इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणाली और बैटरी जीवन का रिश्ते पर सीधा प्रभाव पड़ता है. ऐसा इसलिए है क्योंकि तापमान नियंत्रण सीधे बैटरी रासायनिक स्थिरता और भौतिक संरचनात्मक अखंडता को प्रभावित करता है. बैटरी ख़राब होना, यानी, क्षमता में कमी और आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि. यह अनिवार्य रूप से आंतरिक विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं और सामग्री उम्र बढ़ने का संचयी परिणाम है. अनुपयुक्त तापमान इस प्रक्रिया को तेज कर देता है. इस कागज़ में, हम बैटरी की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया का विश्लेषण करते हैं, उम्र बढ़ने पर तापमान का प्रभाव, और तीन आयामों में बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणाली का सिद्धांत.
इलेक्ट्रिक बसों जैसे वाणिज्यिक वाहनों की बैटरियां आमतौर पर लिथियम-आयन बैटरी होती हैं. लिथियम-आयन बैटरियों का जीवन मुख्यतः दो अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के कारण घटता है.
1. चक्रीय उम्र बढ़ना, यानी. चार्ज/डिस्चार्ज चक्र के कारण. बैटरी के सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सामग्री लिथियम आयनों की एम्बेडिंग/डी-एम्बेडिंग प्रक्रिया के दौरान मात्रा में परिवर्तन से गुजरती है।, जिससे सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड संरचनाएं चाक हो सकती हैं, सक्रिय पदार्थों का निष्कासन, और इसी तरह. एक ही समय पर, इलेक्ट्रोलाइट और इलेक्ट्रोड एसईआई फिल्म इलेक्ट्रोलाइट और लिथियम स्रोत की खपत को बढ़ाती रहती है.
2. भंडारण उम्र बढ़ना, यानी, लंबे समय तक खड़े रहने के कारण. यहां तक कि बिना चार्ज और डिस्चार्ज किए भी, बैटरी के अंदर "स्वयं-निर्वहन" अभी भी होगा. यदि बैटरी उच्च तापमान के संपर्क में है, यह इलेक्ट्रोलाइट के अपघटन और धातु आयनों के विघटन को तेज करेगा. इससे इलेक्ट्रोड संरचना को और अधिक नुकसान होगा.
ईवी बैटरियों की उम्र बढ़ने में तापमान एक महत्वपूर्ण चर है. बहुत अधिक या बहुत कम होने से गिरावट में काफी तेजी आएगी.
1.1 नकारात्मक इलेक्ट्रोड अत्यधिक अपघटन प्रतिक्रिया एसईआई फिल्म इलेक्ट्रोड की सुरक्षा के लिए एक महत्वपूर्ण बाधा है. उच्च तापमान नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह पर इलेक्ट्रोलाइट की अपघटन प्रतिक्रिया को तेज करता है. इससे अधिक इलेक्ट्रोलाइट और सक्रिय लिथियम की खपत होगी, जिससे अपरिवर्तनीय क्षमता हानि होती है. प्रायोगिक डेटा से पता चलता है कि क्षमता प्रतिधारण दर 1000 25°C पर चक्र लगभग होता है 85%, केवल की तुलना में 60% 55°C पर. डेटा स्रोत: पावर स्रोतों का जर्नल.
1.2 कैथोड सामग्री की संरचनात्मक क्षति. निकेल-कोबाल्ट-मैंगनीज/निकेल-कोबाल्ट-एल्यूमीनियम कैथोड उच्च तापमान पर "स्तरित संरचना से सेंधा नमक संरचना में परिवर्तन" के लिए प्रवण होता है।. यह प्रक्रिया सामग्री की लिथियम एम्बेडेड क्षमता को कम करती है और क्षमता क्षय को तेज करती है.
1.3 ईवी बैटरी के थर्मल रूप से नष्ट होने का खतरा: उच्च तापमान (>60℃) इलेक्ट्रोलाइट के ऑक्सीकरण को ट्रिगर करेगा, जिससे बैटरी फूल जाती है. यदि तापमान में वृद्धि जारी रहती है (>80℃), यह ईवी के थर्मल रनवे को ट्रिगर कर सकता है, सीधे तौर पर बैटरी को नष्ट करना या यहां तक कि वाहन को जलाना भी.
2.1 प्रसार दर में कमी: कम तापमान पर इलेक्ट्रोलाइट की चिपचिपाहट बढ़ जाती है, और इलेक्ट्रोलाइट में लिथियम आयनों की प्रसार दर कम हो जाती है, जिससे बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध में उल्लेखनीय वृद्धि हुई. निम्न तापमान पर आंतरिक प्रतिरोध होता है 2-5 कमरे के तापमान से कई गुना अधिक. चार्जिंग और डिस्चार्ज करते समय, ध्रुवीकरण वोल्टेज बढ़ जाता है, और लिथियम धातु को सुई जैसे क्रिस्टल बनाने के लिए नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह पर जमा किया जाता है. इस सुई जैसे क्रिस्टल को लिथियम डेंड्राइट कहा जाता है. यह एसईआई झिल्ली को छेद देगा, जिससे माइक्रो-शॉर्ट सर्किट होता है और क्षमता क्षय में तेजी आती है.
2.2 इलेक्ट्रोड गतिविधि में कमी: कम तापमान पर एनोड सामग्री के लिथियम आयन डी-एम्बेडिंग की कठिनाई बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप वास्तविक प्रयोग करने योग्य क्षमता में कमी आती है. उदाहरण के लिए, बैटरी की क्षमता -10℃ पर ही है 50% सामान्य तापमान का. लंबे समय तक कम तापमान पर इलेक्ट्रोलाइट चालकता भी कम हो जाती है, गतिविधि को और कम करना.
भले ही बैटरी पैक का समग्र तापमान उपयुक्त हो, कोशिकाओं के बीच तापमान में बहुत अधिक अंतर के परिणामस्वरूप जीवन छोटा हो सकता है. उदाहरण के लिए, यदि कुछ बैटरियों का तापमान 35°C है और कुछ बैटरियों का तापमान 25°C है.
ईवी बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणाली का मुख्य उद्देश्य "इष्टतम ऑपरेटिंग रेंज" में बैटरी तापमान को नियंत्रित करना है।, आमतौर पर 25-40°C. कोशिका के भीतर तापमान का अंतर कम हो जाता है (≤5°C), इस प्रकार उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को दबा दिया जाता है. ऊपर वर्णित उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को रोकने के लिए बैटरी पैक के बीच तापमान के अंतर को कम करना भी आवश्यक है. टीकेटी अग्रणी बीटीएमएस प्रणाली विशेषज्ञ है.
बैटरी तरल शीतलन प्रणाली: बैटरी से गर्मी हटाने के लिए शीतलक प्रसारित करके बैटरी सेल का तापमान 55°C से नीचे नियंत्रित किया जाता है. उदाहरण के लिए, टेस्ला मॉडल में तरल-शीतलन प्रणाली 3 बैटरी सेलों के अधिकतम तापमान को 55°C तक नियंत्रित करता है. थर्मल प्रबंधन के बिना बैटरी की तुलना में यह चक्र जीवन में एक महत्वपूर्ण वृद्धि है (स्रोत टेस्ला टेक्निकल पेपर). इसका परिणाम एक से अधिक होता है 30% थर्मल प्रबंधन के बिना बैटरियों की तुलना में चक्र जीवन में वृद्धि (स्रोत: टेस्ला तकनीकी श्वेत पत्र).
पीटीसी हीटिंग: सर्दियों के कम तापमान पर, थर्मल प्रबंधन प्रणाली पीटीसी हीटर के माध्यम से बैटरी को -20°C से 5°C से अधिक तक गर्म करती है. उदाहरण के लिए, BYD ऑटो -10°C वातावरण में बैटरी सेल को 15°C तक गर्म कर सकता है, जिससे बैटरी की कार्यक्षमता बढ़ जाती है 60% को 90% (प्रयोगों से पता चलता है कि बैटरी चक्र जीवन है 20% बिना पहले से गरम किये उससे भी अधिक समय तक).
तरल शीतलन/तरल ताप समान प्रवाह डिजाइन: कूलिंग पाइपलाइन के लेआउट को अनुकूलित करके, जैसे कि सर्पेन्टाइन फ्लो चैनल और समानांतर शंट. नया डिज़ाइन दृष्टिकोण प्रत्येक बैटरी पैक सेल के लिए एक समान शीतलक प्रवाह सुनिश्चित करता है, भीतर तापमान अंतर को नियंत्रित करना 5 डिग्री.
ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी द्वारा परीक्षण (ओआरएनएल) दिखाएँ कि थर्मल प्रबंधन प्रणाली के बिना लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी की क्षमता प्रतिधारण दर केवल है 65% बाद 500 45℃ वातावरण में चक्र; जबकि बैटरी लिक्विड-कूलिंग सिस्टम से सुसज्जित उसी प्रकार की बैटरी की क्षमता प्रतिधारण दर अभी भी है 82% बाद 1,000 चक्र.
इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणाली तापमान सीमा को सटीक रूप से नियंत्रित करके और बैटरी पैक के भीतर तापमान अंतर को कम करके त्वरित बैटरी उम्र बढ़ने और इलेक्ट्रिक वाहनों के थर्मल रनवे जैसी घटनाओं को रोकती है।. यह शर्मीला है. यह सिस्टम इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए जरूरी है. यह बीएमएस का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है. इलेक्ट्रिक कार बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणाली और इलेक्ट्रिक बस बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणाली सिद्धांत रूप में समान हैं, लेकिन उच्च शीतलन दक्षता और सुरक्षा की आवश्यकता होती है.
टीकेटी ईवी समाधान वाणिज्यिक इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणालियों में एक अग्रणी विशेषज्ञ है. हम चीन में बीटीएमएस निर्माता हैं, एकीकृत डिज़ाइन, उत्पादन और बिक्री. यदि आपको इस क्षेत्र में कोई आवश्यकता है, कृपया बेझिझक एक संदेश छोड़ें. हम OEM/ODM अनुकूलन का समर्थन करते हैं. हमने डिज़ाइन किया है BYD बसों के लिए एकीकृत प्रणाली और टाटा की इलेक्ट्रिक बसें. नया सिस्टम एक ही समय में इलेक्ट्रिक बस यात्रियों और बैटरी को एक साथ ठंडा कर सकता है. अत्यधिक एकीकृत प्रणाली अधिक व्यावहारिक है. यदि आपको इस क्षेत्र में आवश्यकता है, कृपया बेझिझक एक संदेश छोड़ें.
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