ഇലക്ട്രിക് വെഹിക്കിൾ പവർട്രെയിനുകളിലെ തെർമൽ മാനേജ്മെന്റിന്റെ ഒരു അവലോകനം

ഓട്ടോമോട്ടീവ് പവർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ താപ മാനേജ്മെന്റിനെ പരമ്പരാഗത ഇന്ധന വാഹന പവർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ താപ മാനേജ്മെന്റ്, പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹന പവർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ താപ മാനേജ്മെന്റ് എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇപ്പോൾ പരമ്പരാഗത ഇന്ധന വാഹന പവർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ താപ മാനേജ്മെന്റ് വളരെ പക്വത പ്രാപിച്ചിരിക്കുന്നു. പരമ്പരാഗത ഇന്ധന വാഹനം എഞ്ചിൻ ഉപയോഗിച്ചാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, അതിനാൽ എഞ്ചിൻ താപ മാനേജ്മെന്റ് പരമ്പരാഗത ഓട്ടോമോട്ടീവ് താപ മാനേജ്മെന്റിന്റെ ശ്രദ്ധാകേന്ദ്രമാണ്. എഞ്ചിന്റെ താപ മാനേജ്മെന്റിൽ പ്രധാനമായും എഞ്ചിന്റെ കൂളിംഗ് സിസ്റ്റം ഉൾപ്പെടുന്നു. ഉയർന്ന ലോഡ് പ്രവർത്തനത്തിൽ എഞ്ചിൻ അമിതമായി ചൂടാകുന്നത് തടയാൻ കാർ സിസ്റ്റത്തിലെ താപത്തിന്റെ 30% ത്തിലധികം എഞ്ചിൻ കൂളിംഗ് സർക്യൂട്ട് പുറത്തുവിടേണ്ടതുണ്ട്. ക്യാബിൻ ചൂടാക്കാൻ എഞ്ചിന്റെ കൂളന്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പരമ്പരാഗത ഇന്ധന വാഹനങ്ങളുടെ പവർ പ്ലാന്റ് പരമ്പരാഗത ഇന്ധന വാഹനങ്ങളുടെ എഞ്ചിനുകളും ട്രാൻസ്മിഷനുകളും ചേർന്നതാണ്, അതേസമയം പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങൾ ബാറ്ററികൾ, മോട്ടോറുകൾ, ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണങ്ങൾ എന്നിവ ചേർന്നതാണ്. രണ്ടിന്റെയും താപ മാനേജ്മെന്റ് രീതികൾ വലിയ മാറ്റങ്ങൾക്ക് വിധേയമായിട്ടുണ്ട്. പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളുടെ പവർ ബാറ്ററി സാധാരണ പ്രവർത്തന താപനില പരിധി 25～40℃ ആണ്. അതിനാൽ, ബാറ്ററിയുടെ താപ മാനേജ്മെന്റിന് അത് ചൂടാക്കി നിലനിർത്തുകയും അത് വിനിയോഗിക്കുകയും ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. അതേ സമയം, മോട്ടോറിന്റെ താപനില വളരെ ഉയർന്നതായിരിക്കരുത്. മോട്ടോറിന്റെ താപനില വളരെ ഉയർന്നതാണെങ്കിൽ, അത് മോട്ടോറിന്റെ സേവന ജീവിതത്തെ ബാധിക്കും. അതിനാൽ, ഉപയോഗ സമയത്ത് മോട്ടോർ ആവശ്യമായ താപ വിസർജ്ജന നടപടികൾ സ്വീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ബാറ്ററിയുടെ താപ മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റത്തിനും മോട്ടോർ ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണത്തിന്റെയും മറ്റ് ഘടകങ്ങളുടെയും താപ മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റത്തിനും ഒരു ആമുഖം താഴെ കൊടുക്കുന്നു.

പവർ ബാറ്ററി തെർമൽ മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റം

പവർ ബാറ്ററിയുടെ താപ മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റം പ്രധാനമായും വ്യത്യസ്ത കൂളിംഗ് മീഡിയയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള എയർ കൂളിംഗ്, ലിക്വിഡ് കൂളിംഗ്, ഫേസ് ചേഞ്ച് മെറ്റീരിയൽ കൂളിംഗ്, ഹീറ്റ് പൈപ്പ് കൂളിംഗ് എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത കൂളിംഗ് രീതികളുടെ തത്വങ്ങളും സിസ്റ്റം ഘടനകളും തികച്ചും വ്യത്യസ്തമാണ്.

1) പവർ ബാറ്ററി എയർ കൂളിംഗ്: ബാറ്ററി പായ്ക്കും പുറം വായുവും വായുപ്രവാഹത്തിലൂടെ സംവഹന താപ കൈമാറ്റം നടത്തുന്നു. എയർ കൂളിംഗിനെ സാധാരണയായി സ്വാഭാവിക കൂളിംഗ്, നിർബന്ധിത കൂളിംഗ് എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. കാർ ഓടിക്കൊണ്ടിരിക്കുമ്പോൾ പുറം വായു ബാറ്ററി പായ്ക്ക് തണുപ്പിക്കുന്നതിനെ സ്വാഭാവിക കൂളിംഗ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ബാറ്ററി പായ്ക്കിനെതിരെ നിർബന്ധിത കൂളിംഗിനായി ഒരു ഫാൻ സ്ഥാപിക്കുക എന്നതാണ് നിർബന്ധിത എയർ കൂളിംഗ്. കുറഞ്ഞ ചെലവും എളുപ്പത്തിലുള്ള വാണിജ്യ പ്രയോഗവുമാണ് എയർ കൂളിംഗിന്റെ ഗുണങ്ങൾ. കുറഞ്ഞ താപ വിസർജ്ജന കാര്യക്ഷമത, വലിയ സ്ഥല അധിനിവേശ അനുപാതം, ഗുരുതരമായ ശബ്ദ പ്രശ്നങ്ങൾ എന്നിവയാണ് പോരായ്മകൾ.പി‌ടി‌സി എയർ ഹീറ്റർ)

2) പവർ ബാറ്ററി ലിക്വിഡ് കൂളിംഗ്: ബാറ്ററി പായ്ക്കിന്റെ താപം ദ്രാവകത്തിന്റെ ഒഴുക്ക് വഴി എടുത്തുകളയുന്നു. ദ്രാവകത്തിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട താപ ശേഷി വായുവിനേക്കാൾ കൂടുതലായതിനാൽ, ദ്രാവക തണുപ്പിക്കലിന്റെ തണുപ്പിക്കൽ പ്രഭാവം വായു തണുപ്പിക്കലിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ്, കൂടാതെ തണുപ്പിക്കൽ വേഗതയും വായു തണുപ്പിക്കലിനേക്കാൾ വേഗതയുള്ളതാണ്, കൂടാതെ ബാറ്ററി പായ്ക്കിന്റെ താപ വിസർജ്ജനത്തിനു ശേഷമുള്ള താപനില വിതരണം താരതമ്യേന ഏകതാനമാണ്. അതിനാൽ, ദ്രാവക തണുപ്പിക്കൽ വാണിജ്യപരമായി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.പി‌ടി‌സി കൂളന്റ് ഹീറ്റർ)

3) ഘട്ടം മാറ്റുന്ന വസ്തുക്കളുടെ തണുപ്പിക്കൽ: ഘട്ടം മാറ്റുന്ന വസ്തുക്കളിൽ (PhaseChangeMaterial, PCM) പാരഫിൻ, ഹൈഡ്രേറ്റഡ് ലവണങ്ങൾ, ഫാറ്റി ആസിഡുകൾ മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇവയ്ക്ക് ഘട്ടം മാറ്റം സംഭവിക്കുമ്പോൾ വലിയ അളവിൽ ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്ന താപം ആഗിരണം ചെയ്യാനോ പുറത്തുവിടാനോ കഴിയും, അതേസമയം അവയുടെ സ്വന്തം താപനില മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു. അതിനാൽ, അധിക ഊർജ്ജ ഉപഭോഗമില്ലാതെ PCM-ന് വലിയ താപ ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​ശേഷിയുണ്ട്, കൂടാതെ മൊബൈൽ ഫോണുകൾ പോലുള്ള ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ബാറ്ററി കൂളിംഗിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഓട്ടോമോട്ടീവ് പവർ ബാറ്ററികളുടെ പ്രയോഗം ഇപ്പോഴും ഗവേഷണ ഘട്ടത്തിലാണ്. ഘട്ടം മാറ്റുന്ന വസ്തുക്കൾക്ക് കുറഞ്ഞ താപ ചാലകതയുടെ പ്രശ്നമുണ്ട്, ഇത് ബാറ്ററിയുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന PCM-ന്റെ ഉപരിതലം ഉരുകാൻ കാരണമാകുന്നു, അതേസമയം മറ്റ് ഭാഗങ്ങൾ ഉരുകുന്നില്ല, ഇത് സിസ്റ്റത്തിന്റെ താപ കൈമാറ്റ പ്രകടനം കുറയ്ക്കുകയും വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള പവർ ബാറ്ററികൾക്ക് അനുയോജ്യമല്ല. ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ, പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളുടെ താപ മാനേജ്മെന്റിനുള്ള ഏറ്റവും സാധ്യതയുള്ള വികസന പരിഹാരമായി PCM കൂളിംഗ് മാറും.

4) ഹീറ്റ് പൈപ്പ് കൂളിംഗ്: ഘട്ടം മാറ്റ താപ കൈമാറ്റത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു ഉപകരണമാണ് ഹീറ്റ് പൈപ്പ്. പൂരിത പ്രവർത്തന മാധ്യമം/ദ്രാവകം (വെള്ളം, എഥിലീൻ ഗ്ലൈക്കോൾ അല്ലെങ്കിൽ അസെറ്റോൺ മുതലായവ) നിറച്ച സീൽ ചെയ്ത കണ്ടെയ്നർ അല്ലെങ്കിൽ സീൽ ചെയ്ത പൈപ്പാണ് ഹീറ്റ് പൈപ്പ്. ഹീറ്റ് പൈപ്പിന്റെ ഒരു ഭാഗം ബാഷ്പീകരണ അറ്റമാണ്, മറ്റേ അറ്റം കണ്ടൻസേഷൻ അറ്റമാണ്. ഇതിന് ബാറ്ററി പാക്കിന്റെ ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യാൻ മാത്രമല്ല, ബാറ്ററി പായ്ക്ക് ചൂടാക്കാനും കഴിയും. നിലവിൽ ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ പവർ ബാറ്ററി താപ മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റമാണിത്. എന്നിരുന്നാലും, ഇത് ഇപ്പോഴും ഗവേഷണത്തിലാണ്.

5) റഫ്രിജറന്റ് ഡയറക്ട് കൂളിംഗ്: R134a റഫ്രിജറന്റിന്റെയും മറ്റ് റഫ്രിജറന്റുകളുടെയും തത്വം ഉപയോഗിച്ച് ചൂട് ബാഷ്പീകരിക്കാനും ആഗിരണം ചെയ്യാനും, ബാറ്ററി ബോക്സ് വേഗത്തിൽ തണുപ്പിക്കുന്നതിന് എയർ കണ്ടീഷനിംഗ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ബാഷ്പീകരണം ബാറ്ററി ബോക്സിൽ സ്ഥാപിക്കാനുമുള്ള ഒരു മാർഗമാണ് ഡയറക്ട് കൂളിംഗ് സിസ്റ്റം. ഉയർന്ന കൂളിംഗ് കാര്യക്ഷമതയും വലിയ കൂളിംഗ് ശേഷിയും ഡയറക്ട് കൂളിംഗ് സിസ്റ്റത്തിനുണ്ട്.