પાવર બેટરીના ત્રણ મુખ્ય હીટ ટ્રાન્સફર મીડિયાની થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમનું વિશ્લેષણ

નવી ઉર્જા વાહનોની મુખ્ય તકનીકોમાંની એક પાવર બેટરી છે. બેટરીની ગુણવત્તા એક તરફ ઇલેક્ટ્રિક વાહનોની કિંમત નક્કી કરે છે, અને બીજી તરફ ઇલેક્ટ્રિક વાહનોની ડ્રાઇવિંગ રેન્જ. સ્વીકૃતિ અને ઝડપી અપનાવવા માટેનું મુખ્ય પરિબળ.

પાવર બેટરીના ઉપયોગની લાક્ષણિકતાઓ, જરૂરિયાતો અને એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો અનુસાર, દેશ અને વિદેશમાં પાવર બેટરીના સંશોધન અને વિકાસના પ્રકારો આશરે છે: લીડ-એસિડ બેટરી, નિકલ-કેડમિયમ બેટરી, નિકલ-મેટલ હાઇડ્રાઇડ બેટરી, લિથિયમ-આયન બેટરી, ઇંધણ કોષો, વગેરે, જેમાંથી લિથિયમ-આયન બેટરીના વિકાસ પર સૌથી વધુ ધ્યાન આપવામાં આવે છે.

પાવર બેટરી ગરમી ઉત્પન્ન કરવાની વર્તણૂક

પાવર બેટરી મોડ્યુલના ગરમી સ્ત્રોત, ગરમી ઉત્પાદન દર, બેટરી ગરમી ક્ષમતા અને અન્ય સંબંધિત પરિમાણો બેટરીની પ્રકૃતિ સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. બેટરી દ્વારા છોડવામાં આવતી ગરમી બેટરીના રાસાયણિક, યાંત્રિક અને વિદ્યુત સ્વભાવ અને લાક્ષણિકતાઓ પર આધાર રાખે છે, ખાસ કરીને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાની પ્રકૃતિ પર. બેટરી પ્રતિક્રિયામાં ઉત્પન્ન થતી ગરમી ઊર્જા બેટરી પ્રતિક્રિયા ગરમી Qr દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે; ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ધ્રુવીકરણ બેટરીના વાસ્તવિક વોલ્ટેજને તેના સંતુલન ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળથી વિચલિત કરે છે, અને બેટરી ધ્રુવીકરણને કારણે થતી ઊર્જા નુકશાન Qp દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા સમીકરણ અનુસાર આગળ વધતી બેટરી પ્રતિક્રિયા ઉપરાંત, કેટલીક બાજુ પ્રતિક્રિયાઓ પણ છે. લાક્ષણિક બાજુ પ્રતિક્રિયાઓમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વિઘટન અને બેટરી સ્વ-ડિસ્ચાર્જનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થતી બાજુ પ્રતિક્રિયા ગરમી Qs છે. વધુમાં, કારણ કે કોઈપણ બેટરીમાં અનિવાર્યપણે પ્રતિકાર હશે, જ્યારે વર્તમાન પસાર થશે ત્યારે જુલ ગરમી Qj ઉત્પન્ન થશે. તેથી, બેટરીની કુલ ગરમી નીચેના પાસાઓની ગરમીનો સરવાળો છે: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.

ચોક્કસ ચાર્જિંગ (ડિસ્ચાર્જિંગ) પ્રક્રિયાના આધારે, બેટરી ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે તે મુખ્ય પરિબળો પણ અલગ અલગ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે બેટરી સામાન્ય રીતે ચાર્જ થાય છે, ત્યારે Qr મુખ્ય પરિબળ હોય છે; અને બેટરી ચાર્જિંગના પછીના તબક્કામાં, ઇલેક્ટ્રોલાઇટના વિઘટનને કારણે, બાજુ પ્રતિક્રિયાઓ થવાનું શરૂ થાય છે (બાજુ પ્રતિક્રિયા ગરમી Qs છે), જ્યારે બેટરી લગભગ સંપૂર્ણપણે ચાર્જ થાય છે અને વધુ પડતી ચાર્જ થાય છે, ત્યારે મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વિઘટન થાય છે, જ્યાં Qs પ્રભુત્વ ધરાવે છે. જૌલ ગરમી Qj વર્તમાન અને પ્રતિકાર પર આધાર રાખે છે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી ચાર્જિંગ પદ્ધતિ સતત પ્રવાહ હેઠળ હાથ ધરવામાં આવે છે, અને આ સમયે Qj એક ચોક્કસ મૂલ્ય છે. જો કે, સ્ટાર્ટ-અપ અને પ્રવેગ દરમિયાન, પ્રવાહ પ્રમાણમાં ઊંચો હોય છે. HEV માટે, આ દસ એમ્પીયરના પ્રવાહથી સેંકડો એમ્પીયરના પ્રવાહની સમકક્ષ છે. આ સમયે, જૌલ ગરમી Qj ખૂબ મોટી છે અને બેટરી ગરમી છોડવાનો મુખ્ય સ્ત્રોત બની જાય છે.

થર્મલ મેનેજમેન્ટ કંટ્રોલેબિલિટીના દ્રષ્ટિકોણથી, થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સ (એચ.વી.એચ.) ને બે પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: સક્રિય અને નિષ્ક્રિય. ગરમી સ્થાનાંતરણ માધ્યમના દ્રષ્ટિકોણથી, થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સને આમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: એર-કૂલ્ડ (પીટીસી એર હીટર), પ્રવાહી-ઠંડુ (પીટીસી શીતક હીટર), અને ફેઝ-ચેન્જ થર્મલ સ્ટોરેજ.