નવા એનર્જી વાહનો માટે લિથિયમ બેટરીની થર્મલ મેનેજમેન્ટ ટેકનોલોજી પર સંશોધન

1. નવા ઊર્જા વાહનો માટે લિથિયમ બેટરીની લાક્ષણિકતાઓ

લિથિયમ બેટરીઓમાં મુખ્યત્વે નીચા સ્વ-ડિસ્ચાર્જ દર, ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા, ઉચ્ચ ચક્ર સમય અને ઉપયોગ દરમિયાન ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાના ફાયદા છે.નવી ઉર્જા માટે મુખ્ય પાવર ઉપકરણ તરીકે લિથિયમ બેટરીનો ઉપયોગ કરવો એ સારો પાવર સ્ત્રોત મેળવવા સમાન છે.તેથી, નવા ઉર્જા વાહનોના મુખ્ય ઘટકોની રચનામાં, લિથિયમ બેટરી સેલ સંબંધિત લિથિયમ બેટરી પેક તેનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ મુખ્ય ઘટક અને મુખ્ય ભાગ બની ગયો છે જે પાવર પ્રદાન કરે છે.લિથિયમ બેટરીની કાર્ય પ્રક્રિયા દરમિયાન, આસપાસના પર્યાવરણ માટે કેટલીક આવશ્યકતાઓ છે.પ્રાયોગિક પરિણામો અનુસાર, શ્રેષ્ઠ કાર્યકારી તાપમાન 20°C થી 40°C રાખવામાં આવે છે.એકવાર બેટરીની આસપાસનું તાપમાન નિર્દિષ્ટ મર્યાદા કરતાં વધી જાય, લિથિયમ બેટરીનું પ્રદર્શન મોટા પ્રમાણમાં ઘટી જશે, અને સર્વિસ લાઇફ મોટા પ્રમાણમાં ઘટી જશે.લિથિયમ બેટરીની આસપાસનું તાપમાન ખૂબ ઓછું હોવાને કારણે, અંતિમ ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા અને ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ પ્રીસેટ સ્ટાન્ડર્ડથી વિચલિત થશે અને તેમાં તીવ્ર ઘટાડો થશે.

જો આજુબાજુનું તાપમાન ખૂબ ઊંચું હોય, તો લિથિયમ બેટરીના થર્મલ રનઅવેની સંભાવના ખૂબ જ વધી જશે, અને આંતરિક ગરમી ચોક્કસ સ્થાન પર ભેગી થશે, જેના કારણે ગરમીના સંચયની ગંભીર સમસ્યાઓ ઊભી થશે.જો ગરમીનો આ ભાગ લિથિયમ બેટરીના વિસ્તૃત કાર્ય સમય સાથે સરળતાથી નિકાસ કરી શકાતો નથી, તો બેટરી વિસ્ફોટ થવાની સંભાવના છે.આ સુરક્ષા સંકટ વ્યક્તિગત સલામતી માટે મોટો ખતરો છે, તેથી લિથિયમ બેટરીઓએ કામ કરતી વખતે એકંદર સાધનોની સલામતી કામગીરીને સુધારવા માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કૂલિંગ ઉપકરણો પર આધાર રાખવો જોઈએ.તે જોઈ શકાય છે કે જ્યારે સંશોધકો લિથિયમ બેટરીના તાપમાનને નિયંત્રિત કરે છે, ત્યારે તેઓએ ગરમીની નિકાસ કરવા અને લિથિયમ બેટરીના શ્રેષ્ઠ કાર્યકારી તાપમાનને નિયંત્રિત કરવા માટે બાહ્ય ઉપકરણોનો તર્કસંગત ઉપયોગ કરવો જોઈએ.તાપમાન નિયંત્રણ અનુરૂપ ધોરણો સુધી પહોંચ્યા પછી, નવા ઉર્જા વાહનોના સલામત ડ્રાઇવિંગ લક્ષ્યને ભાગ્યે જ ધમકી આપવામાં આવશે.

2. નવી ઊર્જા વાહન પાવર લિથિયમ બેટરીની હીટ જનરેશન મિકેનિઝમ

જો કે આ બેટરીઓનો ઉપયોગ પાવર ડિવાઇસ તરીકે થઈ શકે છે, વાસ્તવિક એપ્લિકેશનની પ્રક્રિયામાં, તેમની વચ્ચેના તફાવતો વધુ સ્પષ્ટ છે.કેટલીક બેટરીઓમાં વધુ ગેરફાયદા હોય છે, તેથી નવા ઊર્જા વાહન ઉત્પાદકોએ કાળજીપૂર્વક પસંદ કરવું જોઈએ.ઉદાહરણ તરીકે, લીડ-એસિડ બેટરી મધ્યમ શાખા માટે પૂરતી શક્તિ પૂરી પાડે છે, પરંતુ તે તેની કામગીરી દરમિયાન આસપાસના પર્યાવરણને ભારે નુકસાન પહોંચાડે છે, અને આ નુકસાન પછીથી ભરપાઈ ન થઈ શકે તેવું હશે.તેથી, ઇકોલોજીકલ સુરક્ષાને બચાવવા માટે, દેશે લીડ-એસિડ બેટરીઓને પ્રતિબંધિત સૂચિમાં શામેલ કરી છે.વિકાસના સમયગાળા દરમિયાન, નિકલ-મેટલ હાઇડ્રાઇડ બેટરીઓએ સારી તકો પ્રાપ્ત કરી છે, વિકાસ તકનીક ધીમે ધીમે પરિપક્વ બની છે, અને એપ્લિકેશનનો અવકાશ પણ વિસ્તર્યો છે.જો કે, લિથિયમ બેટરીની તુલનામાં, તેના ગેરફાયદા થોડા સ્પષ્ટ છે.ઉદાહરણ તરીકે, સામાન્ય બેટરી ઉત્પાદકો માટે નિકલ-મેટલ હાઇડ્રાઇડ બેટરીના ઉત્પાદન ખર્ચને નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ છે.પરિણામે બજારમાં નિકલ-હાઈડ્રોજન બેટરીની કિંમત ઉંચી રહી છે.કેટલીક નવી એનર્જી વ્હિકલ બ્રાન્ડ્સ કે જે ખર્ચ પરફોર્મન્સને અનુસરે છે તેઓ ભાગ્યે જ તેનો ઓટો પાર્ટ્સ તરીકે ઉપયોગ કરવાનું વિચારશે.વધુ મહત્ત્વની વાત એ છે કે, Ni-MH બેટરીઓ લિથિયમ બેટરી કરતાં આસપાસના તાપમાન માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે અને ઊંચા તાપમાનને કારણે તેમાં આગ લાગવાની શક્યતા વધુ હોય છે.બહુવિધ સરખામણીઓ પછી, લિથિયમ બેટરીઓ અલગ છે અને હવે નવા ઊર્જા વાહનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

લિથિયમ બેટરી શા માટે નવા ઉર્જા વાહનો માટે શક્તિ પ્રદાન કરી શકે છે તેનું કારણ ચોક્કસપણે છે કારણ કે તેમના હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ્સ સક્રિય સામગ્રી ધરાવે છે.સામગ્રીના સતત એમ્બેડિંગ અને નિષ્કર્ષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન, મોટી માત્રામાં વિદ્યુત ઉર્જા પ્રાપ્ત થાય છે, અને પછી ઉર્જા રૂપાંતરણના સિદ્ધાંત અનુસાર, વિદ્યુત ઉર્જા અને ગતિ ઊર્જા અદલાબદલીનો હેતુ હાંસલ કરવા માટે, આમ એક મજબૂત શક્તિ પહોંચાડે છે. નવી ઉર્જા વાહનો, કાર સાથે ચાલવાનો હેતુ હાંસલ કરી શકે છે.તે જ સમયે, જ્યારે લિથિયમ બેટરી કોષ રાસાયણિક પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તે ઉર્જાનું રૂપાંતર પૂર્ણ કરવા માટે ગરમીને શોષી લેવા અને ગરમી છોડવાનું કાર્ય ધરાવે છે.વધુમાં, લિથિયમ અણુ સ્થિર નથી, તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ અને ડાયાફ્રેમ વચ્ચે સતત આગળ વધી શકે છે, અને ધ્રુવીકરણ આંતરિક પ્રતિકાર છે.

હવે, ગરમી પણ યોગ્ય રીતે છોડવામાં આવશે.જો કે, નવા ઉર્જા વાહનોની લિથિયમ બેટરીની આસપાસનું તાપમાન ખૂબ ઊંચું છે, જે સરળતાથી હકારાત્મક અને નકારાત્મક વિભાજકોના વિઘટન તરફ દોરી શકે છે.વધુમાં, નવી ઊર્જા લિથિયમ બેટરીની રચના બહુવિધ બેટરી પેકથી બનેલી છે.તમામ બેટરી પેક દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમી સિંગલ બેટરી કરતા ઘણી વધારે છે.જ્યારે તાપમાન પૂર્વનિર્ધારિત મૂલ્ય કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે બેટરી વિસ્ફોટ થવાની સંભાવના છે.

3. બેટરી થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમની મુખ્ય તકનીકો

નવા ઉર્જા વાહનોની બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ માટે, દેશ અને વિદેશમાં બંનેએ ઉચ્ચ સ્તરે ધ્યાન આપ્યું છે, સંશોધનની શ્રેણી શરૂ કરી છે અને ઘણાં પરિણામો પ્રાપ્ત કર્યા છે.આ લેખ નવી એનર્જી વ્હીકલ બેટરી થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમની બાકીની બેટરી પાવરના સચોટ મૂલ્યાંકન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે, બેટરી બેલેન્સ મેનેજમેન્ટ અને મુખ્ય ટેક્નોલોજીમાં લાગુ કરવામાં આવી છે.થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ.

3.1 બેટરી થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ શેષ પાવર આકારણી પદ્ધતિ
સંશોધકોએ મોટા પ્રમાણમાં સિમ્યુલેશન પ્રયોગો કરવા માટે મુખ્યત્વે વૈજ્ઞાનિક ડેટા અલ્ગોરિધમ્સ જેમ કે એમ્પીયર-અવર ઇન્ટિગ્રલ મેથડ, લીનિયર મોડલ મેથડ, ન્યુરલ નેટવર્ક મેથડ અને કાલમેન ફિલ્ટર મેથડનો ઉપયોગ કરીને SOC મૂલ્યાંકનમાં ઘણી ઊર્જા અને ઉદ્યમી પ્રયાસોનું રોકાણ કર્યું છે.જો કે, આ પદ્ધતિના ઉપયોગ દરમિયાન ગણતરીની ભૂલો ઘણીવાર થાય છે.જો ભૂલને સમયસર સુધારવામાં નહીં આવે, તો ગણતરીના પરિણામો વચ્ચેનું અંતર વધુ ને વધુ મોટું થશે.આ ખામીની ભરપાઈ કરવા માટે, સંશોધકો સામાન્ય રીતે અંશી મૂલ્યાંકન પદ્ધતિને એકબીજાને ચકાસવા માટે અન્ય પદ્ધતિઓ સાથે જોડે છે, જેથી સૌથી સચોટ પરિણામો મેળવી શકાય.સચોટ ડેટા સાથે, સંશોધકો બેટરીના ડિસ્ચાર્જ વર્તમાનનો ચોક્કસ અંદાજ લગાવી શકે છે.

3.2 બેટરી થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમનું સંતુલિત સંચાલન
બેટરી થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમના બેલેન્સ મેનેજમેન્ટનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પાવર બેટરીના દરેક ભાગના વોલ્ટેજ અને પાવરને સંકલન કરવા માટે થાય છે.વિવિધ ભાગોમાં વિવિધ બેટરીનો ઉપયોગ કર્યા પછી, પાવર અને વોલ્ટેજ અલગ હશે.આ સમયે, બે વચ્ચેના તફાવતને દૂર કરવા માટે બેલેન્સ મેનેજમેન્ટનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.અસંગતતા.હાલમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી બેલેન્સ મેનેજમેન્ટ ટેકનિક

તે મુખ્યત્વે બે પ્રકારોમાં વહેંચાયેલું છે: નિષ્ક્રિય સમાનતા અને સક્રિય સમાનતા.એપ્લિકેશનના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, આ બે પ્રકારની સમાનીકરણ પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા અમલીકરણ સિદ્ધાંતો તદ્દન અલગ છે.

(1) નિષ્ક્રિય સંતુલન.નિષ્ક્રિય સમાનતાનો સિદ્ધાંત બેટરીની એક સ્ટ્રીંગના વોલ્ટેજ ડેટાના આધારે, બેટરી પાવર અને વોલ્ટેજ વચ્ચેના પ્રમાણસર સંબંધનો ઉપયોગ કરે છે, અને બેનું રૂપાંતરણ સામાન્ય રીતે પ્રતિકાર ડિસ્ચાર્જ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે: ઉચ્ચ-પાવર બેટરીની ઊર્જા ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. પ્રતિકારક ગરમી દ્વારા, પછી ઉર્જા નુકશાનના હેતુને હાંસલ કરવા માટે હવા દ્વારા વિસર્જન કરો.જો કે, આ સમાનીકરણ પદ્ધતિ બેટરીના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરતી નથી.વધુમાં, જો ગરમીનું વિસર્જન અસમાન હોય, તો ઓવરહિટીંગની સમસ્યાને કારણે બેટરી થર્મલ મેનેજમેન્ટનું કાર્ય પૂર્ણ કરવામાં અસમર્થ હશે.

(2) સક્રિય સંતુલન.સક્રિય સંતુલન એ નિષ્ક્રિય સંતુલનનું અપગ્રેડ કરેલ ઉત્પાદન છે, જે નિષ્ક્રિય સંતુલનના ગેરફાયદા માટે બનાવે છે.અનુભૂતિના સિદ્ધાંતના દૃષ્ટિકોણથી, સક્રિય સમાનતાનો સિદ્ધાંત નિષ્ક્રિય સમાનતાના સિદ્ધાંતનો સંદર્ભ આપતો નથી, પરંતુ એક સંપૂર્ણપણે અલગ નવો ખ્યાલ અપનાવે છે: સક્રિય સમાનતા બેટરીની વિદ્યુત ઊર્જાને ગરમી ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરતી નથી અને તેને વિખેરી નાખે છે. , જેથી ઊંચી ઉર્જાનું ટ્રાન્સફર થાય છે બેટરીમાંથી ઉર્જા ઓછી ઉર્જાવાળી બેટરીમાં ટ્રાન્સફર થાય છે.તદુપરાંત, આ પ્રકારનું ટ્રાન્સમિશન ઊર્જા સંરક્ષણના કાયદાનું ઉલ્લંઘન કરતું નથી, અને ઓછા નુકસાન, ઉચ્ચ ઉપયોગ કાર્યક્ષમતા અને ઝડપી પરિણામોના ફાયદા ધરાવે છે.જો કે, સંતુલન વ્યવસ્થાપનની રચનાનું માળખું પ્રમાણમાં જટિલ છે.જો સંતુલન બિંદુ યોગ્ય રીતે નિયંત્રિત ન હોય, તો તે તેના વધુ પડતા કદને કારણે પાવર બેટરી પેકને બદલી ન શકાય તેવું નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.સારાંશમાં, સક્રિય બેલેન્સ મેનેજમેન્ટ અને પેસિવ બેલેન્સ મેનેજમેન્ટ બંનેમાં ગેરફાયદા અને ફાયદા છે.વિશિષ્ટ એપ્લિકેશન્સમાં, સંશોધકો લિથિયમ બેટરી પેકની ક્ષમતા અને તારોની સંખ્યા અનુસાર પસંદગી કરી શકે છે.ઓછી-ક્ષમતા, ઓછી-સંખ્યાના લિથિયમ બેટરી પેક નિષ્ક્રિય સમાનતા વ્યવસ્થાપન માટે યોગ્ય છે, અને ઉચ્ચ-ક્ષમતા, ઉચ્ચ-સંખ્યાના પાવર લિથિયમ બેટરી પેક સક્રિય સમાનતા વ્યવસ્થાપન માટે યોગ્ય છે.

3.3 બેટરી થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમમાં વપરાતી મુખ્ય તકનીકો
(1) બેટરીની શ્રેષ્ઠ ઓપરેટિંગ તાપમાન શ્રેણી નક્કી કરો.થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે બેટરીની આસપાસના તાપમાનને સંકલન કરવા માટે થાય છે, તેથી થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમની એપ્લિકેશનની અસરને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, સંશોધકો દ્વારા વિકસિત મુખ્ય તકનીકનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે બેટરીના કાર્યકારી તાપમાનને નિર્ધારિત કરવા માટે થાય છે.જ્યાં સુધી બેટરીનું તાપમાન યોગ્ય રેન્જમાં રાખવામાં આવે ત્યાં સુધી, લિથિયમ બેટરી હંમેશા શ્રેષ્ઠ કાર્યકારી સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે, જે નવા ઉર્જા વાહનોના સંચાલન માટે પૂરતી શક્તિ પ્રદાન કરે છે.આ રીતે, નવા ઊર્જા વાહનોનું લિથિયમ બેટરી પ્રદર્શન હંમેશા ઉત્તમ સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે.

(2) બેટરી થર્મલ રેન્જની ગણતરી અને તાપમાનની આગાહી.આ તકનીકમાં મોટી સંખ્યામાં ગાણિતિક મોડલ ગણતરીઓ શામેલ છે.વૈજ્ઞાનિકો બેટરીની અંદરના તાપમાનના તફાવતને મેળવવા માટે અનુરૂપ ગણતરી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે, અને બેટરીના સંભવિત થર્મલ વર્તનની આગાહી કરવા માટે આનો આધાર તરીકે ઉપયોગ કરે છે.

(3) હીટ ટ્રાન્સફર માધ્યમની પસંદગી.થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમનું શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન હીટ ટ્રાન્સફર માધ્યમની પસંદગી પર આધારિત છે.હાલના મોટાભાગના નવા ઉર્જા વાહનો ઠંડકના માધ્યમ તરીકે હવા/કૂલન્ટનો ઉપયોગ કરે છે.આ ઠંડક પદ્ધતિ ચલાવવા માટે સરળ છે, ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઓછો છે, અને બેટરી હીટ ડિસીપેશનના હેતુને સારી રીતે પ્રાપ્ત કરી શકે છે.(પીટીસી એર હીટર/પીટીસી શીતક હીટર)

(4) સમાંતર વેન્ટિલેશન અને હીટ ડિસીપેશન સ્ટ્રક્ચર ડિઝાઇન અપનાવો.લિથિયમ બેટરી પેક વચ્ચે વેન્ટિલેશન અને હીટ ડિસીપેશન ડિઝાઇન હવાના પ્રવાહને વિસ્તૃત કરી શકે છે જેથી તે બેટરી પેક વચ્ચે સમાનરૂપે વિતરિત કરી શકાય, બેટરી મોડ્યુલ વચ્ચેના તાપમાનના તફાવતને અસરકારક રીતે હલ કરી શકે.

(5) પંખો અને તાપમાન માપન બિંદુ પસંદગી.આ મોડ્યુલમાં, સંશોધકોએ સૈદ્ધાંતિક ગણતરીઓ કરવા માટે મોટી સંખ્યામાં પ્રયોગોનો ઉપયોગ કર્યો, અને પછી ચાહક પાવર વપરાશ મૂલ્યો મેળવવા માટે પ્રવાહી મિકેનિક્સ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કર્યો.પછીથી, સંશોધકો બેટરી તાપમાન ડેટાને ચોક્કસ રીતે મેળવવા માટે સૌથી યોગ્ય તાપમાન માપન બિંદુ શોધવા માટે મર્યાદિત તત્વોનો ઉપયોગ કરશે.