బ్యాటరీ సిస్టమ్‌ల కోసం ఉష్ణ నిర్వహణ పరిష్కారాలు

పవర్ బ్యాటరీల పనితీరు, జీవితకాలం మరియు భద్రతపై ఉష్ణోగ్రత కారకం కీలక ప్రభావాన్ని చూపుతుందనడంలో సందేహం లేదు. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, ఉత్తమ పవర్ అవుట్‌పుట్ మరియు ఇన్‌పుట్, గరిష్టంగా అందుబాటులో ఉండే శక్తి, మరియు సుదీర్ఘ సైకిల్ లైఫ్‌ను సాధించడానికి, బ్యాటరీ వ్యవస్థ 15~35℃ పరిధిలో పనిచేయాలని మనం ఆశిస్తాము (తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిల్వ చేయడం బ్యాటరీ క్యాలెండర్ జీవితాన్ని పొడిగించగలిగినప్పటికీ, అనువర్తనాలలో తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత నిల్వను పాటించడంలో పెద్దగా ప్రయోజనం లేదు, మరియు ఈ విషయంలో బ్యాటరీలు చాలా వరకు మనుషుల మాదిరిగానే ఉంటాయి).

ప్రస్తుతం, పవర్ బ్యాటరీ సిస్టమ్ యొక్క ఉష్ణ నిర్వహణను ప్రధానంగా నాలుగు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: సహజ శీతలీకరణ, వాయు శీతలీకరణ, ద్రవ శీతలీకరణ మరియు ప్రత్యక్ష శీతలీకరణ. వీటిలో, సహజ శీతలీకరణ ఒక నిష్క్రియాత్మక ఉష్ణ నిర్వహణ పద్ధతి కాగా, వాయు శీతలీకరణ, ద్రవ శీతలీకరణ మరియు ప్రత్యక్ష విద్యుత్ క్రియాశీలమైనవి. ఈ మూడింటి మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం ఉష్ణ మార్పిడి మాధ్యమంలోని తేడానే.

· సహజ శీతలీకరణ
ఫ్రీ కూలింగ్‌లో ఉష్ణ మార్పిడి కోసం అదనపు పరికరాలు ఉండవు. ఉదాహరణకు, BYD సంస్థ LFP సెల్స్‌ను ఉపయోగించే Qin, Tang, Song, E6, Tengshi మరియు ఇతర మోడళ్లలో సహజ కూలింగ్‌ను అవలంబించింది. తదనంతరం, BYD సంస్థ టెర్నరీ బ్యాటరీలను ఉపయోగించే మోడళ్ల కోసం లిక్విడ్ కూలింగ్‌కు మారనుందని తెలుస్తోంది.

· ఎయిర్ కూలింగ్ (PTC ఎయిర్ హీటర్)
ఎయిర్ కూలింగ్ ఉష్ణ బదిలీ మాధ్యమంగా గాలిని ఉపయోగిస్తుంది. ఇందులో రెండు సాధారణ రకాలు ఉన్నాయి. మొదటి దానిని పాసివ్ ఎయిర్ కూలింగ్ అంటారు, ఇది ఉష్ణ మార్పిడి కోసం నేరుగా బయటి గాలిని ఉపయోగిస్తుంది. రెండవ రకం యాక్టివ్ ఎయిర్ కూలింగ్, ఇది బ్యాటరీ సిస్టమ్‌లోకి ప్రవేశించే ముందు బయటి గాలిని ముందుగా వేడి చేయగలదు లేదా చల్లబరచగలదు. ప్రారంభ రోజుల్లో, అనేక జపనీస్ మరియు కొరియన్ ఎలక్ట్రిక్ మోడళ్లు ఎయిర్-కూల్డ్ పరిష్కారాలను ఉపయోగించాయి.

· ద్రవ శీతలీకరణ
లిక్విడ్ కూలింగ్, యాంటీఫ్రీజ్‌ను (ఇథిలీన్ గ్లైకాల్ వంటిది) ఉష్ణ బదిలీ మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తుంది. ఈ పరిష్కారంలో సాధారణంగా అనేక విభిన్న ఉష్ణ మార్పిడి సర్క్యూట్లు ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, VOLTలో ఒక రేడియేటర్ సర్క్యూట్, ఒక ఎయిర్ కండిషనింగ్ సర్క్యూట్ (PTC ఎయిర్ కండిషనింగ్), మరియు ఒక PTC సర్క్యూట్ (PTC కూలెంట్ హీటర్థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ వ్యూహానికి అనుగుణంగా బ్యాటరీ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్ స్పందించి, సర్దుబాటు చేసుకుని, స్విచ్ అవుతుంది. టెస్లా మోడల్ Sలో మోటార్ కూలింగ్‌తో సిరీస్‌లో ఒక సర్క్యూట్ ఉంటుంది. బ్యాటరీని తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద వేడి చేయవలసి వచ్చినప్పుడు, మోటార్ కూలింగ్ సర్క్యూట్‌ను బ్యాటరీ కూలింగ్ సర్క్యూట్‌తో సిరీస్‌లో కలుపుతారు, దీనివల్ల మోటార్ బ్యాటరీని వేడి చేయగలదు. పవర్ బ్యాటరీ అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్నప్పుడు, మోటార్ కూలింగ్ సర్క్యూట్ మరియు బ్యాటరీ కూలింగ్ సర్క్యూట్‌లను సమాంతరంగా సర్దుబాటు చేస్తారు, మరియు ఈ రెండు కూలింగ్ సిస్టమ్‌లు స్వతంత్రంగా వేడిని వెదజల్లుతాయి.

1. గ్యాస్ కండెన్సర్

2. సెకండరీ కండెన్సర్

3. సెకండరీ కండెన్సర్ ఫ్యాన్

4. గ్యాస్ కండెన్సర్ ఫ్యాన్

5. ఎయిర్ కండిషనర్ ప్రెషర్ సెన్సార్ (అధిక పీడన వైపు)

6. ఎయిర్ కండిషనర్ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ (అధిక పీడన వైపు)

7. ఎలక్ట్రానిక్ ఎయిర్ కండిషనర్ కంప్రెసర్

8. ఎయిర్ కండిషనర్ ప్రెషర్ సెన్సార్ (తక్కువ పీడన వైపు)

9. ఎయిర్ కండిషనర్ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ (తక్కువ పీడన వైపు)

10. విస్తరణ కవాటం (కూలర్)

11. విస్తరణ కవాటం (బాష్పీకరణి)

· ప్రత్యక్ష శీతలీకరణ
డైరెక్ట్ కూలింగ్, రిఫ్రిజెరెంట్‌ను (దశ-మార్పు పదార్థం) ఉష్ణ వినిమయ మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తుంది. వాయు-ద్రవ దశ పరివర్తన ప్రక్రియలో రిఫ్రిజెరెంట్ అధిక మొత్తంలో ఉష్ణాన్ని గ్రహించగలదు. రిఫ్రిజెరెంట్‌తో పోలిస్తే, ఉష్ణ బదిలీ సామర్థ్యాన్ని మూడు రెట్లకు పైగా పెంచవచ్చు మరియు బ్యాటరీని మరింత త్వరగా మార్చవచ్చు. సిస్టమ్ లోపల ఉన్న ఉష్ణం బయటకు పంపబడుతుంది. ఈ డైరెక్ట్ కూలింగ్ విధానాన్ని BMW i3లో ఉపయోగించారు.

 

శీతలీకరణ సామర్థ్యంతో పాటు, బ్యాటరీ సిస్టమ్ యొక్క థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ పథకం అన్ని బ్యాటరీల ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వాన్ని కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. ప్యాక్‌లో వందలాది సెల్‌లు ఉంటాయి, మరియు ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ ప్రతి సెల్‌ను గుర్తించలేదు. ఉదాహరణకు, టెస్లా మోడల్ S మాడ్యూల్‌లో 444 బ్యాటరీలు ఉన్నాయి, కానీ కేవలం 2 ఉష్ణోగ్రత గుర్తింపు పాయింట్లు మాత్రమే అమర్చబడి ఉన్నాయి. అందువల్ల, థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ డిజైన్ ద్వారా బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రతను వీలైనంత స్థిరంగా ఉంచడం అవసరం. మరియు బ్యాటరీ పవర్, లైఫ్, మరియు SOC వంటి స్థిరమైన పనితీరు పారామితుల కోసం మంచి ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం ఒక ముందస్తు అవసరం.