બેટરી સિસ્ટમ્સ માટે થર્મલ મેનેજમેન્ટ સોલ્યુશન્સ

તેમાં કોઈ શંકા નથી કે તાપમાન પરિબળ પાવર બેટરીના પ્રદર્શન, જીવન અને સલામતી પર નિર્ણાયક અસર કરે છે.સામાન્ય રીતે કહીએ તો, અમે અપેક્ષા રાખીએ છીએ કે બેટરી સિસ્ટમ 15~35℃ ની રેન્જમાં કાર્ય કરે, જેથી શ્રેષ્ઠ પાવર આઉટપુટ અને ઇનપુટ, મહત્તમ ઉપલબ્ધ ઉર્જા અને સૌથી લાંબી સાઇકલ લાઇફ પ્રાપ્ત કરી શકાય (જોકે નીચા તાપમાનનો સંગ્રહ કૅલેન્ડર જીવનને વધારી શકે છે. બેટરીની છે, પરંતુ એપ્લીકેશનમાં ઓછા-તાપમાનના સ્ટોરેજની પ્રેક્ટિસ કરવાનો બહુ અર્થ નથી, અને બેટરીઓ આ બાબતમાં લોકો જેવી જ હોય ​​છે).

હાલમાં, પાવર બેટરી સિસ્ટમના થર્મલ મેનેજમેન્ટને મુખ્યત્વે ચાર શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, કુદરતી કૂલિંગ, એર કૂલિંગ, લિક્વિડ કૂલિંગ અને ડાયરેક્ટ કૂલિંગ.તેમાંથી, કુદરતી ઠંડક એ નિષ્ક્રિય થર્મલ મેનેજમેન્ટ પદ્ધતિ છે, જ્યારે એર કૂલિંગ, પ્રવાહી ઠંડક અને ડાયરેક્ટ કરંટ સક્રિય છે.આ ત્રણ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત ગરમી વિનિમય માધ્યમમાં તફાવત છે.

· કુદરતી ઠંડક
ફ્રી ઠંડકમાં હીટ એક્સચેન્જ માટે કોઈ વધારાના ઉપકરણો નથી.ઉદાહરણ તરીકે, BYD એ Qin, Tang, Song, E6, Tengshi અને LFP કોષોનો ઉપયોગ કરતા અન્ય મોડેલોમાં કુદરતી ઠંડક અપનાવી છે.તે સમજી શકાય છે કે ફોલો-અપ BYD ટર્નરી બેટરીનો ઉપયોગ કરીને મોડલ્સ માટે લિક્વિડ કૂલિંગ પર સ્વિચ કરશે.

· એર કૂલિંગ (પીટીસી એર હીટર)
એર ઠંડક હવાનો ઉપયોગ હીટ ટ્રાન્સફર માધ્યમ તરીકે કરે છે.ત્યાં બે સામાન્ય પ્રકારો છે.પ્રથમને નિષ્ક્રિય હવા ઠંડક કહેવામાં આવે છે, જે ગરમીના વિનિમય માટે બાહ્ય હવાનો સીધો ઉપયોગ કરે છે.બીજો પ્રકાર સક્રિય એર કૂલિંગ છે, જે બેટરી સિસ્ટમમાં પ્રવેશતા પહેલા બહારની હવાને પ્રી-હીટ અથવા ઠંડુ કરી શકે છે.શરૂઆતના દિવસોમાં, ઘણા જાપાનીઝ અને કોરિયન ઇલેક્ટ્રિક મોડલ એર-કૂલ્ડ સોલ્યુશનનો ઉપયોગ કરતા હતા.

· પ્રવાહી ઠંડક
લિક્વિડ ઠંડક હીટ ટ્રાન્સફર માધ્યમ તરીકે એન્ટિફ્રીઝ (જેમ કે ઇથિલિન ગ્લાયકોલ) નો ઉપયોગ કરે છે.સોલ્યુશનમાં સામાન્ય રીતે વિવિધ હીટ એક્સચેન્જ સર્કિટ હોય છે.ઉદાહરણ તરીકે, VOLT પાસે રેડિયેટર સર્કિટ છે, એર કન્ડીશનીંગ સર્કિટ (પીટીસી એર કન્ડીશનીંગ), અને પીટીસી સર્કિટ (પીટીસી શીતક હીટર).બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ થર્મલ મેનેજમેન્ટ વ્યૂહરચના અનુસાર પ્રતિક્રિયા આપે છે અને એડજસ્ટ કરે છે અને સ્વિચ કરે છે.TESLA મોડલ S મોટર કૂલિંગ સાથે શ્રેણીમાં સર્કિટ ધરાવે છે.જ્યારે બેટરીને નીચા તાપમાને ગરમ કરવાની જરૂર પડે છે, ત્યારે મોટર કૂલિંગ સર્કિટ બેટરી કૂલિંગ સર્કિટ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ હોય છે, અને મોટર બેટરીને ગરમ કરી શકે છે.જ્યારે પાવર બેટરી ઊંચા તાપમાને હોય છે, ત્યારે મોટર કૂલિંગ સર્કિટ અને બેટરી કૂલિંગ સર્કિટ સમાંતર રીતે ગોઠવવામાં આવશે, અને બે ઠંડક પ્રણાલીઓ સ્વતંત્ર રીતે ગરમીને દૂર કરશે.

1. ગેસ કન્ડેન્સર

2. ગૌણ કન્ડેન્સર

3. ગૌણ કન્ડેન્સર ચાહક

4. ગેસ કન્ડેન્સર પંખો

5. એર કંડિશનર પ્રેશર સેન્સર (ઉચ્ચ દબાણ બાજુ)

6. એર કંડિશનર તાપમાન સેન્સર (ઉચ્ચ દબાણ બાજુ)

7. ઇલેક્ટ્રોનિક એર કન્ડીશનર કોમ્પ્રેસર

8. એર કંડિશનર પ્રેશર સેન્સર (નીચા દબાણની બાજુ)

9. એર કન્ડીશનર તાપમાન સેન્સર (નીચા દબાણ બાજુ)

10. વિસ્તરણ વાલ્વ (કૂલર)

11. વિસ્તરણ વાલ્વ (બાષ્પીભવન કરનાર)

· સીધી ઠંડક
ડાયરેક્ટ કૂલિંગ હીટ એક્સચેન્જના માધ્યમ તરીકે રેફ્રિજન્ટ (તબક્કો બદલાતી સામગ્રી) નો ઉપયોગ કરે છે.રેફ્રિજન્ટ ગેસ-લિક્વિડ તબક્કાના સંક્રમણ પ્રક્રિયા દરમિયાન મોટી માત્રામાં ગરમીને શોષી શકે છે.રેફ્રિજન્ટની તુલનામાં, હીટ ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતા ત્રણ ગણાથી વધુ વધારી શકાય છે, અને બેટરી વધુ ઝડપથી બદલી શકાય છે.સિસ્ટમની અંદરની ગરમી દૂર કરવામાં આવે છે.BMW i3માં ડાયરેક્ટ કૂલિંગ સ્કીમનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.

 

ઠંડકની કાર્યક્ષમતા ઉપરાંત, બેટરી સિસ્ટમની થર્મલ મેનેજમેન્ટ સ્કીમને તમામ બેટરીના તાપમાનની સુસંગતતાને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.PACK માં સેંકડો કોષો છે, અને તાપમાન સેન્સર દરેક કોષને શોધી શકતું નથી.ઉદાહરણ તરીકે, ટેસ્લા મોડલ એસના મોડ્યુલમાં 444 બેટરીઓ છે, પરંતુ માત્ર 2 તાપમાન તપાસ પોઈન્ટ ગોઠવાયેલા છે.તેથી, થર્મલ મેનેજમેન્ટ ડિઝાઇન દ્વારા બેટરીને શક્ય તેટલી સુસંગત બનાવવી જરૂરી છે.અને સારી તાપમાન સુસંગતતા એ બેટરી પાવર, લાઇફ અને SOC જેવા સાતત્યપૂર્ણ પ્રદર્શન પરિમાણો માટે પૂર્વશરત છે.