కొత్త శక్తి వాహనాల కోసం లిథియం బ్యాటరీ యొక్క థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ టెక్నాలజీపై పరిశోధన

1. కొత్త శక్తి వాహనాలకు లిథియం బ్యాటరీల లక్షణాలు

లిథియం బ్యాటరీలు ప్రధానంగా తక్కువ స్వీయ-ఉత్సర్గ రేటు, అధిక శక్తి సాంద్రత, అధిక చక్ర సమయాలు మరియు ఉపయోగంలో అధిక నిర్వహణ సామర్థ్యం వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి. కొత్త శక్తి కోసం ప్రధాన శక్తి పరికరంగా లిథియం బ్యాటరీలను ఉపయోగించడం మంచి విద్యుత్ వనరును పొందడంతో సమానం. అందువల్ల, కొత్త శక్తి వాహనాల ప్రధాన భాగాల కూర్పులో, లిథియం బ్యాటరీ సెల్‌కు సంబంధించిన లిథియం బ్యాటరీ ప్యాక్ దాని అతి ముఖ్యమైన ప్రధాన భాగం మరియు శక్తిని అందించే ప్రధాన భాగంగా మారింది. లిథియం బ్యాటరీల పని ప్రక్రియలో, చుట్టుపక్కల వాతావరణానికి కొన్ని అవసరాలు ఉన్నాయి. ప్రయోగాత్మక ఫలితాల ప్రకారం, వాంఛనీయ పని ఉష్ణోగ్రత 20°C నుండి 40°C వరకు ఉంచబడుతుంది. బ్యాటరీ చుట్టూ ఉష్ణోగ్రత పేర్కొన్న పరిమితిని మించిపోయిన తర్వాత, లిథియం బ్యాటరీ పనితీరు బాగా తగ్గుతుంది మరియు సేవా జీవితం బాగా తగ్గుతుంది. లిథియం బ్యాటరీ చుట్టూ ఉష్ణోగ్రత చాలా తక్కువగా ఉన్నందున, తుది ఉత్సర్గ సామర్థ్యం మరియు ఉత్సర్గ వోల్టేజ్ ముందుగా నిర్ణయించిన ప్రమాణం నుండి వైదొలగుతుంది మరియు పదునైన తగ్గుదల ఉంటుంది.

పరిసర ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉంటే, లిథియం బ్యాటరీ యొక్క థర్మల్ రన్అవే సంభావ్యత బాగా పెరుగుతుంది మరియు అంతర్గత వేడి ఒక నిర్దిష్ట ప్రదేశంలో చేరి, తీవ్రమైన వేడి చేరడం సమస్యలను కలిగిస్తుంది. లిథియం బ్యాటరీ యొక్క పొడిగించిన పని సమయంతో పాటు, వేడి యొక్క ఈ భాగాన్ని సజావుగా ఎగుమతి చేయలేకపోతే, బ్యాటరీ పేలుడుకు గురవుతుంది. ఈ భద్రతా ప్రమాదం వ్యక్తిగత భద్రతకు గొప్ప ముప్పును కలిగిస్తుంది, కాబట్టి లిథియం బ్యాటరీలు పనిచేసేటప్పుడు మొత్తం పరికరాల భద్రతా పనితీరును మెరుగుపరచడానికి విద్యుదయస్కాంత శీతలీకరణ పరికరాలపై ఆధారపడాలి. పరిశోధకులు లిథియం బ్యాటరీల ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించినప్పుడు, వారు వేడిని ఎగుమతి చేయడానికి మరియు లిథియం బ్యాటరీల యొక్క సరైన పని ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించడానికి బాహ్య పరికరాలను హేతుబద్ధంగా ఉపయోగించాలని చూడవచ్చు. ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ సంబంధిత ప్రమాణాలను చేరుకున్న తర్వాత, కొత్త శక్తి వాహనాల సురక్షిత డ్రైవింగ్ లక్ష్యం అంతగా బెదిరించబడదు.

2. కొత్త శక్తి వాహన శక్తి లిథియం బ్యాటరీ యొక్క ఉష్ణ ఉత్పత్తి విధానం

ఈ బ్యాటరీలను విద్యుత్ పరికరాలుగా ఉపయోగించగలిగినప్పటికీ, వాస్తవ అప్లికేషన్ ప్రక్రియలో, వాటి మధ్య తేడాలు మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి. కొన్ని బ్యాటరీలు ఎక్కువ ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి కొత్త శక్తి వాహన తయారీదారులు జాగ్రత్తగా ఎంచుకోవాలి. ఉదాహరణకు, లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీ మధ్య శాఖకు తగినంత శక్తిని అందిస్తుంది, కానీ దాని ఆపరేషన్ సమయంలో చుట్టుపక్కల పర్యావరణానికి గొప్ప నష్టాన్ని కలిగిస్తుంది మరియు ఈ నష్టం తరువాత కోలుకోలేనిది. అందువల్ల, పర్యావరణ భద్రతను కాపాడటానికి, దేశం లీడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలను నిషేధిత జాబితాలో చేర్చింది. అభివృద్ధి కాలంలో, నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్ బ్యాటరీలు మంచి అవకాశాలను పొందాయి, అభివృద్ధి సాంకేతికత క్రమంగా పరిణతి చెందింది మరియు అప్లికేషన్ యొక్క పరిధి కూడా విస్తరించింది. అయితే, లిథియం బ్యాటరీలతో పోలిస్తే, దాని ప్రతికూలతలు కొద్దిగా స్పష్టంగా ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, సాధారణ బ్యాటరీ తయారీదారులు నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్ బ్యాటరీల ఉత్పత్తి వ్యయాన్ని నియంత్రించడం కష్టం. ఫలితంగా, మార్కెట్లో నికెల్-హైడ్రోజన్ బ్యాటరీల ధర ఎక్కువగానే ఉంది. ఖర్చు పనితీరును అనుసరించే కొన్ని కొత్త శక్తి వాహన బ్రాండ్‌లు వాటిని ఆటో భాగాలుగా ఉపయోగించడాన్ని పరిగణించవు. మరీ ముఖ్యంగా, Ni-MH బ్యాటరీలు లిథియం బ్యాటరీల కంటే పరిసర ఉష్ణోగ్రతకు చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతల కారణంగా మంటలు చెలరేగే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది. బహుళ పోలికల తర్వాత, లిథియం బ్యాటరీలు ప్రత్యేకంగా నిలుస్తాయి మరియు ఇప్పుడు కొత్త శక్తి వాహనాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

లిథియం బ్యాటరీలు కొత్త శక్తి వాహనాలకు శక్తిని అందించడానికి కారణం వాటి సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌లు క్రియాశీల పదార్థాలను కలిగి ఉండటం. నిరంతర ఎంబెడ్డింగ్ మరియు పదార్థాల వెలికితీత ప్రక్రియలో, పెద్ద మొత్తంలో విద్యుత్ శక్తి లభిస్తుంది, ఆపై శక్తి మార్పిడి సూత్రం ప్రకారం, విద్యుత్ శక్తి మరియు గతి శక్తి పరస్పర మార్పిడి యొక్క ఉద్దేశ్యాన్ని సాధించడానికి, తద్వారా కొత్త శక్తి వాహనాలకు బలమైన శక్తిని అందించడం ద్వారా, కారుతో నడవడం యొక్క ఉద్దేశ్యాన్ని సాధించవచ్చు. అదే సమయంలో, లిథియం బ్యాటరీ సెల్ రసాయన ప్రతిచర్యకు గురైనప్పుడు, అది వేడిని గ్రహించి, శక్తి మార్పిడిని పూర్తి చేయడానికి వేడిని విడుదల చేసే పనిని కలిగి ఉంటుంది. అదనంగా, లిథియం అణువు స్థిరంగా ఉండదు, ఇది ఎలక్ట్రోలైట్ మరియు డయాఫ్రాగమ్ మధ్య నిరంతరం కదలగలదు మరియు ధ్రువణ అంతర్గత నిరోధకత ఉంటుంది.

ఇప్పుడు, వేడి కూడా తగిన విధంగా విడుదల అవుతుంది. అయితే, కొత్త శక్తి వాహనాల లిథియం బ్యాటరీ చుట్టూ ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది సులభంగా సానుకూల మరియు ప్రతికూల విభజనల కుళ్ళిపోవడానికి దారితీస్తుంది. అదనంగా, కొత్త శక్తి లిథియం బ్యాటరీ యొక్క కూర్పు బహుళ బ్యాటరీ ప్యాక్‌లతో కూడి ఉంటుంది. అన్ని బ్యాటరీ ప్యాక్‌ల ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే వేడి ఒకే బ్యాటరీ కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత ముందుగా నిర్ణయించిన విలువను మించిపోయినప్పుడు, బ్యాటరీ పేలుడుకు చాలా అవకాశం ఉంది.

3. బ్యాటరీ థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్ యొక్క కీలక సాంకేతికతలు

కొత్త శక్తి వాహనాల బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ కోసం, స్వదేశంలో మరియు విదేశాలలో అధిక స్థాయిలో శ్రద్ధ చూపబడింది, పరిశోధనల శ్రేణిని ప్రారంభించింది మరియు చాలా ఫలితాలను పొందింది. ఈ వ్యాసం కొత్త శక్తి వాహనం బ్యాటరీ థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్ యొక్క మిగిలిన బ్యాటరీ శక్తి యొక్క ఖచ్చితమైన మూల్యాంకనం, బ్యాటరీ బ్యాలెన్స్ నిర్వహణ మరియు వర్తించే కీలక సాంకేతికతలపై దృష్టి పెడుతుంది.ఉష్ణ నిర్వహణ వ్యవస్థ.

3.1 బ్యాటరీ థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్ అవశేష శక్తి అంచనా పద్ధతి
పరిశోధకులు SOC మూల్యాంకనంలో చాలా శక్తిని మరియు శ్రమతో కూడిన ప్రయత్నాలను పెట్టుబడి పెట్టారు, ప్రధానంగా ఆంపియర్-అవర్ ఇంటిగ్రల్ పద్ధతి, లీనియర్ మోడల్ పద్ధతి, న్యూరల్ నెట్‌వర్క్ పద్ధతి మరియు కల్మాన్ ఫిల్టర్ పద్ధతి వంటి శాస్త్రీయ డేటా అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగించి పెద్ద సంఖ్యలో అనుకరణ ప్రయోగాలు చేశారు. అయితే, ఈ పద్ధతిని వర్తించేటప్పుడు తరచుగా గణన లోపాలు సంభవిస్తాయి. లోపాన్ని సకాలంలో సరిదిద్దకపోతే, గణన ఫలితాల మధ్య అంతరం పెద్దదిగా మరియు పెద్దదిగా మారుతుంది. ఈ లోపాన్ని భర్తీ చేయడానికి, పరిశోధకులు సాధారణంగా అన్షి మూల్యాంకన పద్ధతిని ఒకదానికొకటి ధృవీకరించడానికి ఇతర పద్ధతులతో కలిపి, అత్యంత ఖచ్చితమైన ఫలితాలను పొందుతారు. ఖచ్చితమైన డేటాతో, పరిశోధకులు బ్యాటరీ యొక్క డిశ్చార్జ్ కరెంట్‌ను ఖచ్చితంగా అంచనా వేయవచ్చు.

3.2 బ్యాటరీ థర్మల్ నిర్వహణ వ్యవస్థ యొక్క సమతుల్య నిర్వహణ
బ్యాటరీ థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్ యొక్క బ్యాలెన్స్ మేనేజ్‌మెంట్ ప్రధానంగా పవర్ బ్యాటరీ యొక్క ప్రతి భాగం యొక్క వోల్టేజ్ మరియు శక్తిని సమన్వయం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. వేర్వేరు భాగాలలో వేర్వేరు బ్యాటరీలను ఉపయోగించిన తర్వాత, పవర్ మరియు వోల్టేజ్ భిన్నంగా ఉంటాయి. ఈ సమయంలో, రెండింటి మధ్య వ్యత్యాసాన్ని తొలగించడానికి బ్యాలెన్స్ మేనేజ్‌మెంట్‌ను ఉపయోగించాలి. అస్థిరత. ప్రస్తుతం అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే బ్యాలెన్స్ మేనేజ్‌మెంట్ టెక్నిక్.

ఇది ప్రధానంగా రెండు రకాలుగా విభజించబడింది: నిష్క్రియాత్మక సమీకరణ మరియు క్రియాశీల సమీకరణ. అప్లికేషన్ యొక్క దృక్కోణం నుండి, ఈ రెండు రకాల సమీకరణ పద్ధతులు ఉపయోగించే అమలు సూత్రాలు చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి.

(1) నిష్క్రియాత్మక సమతుల్యత. నిష్క్రియాత్మక సమీకరణ సూత్రం బ్యాటరీల యొక్క ఒకే స్ట్రింగ్ యొక్క వోల్టేజ్ డేటా ఆధారంగా బ్యాటరీ శక్తి మరియు వోల్టేజ్ మధ్య అనుపాత సంబంధాన్ని ఉపయోగించుకుంటుంది మరియు రెండింటి మార్పిడి సాధారణంగా నిరోధక ఉత్సర్గ ద్వారా సాధించబడుతుంది: అధిక-శక్తి బ్యాటరీ యొక్క శక్తి నిరోధక తాపన ద్వారా వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఆపై శక్తి నష్టం యొక్క ప్రయోజనాన్ని సాధించడానికి గాలి ద్వారా వెదజల్లుతుంది. అయితే, ఈ సమీకరణ పద్ధతి బ్యాటరీ వినియోగం యొక్క సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచదు. అదనంగా, వేడి వెదజల్లడం అసమానంగా ఉంటే, వేడెక్కడం సమస్య కారణంగా బ్యాటరీ బ్యాటరీ ఉష్ణ నిర్వహణ పనిని పూర్తి చేయలేకపోతుంది.

(2) యాక్టివ్ బ్యాలెన్స్. యాక్టివ్ బ్యాలెన్స్ అనేది పాసివ్ బ్యాలెన్స్ యొక్క అప్‌గ్రేడ్ చేయబడిన ఉత్పత్తి, ఇది పాసివ్ బ్యాలెన్స్ యొక్క ప్రతికూలతలను భర్తీ చేస్తుంది. సాక్షాత్కార సూత్రం దృక్కోణం నుండి, యాక్టివ్ బ్యాలెన్స్ సూత్రం పాసివ్ ఈక్వలైజేషన్ సూత్రాన్ని సూచించదు, కానీ పూర్తిగా భిన్నమైన కొత్త భావనను స్వీకరిస్తుంది: యాక్టివ్ ఈక్వలైజేషన్ బ్యాటరీ యొక్క విద్యుత్ శక్తిని ఉష్ణ శక్తిగా మార్చదు మరియు దానిని వెదజల్లుతుంది, తద్వారా అధిక శక్తి బదిలీ చేయబడుతుంది బ్యాటరీ నుండి శక్తి తక్కువ శక్తి బ్యాటరీకి బదిలీ చేయబడుతుంది. అంతేకాకుండా, ఈ రకమైన ప్రసారం శక్తి పరిరక్షణ నియమాన్ని ఉల్లంఘించదు మరియు తక్కువ నష్టం, అధిక వినియోగ సామర్థ్యం మరియు శీఘ్ర ఫలితాల ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది. అయితే, బ్యాలెన్స్ నిర్వహణ యొక్క కూర్పు నిర్మాణం సాపేక్షంగా సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది. బ్యాలెన్స్ పాయింట్ సరిగ్గా నియంత్రించబడకపోతే, దాని అధిక పరిమాణం కారణంగా పవర్ బ్యాటరీ ప్యాక్‌కు కోలుకోలేని నష్టాన్ని కలిగించవచ్చు. సంగ్రహంగా చెప్పాలంటే, యాక్టివ్ బ్యాలెన్స్ మేనేజ్‌మెంట్ మరియు పాసివ్ బ్యాలెన్స్ మేనేజ్‌మెంట్ రెండూ ప్రతికూలతలు మరియు ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి. నిర్దిష్ట అనువర్తనాల్లో, పరిశోధకులు లిథియం బ్యాటరీ ప్యాక్‌ల సామర్థ్యం మరియు స్ట్రింగ్‌ల సంఖ్య ప్రకారం ఎంపికలు చేసుకోవచ్చు. తక్కువ-సామర్థ్యం, ​​తక్కువ-సంఖ్య లిథియం బ్యాటరీ ప్యాక్‌లు నిష్క్రియాత్మక సమీకరణ నిర్వహణకు అనుకూలంగా ఉంటాయి మరియు అధిక-సామర్థ్యం, ​​అధిక-సంఖ్య పవర్ లిథియం బ్యాటరీ ప్యాక్‌లు క్రియాశీల సమీకరణ నిర్వహణకు అనుకూలంగా ఉంటాయి.

3.3 బ్యాటరీ థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్‌లో ఉపయోగించే ప్రధాన సాంకేతికతలు
(1) బ్యాటరీ యొక్క సరైన ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత పరిధిని నిర్ణయించండి. థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్ ప్రధానంగా బ్యాటరీ చుట్టూ ఉష్ణోగ్రతను సమన్వయం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, కాబట్టి థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్ యొక్క అప్లికేషన్ ప్రభావాన్ని నిర్ధారించడానికి, పరిశోధకులు అభివృద్ధి చేసిన కీలక సాంకేతికత ప్రధానంగా బ్యాటరీ యొక్క పని ఉష్ణోగ్రతను నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రత తగిన పరిధిలో ఉంచబడినంత వరకు, లిథియం బ్యాటరీ ఎల్లప్పుడూ ఉత్తమంగా పనిచేసే స్థితిలో ఉంటుంది, కొత్త శక్తి వాహనాల ఆపరేషన్‌కు తగినంత శక్తిని అందిస్తుంది. ఈ విధంగా, కొత్త శక్తి వాహనాల లిథియం బ్యాటరీ పనితీరు ఎల్లప్పుడూ అద్భుతమైన స్థితిలో ఉంటుంది.

(2) బ్యాటరీ ఉష్ణ పరిధి గణన మరియు ఉష్ణోగ్రత అంచనా. ఈ సాంకేతికతలో పెద్ద సంఖ్యలో గణిత నమూనా గణనలు ఉంటాయి. శాస్త్రవేత్తలు బ్యాటరీ లోపల ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని పొందడానికి సంబంధిత గణన పద్ధతులను ఉపయోగిస్తారు మరియు బ్యాటరీ యొక్క సాధ్యమైన ఉష్ణ ప్రవర్తనను అంచనా వేయడానికి దీనిని ఒక ఆధారంగా ఉపయోగిస్తారు.

(3) ఉష్ణ బదిలీ మాధ్యమం ఎంపిక. ఉష్ణ నిర్వహణ వ్యవస్థ యొక్క అత్యుత్తమ పనితీరు ఉష్ణ బదిలీ మాధ్యమం ఎంపికపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రస్తుత కొత్త శక్తి వాహనాలలో ఎక్కువ భాగం గాలి/శీతలకరణిని శీతలీకరణ మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తాయి. ఈ శీతలీకరణ పద్ధతి పనిచేయడం సులభం, తయారీ ఖర్చు తక్కువగా ఉంటుంది మరియు బ్యాటరీ వేడి వెదజల్లడం యొక్క ఉద్దేశ్యాన్ని బాగా సాధించగలదు.PTC ఎయిర్ హీటర్/PTC కూలెంట్ హీటర్)

(4) సమాంతర వెంటిలేషన్ మరియు హీట్ డిస్సిపేషన్ స్ట్రక్చర్ డిజైన్‌ను స్వీకరించండి. లిథియం బ్యాటరీ ప్యాక్‌ల మధ్య వెంటిలేషన్ మరియు హీట్ డిస్సిపేషన్ డిజైన్ గాలి ప్రవాహాన్ని విస్తరించగలదు, తద్వారా అది బ్యాటరీ ప్యాక్‌ల మధ్య సమానంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది, బ్యాటరీ మాడ్యూళ్ల మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాన్ని సమర్థవంతంగా పరిష్కరిస్తుంది.

(5) ఫ్యాన్ మరియు ఉష్ణోగ్రత కొలత పాయింట్ ఎంపిక. ఈ మాడ్యూల్‌లో, పరిశోధకులు సైద్ధాంతిక గణనలను చేయడానికి పెద్ద సంఖ్యలో ప్రయోగాలను ఉపయోగించారు, ఆపై ఫ్యాన్ విద్యుత్ వినియోగ విలువలను పొందడానికి ద్రవ యాంత్రిక పద్ధతులను ఉపయోగించారు. తరువాత, బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రత డేటాను ఖచ్చితంగా పొందడానికి పరిశోధకులు అత్యంత అనుకూలమైన ఉష్ణోగ్రత కొలత పాయింట్‌ను కనుగొనడానికి పరిమిత అంశాలను ఉపయోగిస్తారు.