ઇલેક્ટ્રિક વાહન પાવરટ્રેનમાં થર્મલ મેનેજમેન્ટનો ઝાંખી

ઓટોમોટિવ પાવર સિસ્ટમનું થર્મલ મેનેજમેન્ટ પરંપરાગત ઇંધણ વાહન પાવર સિસ્ટમના થર્મલ મેનેજમેન્ટ અને નવી ઉર્જા વાહન પાવર સિસ્ટમના થર્મલ મેનેજમેન્ટમાં વિભાજિત થયેલ છે. હવે પરંપરાગત ઇંધણ વાહન પાવર સિસ્ટમનું થર્મલ મેનેજમેન્ટ ખૂબ જ પરિપક્વ છે. પરંપરાગત ઇંધણ વાહન એન્જિન દ્વારા સંચાલિત થાય છે, તેથી એન્જિન થર્મલ મેનેજમેન્ટ પરંપરાગત ઓટોમોટિવ થર્મલ મેનેજમેન્ટનું કેન્દ્ર છે. એન્જિનના થર્મલ મેનેજમેન્ટમાં મુખ્યત્વે એન્જિનની કૂલિંગ સિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે. હાઇ-લોડ ઓપરેશન હેઠળ એન્જિનને વધુ ગરમ થતું અટકાવવા માટે કાર સિસ્ટમમાં 30% થી વધુ ગરમી એન્જિન કૂલિંગ સર્કિટ દ્વારા છોડવાની જરૂર છે. એન્જિનના શીતકનો ઉપયોગ કેબિનને ગરમ કરવા માટે થાય છે.

પરંપરાગત ઇંધણ વાહનોના પાવર પ્લાન્ટમાં પરંપરાગત ઇંધણ વાહનોના એન્જિન અને ટ્રાન્સમિશન હોય છે, જ્યારે નવા ઉર્જા વાહનો બેટરી, મોટર અને ઇલેક્ટ્રોનિક નિયંત્રણોથી બનેલા હોય છે. બંનેની થર્મલ મેનેજમેન્ટ પદ્ધતિઓમાં મોટા ફેરફારો થયા છે. નવા ઉર્જા વાહનોની પાવર બેટરી સામાન્ય કાર્યકારી તાપમાન શ્રેણી 25~40℃ છે. તેથી, બેટરીના થર્મલ મેનેજમેન્ટ માટે તેને ગરમ રાખવાની અને તેને વિખેરી નાખવાની બંને જરૂર પડે છે. તે જ સમયે, મોટરનું તાપમાન ખૂબ વધારે ન હોવું જોઈએ. જો મોટરનું તાપમાન ખૂબ વધારે હોય, તો તે મોટરના સર્વિસ લાઇફને અસર કરશે. તેથી, મોટરને ઉપયોગ દરમિયાન જરૂરી ગરમીના વિસર્જનના પગલાં લેવાની પણ જરૂર છે. નીચે બેટરીની થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ અને મોટર ઇલેક્ટ્રોનિક નિયંત્રણ અને અન્ય ઘટકોની થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમનો પરિચય છે.

પાવર બેટરી થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ

પાવર બેટરીની થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ મુખ્યત્વે વિવિધ ઠંડક માધ્યમોના આધારે એર કૂલિંગ, લિક્વિડ કૂલિંગ, ફેઝ ચેન્જ મટિરિયલ કૂલિંગ અને હીટ પાઇપ કૂલિંગમાં વિભાજિત થાય છે. વિવિધ ઠંડક પદ્ધતિઓના સિદ્ધાંતો અને સિસ્ટમ માળખાં તદ્દન અલગ છે.

૧) પાવર બેટરી એર કૂલિંગ: બેટરી પેક અને બહારની હવા હવાના પ્રવાહ દ્વારા સંવહન ગરમીનું વિનિમય કરે છે. એર કૂલિંગને સામાન્ય રીતે કુદરતી ઠંડક અને ફરજિયાત ઠંડકમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. કુદરતી ઠંડક એ છે જ્યારે કાર ચાલુ હોય ત્યારે બહારની હવા બેટરી પેકને ઠંડુ કરે છે. ફોર્સ્ડ એર કૂલિંગ એટલે બેટરી પેક સામે ફોર્સ્ડ કૂલિંગ માટે પંખો સ્થાપિત કરવો. એર કૂલિંગના ફાયદા ઓછી કિંમત અને સરળ વ્યાપારી ઉપયોગ છે. ગેરફાયદામાં ઓછી ગરમીનું વિસર્જન કાર્યક્ષમતા, મોટી જગ્યા કબજો ગુણોત્તર અને ગંભીર અવાજની સમસ્યાઓનો સમાવેશ થાય છે.પીટીસી એર હીટર)

૨) પાવર બેટરી લિક્વિડ કૂલિંગ: બેટરી પેકની ગરમી પ્રવાહીના પ્રવાહ દ્વારા છીનવાઈ જાય છે. પ્રવાહીની વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા હવા કરતા મોટી હોવાથી, પ્રવાહી ઠંડકની ઠંડક અસર હવા ઠંડક કરતા વધુ સારી હોય છે, અને ઠંડકની ગતિ પણ હવા ઠંડક કરતા ઝડપી હોય છે, અને બેટરી પેકના ગરમીના વિસર્જન પછી તાપમાનનું વિતરણ પ્રમાણમાં સમાન હોય છે. તેથી, પ્રવાહી ઠંડકનો વ્યાપારી રીતે પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.પીટીસી શીતક હીટર)

૩) ફેઝ ચેન્જ મટિરિયલ્સનું ઠંડક: ફેઝ ચેન્જ મટિરિયલ્સ (ફેઝચેન્જ મટિરિયલ, PCM) માં પેરાફિન, હાઇડ્રેટેડ ક્ષાર, ફેટી એસિડ્સ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે, જે ફેઝ ચેન્જ થાય ત્યારે મોટી માત્રામાં સુષુપ્ત ગરમીને શોષી શકે છે અથવા મુક્ત કરી શકે છે, જ્યારે તેમનું પોતાનું તાપમાન યથાવત રહે છે. તેથી, PCM પાસે વધારાની ઉર્જા વપરાશ વિના મોટી થર્મલ ઉર્જા સંગ્રહ ક્ષમતા છે, અને તેનો ઉપયોગ મોબાઇલ ફોન જેવા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોના બેટરી કૂલિંગમાં વ્યાપકપણે થાય છે. જો કે, ઓટોમોટિવ પાવર બેટરીનો ઉપયોગ હજુ પણ સંશોધન સ્થિતિમાં છે. ફેઝ ચેન્જ મટિરિયલ્સમાં ઓછી થર્મલ વાહકતાની સમસ્યા હોય છે, જેના કારણે બેટરીના સંપર્કમાં PCM ની સપાટી ઓગળી જાય છે, જ્યારે અન્ય ભાગો ઓગળતા નથી, જે સિસ્ટમના હીટ ટ્રાન્સફર પ્રદર્શનને ઘટાડે છે અને મોટા કદના પાવર બેટરી માટે યોગ્ય નથી. જો આ સમસ્યાઓ ઉકેલી શકાય, તો PCM કૂલિંગ નવા ઉર્જા વાહનોના થર્મલ મેનેજમેન્ટ માટે સૌથી સંભવિત વિકાસ ઉકેલ બનશે.

૪) હીટ પાઇપ કૂલિંગ: હીટ પાઇપ એ ફેઝ ચેન્જ હીટ ટ્રાન્સફર પર આધારિત ઉપકરણ છે. હીટ પાઇપ એ એક સીલબંધ કન્ટેનર અથવા સીલબંધ પાઇપ છે જે સંતૃપ્ત કાર્યકારી માધ્યમ/પ્રવાહી (પાણી, ઇથિલિન ગ્લાયકોલ, અથવા એસીટોન, વગેરે) થી ભરેલું છે. હીટ પાઇપનો એક ભાગ બાષ્પીભવન છેડો છે, અને બીજો છેડો કન્ડેન્સેશન છેડો છે. તે ફક્ત બેટરી પેકની ગરમીને શોષી શકતું નથી પણ બેટરી પેકને પણ ગરમ કરી શકે છે. તે હાલમાં સૌથી આદર્શ પાવર બેટરી થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ છે. જો કે, તે હજુ પણ સંશોધન હેઠળ છે.

૫) રેફ્રિજન્ટ ડાયરેક્ટ કૂલિંગ: ડાયરેક્ટ કૂલિંગ એ R134a રેફ્રિજન્ટ અને અન્ય રેફ્રિજન્ટના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને ગરમીનું બાષ્પીભવન અને શોષણ કરવાનો એક માર્ગ છે, અને બેટરી બોક્સને ઝડપથી ઠંડુ કરવા માટે બેટરી બોક્સમાં એર કન્ડીશનીંગ સિસ્ટમના બાષ્પીભવકને સ્થાપિત કરે છે. ડાયરેક્ટ કૂલિંગ સિસ્ટમમાં ઉચ્ચ ઠંડક કાર્યક્ષમતા અને મોટી ઠંડક ક્ષમતા હોય છે.