ന്യൂ എനർജി ബസുകളിൽ ബാറ്ററി തെർമൽ മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ (ബിടിഎംഎസ്) പ്രയോഗത്തിന്റെ വിശകലനം

വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന വാഹനങ്ങൾ എന്ന നിലയിൽ പുതിയ എനർജി ബസുകൾക്ക് (പൊതു ബസുകൾ, പാസഞ്ചർ ബസുകൾ, ടൂറിസ്റ്റ് ബസുകൾ മുതലായവ) വലിയ ബാറ്ററി ശേഷി, വിതരണം ചെയ്ത ബാറ്ററി പായ്ക്ക് ലേഔട്ട്, ഉയർന്ന ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് ആവശ്യകതകൾ, ഔട്ട്ഡോർ ഓൾ-കണ്ടീഷൻ പ്രവർത്തനം, ഉയർന്ന യാത്രക്കാരുടെ ശേഷി എന്നിവ പോലുള്ള പ്രധാന സവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്.ബാറ്ററി തെർമൽ മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റം (BTMS)"ബാറ്ററി താപനില നിയന്ത്രണ ഉപകരണം" മാത്രമല്ല, ബസ് പ്രവർത്തന സുരക്ഷ, ബാറ്ററി ലൈഫ്, പ്രവർത്തന കാര്യക്ഷമത, ശ്രേണി സ്ഥിരത എന്നിവ ഉറപ്പാക്കുന്ന ഒരു കോർ സിസ്റ്റമാണിത്. പുതിയ എനർജി ബസുകളുടെ താപ മാനേജ്മെന്റിനെ പാസഞ്ചർ കാറുകളിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന മൊഡ്യൂൾ കൂടിയാണിത്.

ബസ് പവർ ബാറ്ററികളുടെ (പ്രധാനമായും ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ്, ചെറിയ അളവിൽ ടെർനറി ലിഥിയം) പ്രവർത്തന സവിശേഷതകൾക്കായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്ന ഈ സംവിധാനം, സജീവ താപനില നിയന്ത്രണം, മാലിന്യ താപ വീണ്ടെടുക്കൽ, ഏകീകൃത താപനില നിയന്ത്രണം, ഫാസ്റ്റ്-ചാർജിംഗ് താപനില നിയന്ത്രണം തുടങ്ങിയ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ബാറ്ററി പായ്ക്ക് താപനില 25~35℃ എന്ന ഒപ്റ്റിമൽ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പരിധിക്കുള്ളിൽ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു. "ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾക്കുള്ള പവർ ബാറ്ററികൾക്കുള്ള സുരക്ഷാ ആവശ്യകതകൾ" (GB 38031) എന്ന ദേശീയ നിലവാരത്തിന്റെ നിർബന്ധിത സുരക്ഷാ മാനദണ്ഡങ്ങളും ഇത് പാലിക്കുന്നു, ഇത് പുതിയ എനർജി ബസുകളുടെ വാണിജ്യ പ്രവർത്തനത്തിന് അത്യാവശ്യമായ ഒരു കോർ സിസ്റ്റമാക്കി മാറ്റുന്നു.

I. പുതിയ ഊർജ്ജ ബസുകൾക്കായുള്ള BTMS-ന്റെ പ്രധാന ആപ്ലിക്കേഷൻ മൂല്യം

യാത്രാ വാഹനങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ,ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾക്ക് ബി.ടി.എം.എസ്.(ബസുകൾ) ബസുകൾ **"പ്രവർത്തനാധിഷ്ഠിത" കാര്യങ്ങളിൽ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു, അവയുടെ പ്രധാന മൂല്യങ്ങൾ പ്രവർത്തന ചെലവ് കുറയ്ക്കുക, പ്രവർത്തന കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുക, പ്രവർത്തന സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കുക എന്നിവയെ കേന്ദ്രീകരിച്ചാണ്, മറിച്ച് റേഞ്ച് വർദ്ധിപ്പിക്കുക എന്നതിലുപരി. ബസുകളിലും പാസഞ്ചർ വാഹനങ്ങളിലും താപ മാനേജ്മെന്റ് തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസം ഇതാണ്:

1. തെർമൽ റൺവേ തടയുകയും വാഹന പ്രവർത്തന സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുക
പുതിയ എനർജി ബസ് ബാറ്ററി പായ്ക്കുകൾക്ക് സാധാരണയായി 100-300kWh ശേഷിയുണ്ട്, പരമ്പരയിലും സമാന്തരമായും ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഡസൻ കണക്കിന് ബാറ്ററി മൊഡ്യൂളുകൾ ഇതിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഔട്ട്ഡോർ എക്സ്പോഷർ, മുകളിലേക്ക് വാഹനമോടിക്കുമ്പോൾ ഉയർന്ന ലോഡ്, ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് സമയത്ത് ഉയർന്ന കറന്റ് എന്നിവ പ്രാദേശികമായി അമിതമായി ചൂടാകാൻ കാരണമാകും.ബാറ്ററി താപ നിയന്ത്രണ സംവിധാനംസജീവമായ തണുപ്പിക്കൽ, താപനില നിരീക്ഷണം, തെർമൽ റൺഅവേ മുന്നറിയിപ്പുകൾ എന്നിവയിലൂടെ ബാറ്ററി ബൾജിംഗ്, ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ, തെർമൽ റൺഅവേ എന്നിവ തടയുന്നു, ഇത് ബസ് പ്രവർത്തനങ്ങളിലെ അപകട നിരക്ക് അടിസ്ഥാനപരമായി കുറയ്ക്കുന്നു (ബസുകൾ/പാസഞ്ചർ വാഹനങ്ങൾക്കുള്ള സുരക്ഷാ ആവശ്യകതകൾ യാത്രാ വാഹനങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് വളരെ കൂടുതലാണ്).

2. ബാറ്ററി സൈക്കിൾ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും പ്രവർത്തന മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ ചെലവ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു

പുതിയ എനർജി ബസുകളുടെ പ്രധാന ചെലവ് പവർ ബാറ്ററിയാണ് (30%-40%), കൂടാതെ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് വാഹനത്തിന്റെ ബാറ്ററി ലൈഫ് ഒരു വാഹനത്തിന്റെ ആകെ ലൈഫ് സൈക്കിൾ ചെലവ് നേരിട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നു. താപനിലയിലെ ഓരോ 1°C വർദ്ധനവിനും, ഒരു ലിഥിയം ബാറ്ററിയുടെ സൈക്കിൾ ലൈഫ് ഏകദേശം 2% കുറയുന്നു; കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ചാർജ് ചെയ്യുന്നതും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നതും മാറ്റാനാവാത്ത ലിഥിയം ക്രിസ്റ്റലൈസേഷനിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം.ഇലക്ട്രിക് വാഹന താപ മാനേജ്മെന്റ്കൃത്യമായ താപനില നിയന്ത്രണത്തിലൂടെ, ബസ് ബാറ്ററികളുടെ സൈക്കിൾ ആയുസ്സ് 3-4 വർഷത്തിൽ നിന്ന് (ഏകദേശം 2000 സൈക്കിളുകൾ) 5-6 വർഷമായി (ഏകദേശം 3000 സൈക്കിളുകൾ) വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ഓപ്പറേറ്റർമാരുടെ ബാറ്ററി മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ ചെലവ് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.

ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് സാഹചര്യങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നത് ബസുകളുടെ പ്രവർത്തന ടേൺഓവർ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. ബസുകൾ പലപ്പോഴും 3-10 മിനിറ്റ് ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് മോഡ് ഉപയോഗിക്കുന്നു (ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് കറന്റ് 300-500A വരെ എത്താം). ഉയർന്ന കറന്റ് ചാർജിംഗ് വേഗത്തിൽ വലിയ അളവിൽ താപം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. കൃത്യസമയത്ത് തണുപ്പിച്ചില്ലെങ്കിൽ, ബാറ്ററി ഓവർഹീറ്റ് പ്രൊട്ടക്ഷൻ പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുകയും ചാർജിംഗ് പവർ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും, ഇത് കൂടുതൽ ചാർജിംഗ് സമയത്തിന് കാരണമാകും. BTMS-ന്റെ സമർപ്പിത ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് താപനില നിയന്ത്രണ പ്രവർത്തനത്തിന് ബാറ്ററി താപനില ഒപ്റ്റിമൽ പരിധിക്കുള്ളിൽ വേഗത്തിൽ നിയന്ത്രിക്കാനും ചാർജിംഗ് പവർ ഡീഗ്രേഡേഷൻ ഒഴിവാക്കാനും ബസുകളുടെ "ചാർജ് ആൻഡ് ഗോ" പ്രവർത്തന താളം ഉറപ്പാക്കാനും കഴിയും.

3. ബാറ്ററി ചാർജിംഗും ഡിസ്ചാർജിംഗും കാര്യക്ഷമമാക്കുന്നത് പ്രവർത്തന ശ്രേണിയുടെ അപചയം കുറയ്ക്കുന്നു. പുതിയ ഊർജ്ജ ബസുകൾ നിശ്ചിത റൂട്ടുകളിലോ (ബസുകൾ) ദീർഘദൂരങ്ങളിലോ (പാസഞ്ചർ ഗതാഗതം) പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഉയർന്ന ശ്രേണി സ്ഥിരത ആവശ്യമാണ്. ഉയർന്ന താപനില ബാറ്ററി ഡിസ്ചാർജ് കാര്യക്ഷമത കുറയ്ക്കുന്നു, അതേസമയം കുറഞ്ഞ താപനില 30%–50% ശേഷി കുറയ്ക്കുന്നതിന് കാരണമാകും. ഉയർന്ന താപനിലയിൽ സജീവമായ തണുപ്പിക്കൽ, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ സജീവമായ പ്രീഹീറ്റിംഗ് എന്നിവയിലൂടെ BTMS (ബാറ്ററി തെർമൽ മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റം) ബാറ്ററി ചാർജ്/ഡിസ്ചാർജ് കാര്യക്ഷമത 90% ന് മുകളിൽ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു, പ്രവർത്തന സമയത്ത് ബാറ്ററി താപനില പ്രശ്നങ്ങൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന വൈദ്യുതി നഷ്ടവും തകരാറുകളും തടയുന്നു.

ബാറ്ററി പായ്ക്ക് താപനില ഏകത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത് വ്യക്തിഗത മൊഡ്യൂളുകളുടെ അകാല നശീകരണം തടയുന്നു. പുതിയ എനർജി ബസുകളിലെ ബാറ്ററി പായ്ക്കുകൾ പലപ്പോഴും വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു (മേൽക്കൂര, ഷാസി വശങ്ങൾ, പിൻഭാഗം). വ്യത്യസ്ത സ്ഥലങ്ങളിലെ ബാറ്ററി മൊഡ്യൂളുകളെ ആംബിയന്റ് താപനില (ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന താപനിലയ്ക്ക് വിധേയമാകുന്ന മേൽക്കൂര മൊഡ്യൂളുകൾ, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ഷാസി മൊഡ്യൂളുകൾ), മൊഡ്യൂളുകൾക്കിടയിൽ അമിതമായ താപനില വ്യത്യാസങ്ങൾക്ക് (>5℃) എളുപ്പത്തിൽ കാരണമാകുന്നു, ഇത് വ്യക്തിഗത മൊഡ്യൂളുകളുടെ അമിത ചാർജിംഗ്, അമിത ഡിസ്ചാർജ്, അകാല നശീകരണം എന്നിവയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു. താപനില ഏകതാന നിയന്ത്രണത്തിലൂടെ, BTMS, ബാറ്ററി പായ്ക്കിനുള്ളിലെ മൊഡ്യൂളുകൾ തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം **≤3℃** ആയി നിയന്ത്രിക്കുന്നു, മൊത്തത്തിലുള്ള ബാറ്ററി പായ്ക്ക് സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കുകയും "സിംഗിൾ മൊഡ്യൂൾ മുഴുവൻ പായ്ക്കും താഴേക്ക് വലിച്ചിടുന്നത്" തടയുകയും ചെയ്യുന്നു. 4. ഊർജ്ജ സംരക്ഷണവും ഉപഭോഗവും കുറയ്ക്കുകയും, പ്രവർത്തന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള BTMS, ബസ് മോട്ടോർ, ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണം, എയർ കണ്ടീഷനിംഗ് സിസ്റ്റം എന്നിവയുടെ മാലിന്യ താപ വീണ്ടെടുക്കൽ സംയോജിപ്പിച്ച് പരമ്പരാഗത PTC ഇലക്ട്രിക് ഹീറ്റിംഗ് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കും (വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം 10~20kW വരെ എത്താം), കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ബാറ്ററി പ്രീഹീറ്റിംഗ് ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുക, ശൈത്യകാലത്ത് ബസ് പ്രവർത്തന ശ്രേണി 15%~20% വർദ്ധിപ്പിക്കുക, ചാർജിംഗ് ആവൃത്തിയും പ്രവർത്തന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗ ചെലവും കുറയ്ക്കുക.