ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಎಂದರೇನು?

ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಎಂದರೇನು?

ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಶಾಖ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ಜೊತೆಗೆ ಬ್ಯಾಟರಿ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲಿನ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರಭಾವದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಬ್ಯಾಟರಿ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್ಮೆಂಟ್, ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಚಾರ್ಜ್/ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ನೆಲೆಗೊಂಡಿದೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅತಿಯಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆ ಅಥವಾ ಥರ್ಮಲ್ ರನ್ವೇ ಅನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. ತರ್ಕಬದ್ಧ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ, ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ, ಆಣ್ವಿಕ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇತರ ವಿಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ. ಉತ್ತಮ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ಗೆ ಸಮಂಜಸವಾದ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ಅತ್ಯಗತ್ಯ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಟ್ಟಾರೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಲಿಥಿಯಂ -ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಮಂಜಸವಾದ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವುದು ಬಹಳ ಮಹತ್ವದ್ದಾಗಿದೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಕೆಳಗಿನ ಐದು ಮುಖ್ಯ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: ① ನಿಖರವಾದ ಮಾಪನ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ; ② ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಉಷ್ಣತೆಯು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆ ಮತ್ತು ವಾತಾಯನ; ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ③ ಕ್ಷಿಪ್ರ ತಾಪನ; ಹಾನಿಕಾರಕ ಅನಿಲಗಳು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದಾಗ ④ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ವಾತಾಯನ; ಮತ್ತು ⑤ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ನಲ್ಲಿ ಏಕರೂಪದ ತಾಪಮಾನ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಖಾತ್ರಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗೆ ವ್ಯವಸ್ಥಿತ ವಿನ್ಯಾಸ ವಿಧಾನದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಅನೇಕ ವಿನ್ಯಾಸ ವಿಧಾನಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆ. ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್‌ನ ನ್ಯಾಷನಲ್ ರಿನ್ಯೂವಬಲ್ ಎನರ್ಜಿ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿ (ಎನ್‌ಆರ್‌ಇಎಲ್) ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ವಿನ್ಯಾಸ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಏಳು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ:

1) ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಸ್ವಯಂ-ಕ್ಯಾಲಿಬರ್ ಮತ್ತು ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ. ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಉಷ್ಣತೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಸೂಕ್ತವಾದ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಸ್ವಯಂ-ಕ್ಯಾಲಿಬರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಪವರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನವು 10~40 ಡಿಗ್ರಿ, ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನ ಮಿತಿ 0 ಡಿಗ್ರಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ{10}}ತಾಪಮಾನ ಮಿತಿ 45 ಡಿಗ್ರಿ . ಆದ್ದರಿಂದ, ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ವಿನ್ಯಾಸವು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ತೀವ್ರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಪೂರೈಸುವಾಗ, ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಸೂಕ್ತವಾದ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಶ್ರಮಿಸಬೇಕು.

2) ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಶಾಖ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅಳೆಯಿರಿ ಅಥವಾ ಅಂದಾಜು ಮಾಡಿ. ಬ್ಯಾಟರಿ ಚಾರ್ಜ್-ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳ ಮೂಲಕ, ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆ ಅಥವಾ ತಾಪನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ.

3) ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಆರಂಭಿಕ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ, ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾಧ್ಯಮವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯ ರಚನೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವುದು ಸೇರಿದಂತೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಕೂಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಏರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಅಥವಾ ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಏರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳವಾಗಿದೆ ಆದರೆ ನಿಷ್ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ; ದ್ರವ ತಂಪಾಗಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಕೀರ್ಣ ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ. ಬಿಸಿ ಗಾಳಿಯ ತಾಪನ, ದ್ರವ ಹರಿವಿನ ತಾಪನ ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಮೂಲದಿಂದ ನೇರ ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣ ತಾಪನದಂತಹ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ತಾಪನ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ.

4) ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ನ ಉಷ್ಣ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಊಹಿಸಿ. ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ನ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಷರತ್ತುಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆ ಮತ್ತು ತಾಪನ ಅಗತ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಿ ಮತ್ತು ನಿರ್ಣಯಿಸಿ.

5) ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ನ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ವಿನ್ಯಾಸ. ನಿರ್ಧರಿಸಿದ ಶಾಖ ಮಾಧ್ಯಮ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವರ್ತನೆಯ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತತ್ವ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ನಡೆಸುವುದು.

6) ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿ. ಸ್ಕೇಲ್ಡ್-ಡೌನ್ ಅಥವಾ ಫುಲ್-ಸ್ಕೇಲ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಾ ಬೆಂಚ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಿಮ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ನೈಜ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಷರತ್ತುಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿ.

7) ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಿ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸಿ.

ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಶಾಖದ ಉತ್ತಮ ವಾಹಕಗಳಲ್ಲ. ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಆಂತರಿಕ ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮೇಲ್ಮೈ ತಾಪಮಾನದ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಗಣಿತದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಉಷ್ಣ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಊಹಿಸುವುದು ಬ್ಯಾಟರಿ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವಲ್ಲಿ ಅನಿವಾರ್ಯ ಹಂತವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ಗಣಿತದ ಮಾದರಿಗಳು ಎರಡು -ಆಯಾಮದ ಮತ್ತು ಮೂರು{4}}ಆಯಾಮದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ, ಮೂರು-ಆಯಾಮದ ಮಾದರಿ, ಅದರ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ, ಹಲವಾರು ಬ್ಯಾಟರಿ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಮಾದರಿಯು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿರುತ್ತದೆ:

Battery Thermal Field Calculation and Temperature Prediction

ಅಲ್ಲಿ T ಎಂಬುದು ತಾಪಮಾನ;

ρ ಸರಾಸರಿ ಸಾಂದ್ರತೆ;

c_p ಎಂಬುದು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಾಗಿದೆ;

λ_x, λ_y, λ_z ಕ್ರಮವಾಗಿ x, y ಮತ್ತು z ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ;

q ಯುನಿಟ್ ಪರಿಮಾಣಕ್ಕೆ ಶಾಖ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ದರವಾಗಿದೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿ ಬಾಕ್ಸ್‌ನೊಳಗಿನ ವಿವಿಧ ಬ್ಯಾಟರಿ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಬ್ಯಾಟರಿ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿನ ಅಸಮಂಜಸತೆಯನ್ನು ಉಲ್ಬಣಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ. ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ, ಇದು ಕೆಲವು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ -ಅತಿಯಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಲು ಅಥವಾ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಅವುಗಳ ಜೀವಿತಾವಧಿ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷತೆಯ ಅಪಾಯಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿ ಬಾಕ್ಸ್‌ನೊಳಗಿನ ಬ್ಯಾಟರಿ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ನಿಕಟ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿವೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಶಾಖವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ಒಲವು ತೋರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿರುವವುಗಳು ಉತ್ತಮ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವಾಗ, ಏಕರೂಪದ ಶಾಖದ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಇದು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ. ಏರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ವಾತಾಯನ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ: ಸರಣಿ ಮತ್ತು ಸಮಾನಾಂತರ, ಏಕರೂಪದ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು. ಗಾಳಿಯ ಹರಿವಿನ ವಿನ್ಯಾಸವು ದ್ರವ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ವಾಯುಬಲವಿಜ್ಞಾನದ ಮೂಲ ತತ್ವಗಳಿಗೆ ಬದ್ಧವಾಗಿರಬೇಕು.

ಬ್ಯಾಟರಿ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವಾಗ, ಫ್ಯಾನ್‌ನ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ, ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಮಾಪನ ಬಿಂದುಗಳ ಸ್ಥಳವನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬೇಕು.

ಗಾಳಿಯ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ಕೂಲಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವಾಗ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕೂಲಿಂಗ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಖಾತ್ರಿಪಡಿಸುವಾಗ, ಫ್ಯಾನ್ ಶಬ್ದ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಹರಿವಿನ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬೇಕು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಸಿಸ್ಟಮ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ, ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮತ್ತು ದ್ರವ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ (CFD) ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಒತ್ತಡದ ಕುಸಿತ ಮತ್ತು ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಫ್ಯಾನ್‌ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಬಹುದು. ಹರಿವಿನ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ಅಕ್ಷೀಯ ಹರಿವಿನ ಅಭಿಮಾನಿಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು; ಹರಿವಿನ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಅಧಿಕವಾಗಿದ್ದಾಗ, ಕೇಂದ್ರಾಪಗಾಮಿ ಅಭಿಮಾನಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಸಹಜವಾಗಿ, ಫ್ಯಾನ್ ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಂಡಿರುವ ಸ್ಥಳ ಮತ್ತು ಅದರ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಸಹ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು. ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಫ್ಯಾನ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ತಂತ್ರವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ಸಹ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕಾರ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.

Schematic diagram of temperature measurement points in the battery box

ಬ್ಯಾಟರಿ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯೊಳಗಿನ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ನ ತಾಪಮಾನ ವಿತರಣೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಸಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನದ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ವಿಭಿನ್ನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ನ ಉಷ್ಣ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸಮಗ್ರ ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಸಿಸ್ಟಮ್ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸಂದರ್ಭವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ, ಸೀಮಿತ ಅಂಶ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ, ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಅತಿಗೆಂಪು ಥರ್ಮಲ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಅಥವಾ ನೈಜ-ಸಮಯದ ಬಹು{3}}ಪಾಯಿಂಟ್ ತಾಪಮಾನ ಮಾನಿಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್, ಬ್ಯಾಟರಿ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕೋಶಗಳ ಉಷ್ಣ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸಬಹುದು, ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನ ಬಿಂದುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ತವಾದ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು. ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನಗಳ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕಗಳು ತಂಪಾಗಿಸುವ ಗಾಳಿಯ ಹರಿವಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿನ್ಯಾಸವು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವಾಗ, ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕಗಳಿಗೆ ಜಾಗವನ್ನು ಕಾಯ್ದಿರಿಸಬೇಕು; ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸೂಕ್ತವಾದ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ತವಾದ ತೆರೆಯುವಿಕೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಟೊಯೋಟಾದ ಪ್ರಿಯಸ್ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ 228 ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯನ್ನು 5 ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕಗಳಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೀಜಿಂಗ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಬಸ್ ಪವರ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಪ್ರತಿ ಬಾಕ್ಸ್‌ಗೆ 6 ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 8-16a ನಲ್ಲಿ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ನೋಡಿ), ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಟರ್ಮಿನಲ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಬಾಕ್ಸ್‌ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಲೈನ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪಾಯಿಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರ 8-16 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾಧ್ಯಮದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಗಳ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಮೂರು ವಿಧಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಏರ್ ಕೂಲಿಂಗ್, ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಹಂತ ಬದಲಾವಣೆ ವಸ್ತು ಕೂಲಿಂಗ್. ವಸ್ತು ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಅತ್ಯಂತ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ಶಾಖದ ಪ್ರಸರಣ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯ ಗಾಳಿಯ ಹರಿವಿನ ರಚನೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಗಾಳಿಯ ತಂಪಾಗಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಎರಡು ವಿಧಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಸರಣಿ ವಾತಾಯನ ಮತ್ತು ಸಮಾನಾಂತರ ವಾತಾಯನ, ಕ್ರಮವಾಗಿ ಚಿತ್ರಗಳು 8-17 ಮತ್ತು 8-18 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ.

ಸರಣಿಯ ಸಂರಚನೆಯಲ್ಲಿ, ಶಾಖವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಗಾಳಿಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ನ ಒಂದು ಬದಿಯಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಗಾಳಿಯ ಹರಿವು ಅದು ಮೊದಲು ಹಾದುಹೋಗುವ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಂದ ನಂತರ ಹಾದುಹೋಗುವ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಶಾಖವನ್ನು ಒಯ್ಯುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅಸಮಂಜಸವಾದ ತಾಪಮಾನಗಳು ಮತ್ತು ಗಮನಾರ್ಹ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಸಮಾನಾಂತರ ಸಂರಚನೆಯಲ್ಲಿ, ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಗಾಳಿಯ ಹರಿವು ಲಂಬವಾಗಿ ಏರುತ್ತದೆ, ಗಾಳಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸಮವಾಗಿ ವಿತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ನಾದ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾದ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಆಂತರಿಕ ತಾಪನ ಅಥವಾ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆಯೇ ಎಂಬುದನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು. ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸರಳವಾದ ಮೂಲಸೌಕರ್ಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ; ಸಕ್ರಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಉತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ.

ಅಂಕಿಅಂಶಗಳು 8-19, 8-20 ಮತ್ತು 8-21 ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯ ಮತ್ತು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಗಾಳಿಯ ತಾಪನ ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಪ್ರಸರಣ ರಚನೆಗಳ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.

Thermal Management System Design and Implementation

ಅಂಕಿ 8-19 ಮತ್ತು 8-20 ರಲ್ಲಿ, ಕಾರಿನ ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣ ಅಥವಾ ತಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಗಾಳಿಯನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸಿ ಮತ್ತು ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಅದನ್ನು ಇನ್ನೂ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಂದಿಗೆ, ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಸುತ್ತುವರಿದ ಗಾಳಿಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಅಸಂಗತತೆಯಿಂದಾಗಿ, ಸರಿಯಾದ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆಗಾಗಿ ಸುತ್ತುವರಿದ ಗಾಳಿಯು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ (10~35 ಡಿಗ್ರಿ ) ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬೇಕು. ಅತ್ಯಂತ ಶೀತ ಅಥವಾ ಬಿಸಿ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದರಿಂದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಸಮಾನತೆ ಉಂಟಾಗಬಹುದು.

ತಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ಗೆ ಬಿಸಿ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ಚಿತ್ರ 8-22 ~ 8-25 (ಪ್ರಿಸ್ಮಾಟಿಕ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಾಗಿ) ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಇತರ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.

Other heating methods