் மின்னழுத்தத் தரவை அடிப்படையாகக் கொண்டது, மேலும் இவ்விரண்டின் மாற்றமும் பொதுவாக மின்தடை வெளியேற்றம் மூலம் அடையப்படுகிறது: அதிக சக்தி கொண்ட பேட்டரியின் ஆற்றல் மின்தடை வெப்பமாக்கல் மூலம் வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது, பின்னர் ஆற்றல் இழப்பின் நோக்கத்தை அடைய காற்றின் வழியாகச் சிதறடிக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், இந்த சமநிலைப்படுத்தும் முறை பேட்டரி பயன்பாட்டின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதில்லை. கூடுதலாக, வெப்பச் சிதறல் சீரற்றதாக இருந்தால், அதிக வெப்பமடைதல் பிரச்சனை காரணமாக பேட்டரியால் பேட்டரி வெப்ப மேலாண்மைப் பணியை முடிக்க முடியாது.

(2) செயல்திறன் சமநிலை. செயல்திறன் சமநிலை என்பது செயலற்ற சமநிலையின் ஒரு மேம்படுத்தப்பட்ட தயாரிப்பாகும், இது செயலற்ற சமநிலையின் குறைபாடுகளை ஈடுசெய்கிறது. செயல்படுத்தும் கொள்கையின் பார்வையில், செயல்திறன் சமநிலையின் கொள்கையானது செயலற்ற சமநிலையின் கொள்கையைப் பின்பற்றுவதில்லை, ஆனால் முற்றிலும் மாறுபட்ட ஒரு புதிய கருத்தை ஏற்றுக்கொள்கிறது: செயல்திறன் சமநிலையானது மின்கலத்தின் மின் ஆற்றலை வெப்ப ஆற்றலாக மாற்றி அதைச் சிதறடிக்காது, அதனால் அதிக ஆற்றல் மின்கலத்திலிருந்து குறைந்த ஆற்றல் மின்கலத்திற்கு மாற்றப்படுகிறது. மேலும், இந்த வகையான பரிமாற்றம் ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதியை மீறுவதில்லை, மேலும் குறைந்த இழப்பு, அதிக பயன்பாட்டுத் திறன் மற்றும் விரைவான முடிவுகள் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், சமநிலை மேலாண்மையின் அமைப்பு ஒப்பீட்டளவில் சிக்கலானது. சமநிலைப்புள்ளி சரியாகக் கட்டுப்படுத்தப்படாவிட்டால், அதன் அதிகப்படியான அளவு காரணமாக ஆற்றல் மின்கலத் தொகுப்பிற்கு சரிசெய்ய முடியாத சேதத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும். சுருக்கமாக, செயல்திறன் சமநிலை மேலாண்மை மற்றும் செயலற்ற சமநிலை மேலாண்மை ஆகிய இரண்டிற்கும் குறைபாடுகளும் நன்மைகளும் உள்ளன. குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் லித்தியம் மின்கலத் தொகுப்புகளின் கொள்ளளவு மற்றும் சரங்களின் எண்ணிக்கைக்கு ஏற்ப தேர்வுகளை மேற்கொள்ளலாம். குறைந்த கொள்ளளவு, குறைந்த எண்ணிக்கையிலான லித்தியம் பேட்டரி பேக்குகள் செயலற்ற சமநிலைப்படுத்தல் மேலாண்மைக்கும், அதிக கொள்ளளவு, அதிக எண்ணிக்கையிலான ஆற்றல் கொண்ட லித்தியம் பேட்டரி பேக்குகள் செயல்மிகு சமநிலைப்படுத்தல் மேலாண்மைக்கும் பொருத்தமானவை.

3.3 பேட்டரி வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பில் பயன்படுத்தப்படும் முக்கிய தொழில்நுட்பங்கள்
(1) பேட்டரியின் உகந்த இயக்க வெப்பநிலை வரம்பைத் தீர்மானிக்கவும். வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பு முக்கியமாக பேட்டரியைச் சுற்றியுள்ள வெப்பநிலையை ஒருங்கிணைக்கப் பயன்படுகிறது, எனவே வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் பயன்பாட்டு விளைவை உறுதி செய்வதற்காக, ஆராய்ச்சியாளர்களால் உருவாக்கப்பட்ட முக்கிய தொழில்நுட்பம் பேட்டரியின் வேலை வெப்பநிலையைத் தீர்மானிக்கப் பயன்படுகிறது. பேட்டரி வெப்பநிலை ஒரு பொருத்தமான வரம்பிற்குள் வைக்கப்படும் வரை, லித்தியம் பேட்டரி எப்போதும் சிறந்த வேலை நிலையில் இருக்க முடியும், புதிய ஆற்றல் வாகனங்களின் செயல்பாட்டிற்கு போதுமான சக்தியை வழங்குகிறது. இந்த வழியில், புதிய ஆற்றல் வாகனங்களின் லித்தியம் பேட்டரி செயல்திறன் எப்போதும் சிறந்த நிலையில் இருக்கும்.

(2) பேட்டரி வெப்ப வரம்பு கணக்கீடு மற்றும் வெப்பநிலை கணிப்பு. இந்த தொழில்நுட்பம் அதிக எண்ணிக்கையிலான கணித மாதிரி கணக்கீடுகளை உள்ளடக்கியது. விஞ்ஞானிகள் பேட்டரிக்குள் இருக்கும் வெப்பநிலை வேறுபாட்டைப் பெற அதற்கேற்ற கணக்கீட்டு முறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர், மேலும் இதை அடிப்படையாகக் கொண்டு பேட்டரியின் சாத்தியமான வெப்ப நடத்தையை கணிக்கின்றனர்.

(3) வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகத்தைத் தேர்ந்தெடுத்தல். வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் சிறந்த செயல்திறன் வெப்பப் பரிமாற்ற ஊடகத்தின் தேர்வைப் பொறுத்தது. தற்போதைய புதிய ஆற்றல் வாகனங்களில் பெரும்பாலானவை குளிரூட்டும் ஊடகமாக காற்று/குளிரூட்டியைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த குளிரூட்டும் முறை செயல்படுத்துவதற்கு எளிமையானது, உற்பத்திச் செலவு குறைவானது, மேலும் பேட்டரி வெப்பத்தை வெளியேற்றும் நோக்கத்தை நன்கு அடைய முடியும்.PTC ஏர் ஹீட்டர்/PTC குளிரூட்டி ஹீட்டர்)

(4) இணையான காற்றோட்டம் மற்றும் வெப்பச் சிதறல் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பை ஏற்றுக்கொள்ளுங்கள். லித்தியம் பேட்டரி பேக்குகளுக்கு இடையேயான காற்றோட்டம் மற்றும் வெப்பச் சிதறல் வடிவமைப்பு, காற்றின் ஓட்டத்தை விரிவுபடுத்தி, பேட்டரி பேக்குகளுக்கு இடையில் சீராக விநியோகிக்க முடியும், இது பேட்டரி தொகுதிகளுக்கு இடையேயான வெப்பநிலை வேறுபாட்டை திறம்பட தீர்க்கிறது.

(5) விசிறி மற்றும் வெப்பநிலை அளவீட்டுப் புள்ளி தேர்வு. இந்தத் தொகுதியில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் கோட்பாட்டுக் கணக்கீடுகளைச் செய்ய ஏராளமான சோதனைகளைப் பயன்படுத்தினர், பின்னர் பாய்ம இயக்கவியல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி விசிறியின் மின் நுகர்வு மதிப்புகளைப் பெற்றனர். அதன்பிறகு, பேட்டரி வெப்பநிலைத் தரவைத் துல்லியமாகப் பெறுவதற்காக, மிகவும் பொருத்தமான வெப்பநிலை அளவீட்டுப் புள்ளியைக் கண்டறிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் வரையறுக்கப்பட்ட கூறுகளைப் பயன்படுத்துவார்கள்.