তাপ ব্যবস্থাপনা প্রযুক্তি

তাপ ব্যবস্থাপনা প্রযুক্তি

ব্যাটারি থার্মাল ম্যানেজমেন্ট

ব্যাটারি তাপ ব্যবস্থাপনা বৈদ্যুতিক যানবাহনের তাপ ব্যবস্থাপনা সিস্টেমের একটি মূল উপাদান। এর মূল লক্ষ্য হল ব্যাটারি কর্মক্ষমতা, নিরাপত্তা এবং পরিষেবা জীবন নিশ্চিত করতে বিভিন্ন অপারেটিং অবস্থার অধীনে ব্যাটারি প্যাকটি একটি উপযুক্ত অপারেটিং তাপমাত্রা বজায় রাখে তা নিশ্চিত করা। ব্যাটারি তাপ ব্যবস্থাপনায় প্রধানত দুটি দিক রয়েছে: তাপ অপচয় এবং উত্তাপ। নিম্নলিখিত এই দুটি ফাংশন অর্জনের জন্য বিভিন্ন প্রযুক্তিগত পথের বিস্তারিত বর্ণনা করবে।

1. ব্যাটারি তাপ অপচয়

1) এয়ার কুলিং। বায়ু শীতল একটি অপেক্ষাকৃত সহজ এবং কম খরচে তাপ অপচয় পদ্ধতি। এটি প্রাকৃতিক পরিচলনের মাধ্যমে বা বায়ু প্রবাহকে জোর করার জন্য একটি ফ্যান ইনস্টল করে ব্যাটারি দ্বারা উত্পন্ন তাপকে সরিয়ে দেয়। এয়ার কুলিং সিস্টেম তাপ বিনিময়ের জন্য ব্যাটারি প্যাকের পৃষ্ঠের তাপ সিঙ্কের উপর নির্ভর করে, যা নিম্ন শক্তির ঘনত্বের প্রয়োজনীয়তা বা মাঝারি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা সহ পরিস্থিতিগুলির জন্য উপযুক্ত। যাইহোক, বায়ুর ছোট নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতার কারণে, তাপ বিনিময় দক্ষতা তুলনামূলকভাবে সীমিত, এবং উচ্চ-শক্তি এবং উচ্চ-শক্তির ঘনত্বের ব্যাটারির জন্য দ্রুত শীতল করার ক্ষমতা দুর্বল।

2) তরল কুলিং। তরল কুলিং দ্রবণ তাপ স্থানান্তর মাধ্যম হিসাবে কুল্যান্ট (যেমন জল, ইথিলিন গ্লাইকোল দ্রবণ ইত্যাদি) ব্যবহার করে, যা দক্ষ তাপ সঞ্চালন অর্জনের জন্য একটি প্রচলন পাইপের মাধ্যমে ব্যাটারির সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে। তরল কুলিং সিস্টেম সঠিকভাবে ব্যাটারির তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, বিশেষ করে উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য। কার্যকরভাবে ব্যাটারিকে অতিরিক্ত গরম হওয়া থেকে প্রতিরোধ করার সময়, এটি নিশ্চিত করে যে ব্যাটারির তাপমাত্রা সমানভাবে বিতরণ করা হয়েছে, যার ফলে ব্যাটারির আয়ু এবং সামগ্রিক কর্মক্ষমতা উন্নত হয়। যাইহোক, তরল শীতল কিছু সীমাবদ্ধতা আছে. তরল কুলিং সিস্টেমটি আরও জটিল, তরল ফুটো হওয়ার ঝুঁকি রয়েছে, উপাদানের জারা প্রতিরোধের জন্য নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং রক্ষণাবেক্ষণের ব্যয় বৃদ্ধি পেয়েছে।

3) ফেজ পরিবর্তন উপাদান (PCM) তাপ অপচয়. দৃঢ়-তরল ফেজ ট্রানজিশন প্রক্রিয়ার সময় ফেজ পরিবর্তনের উপকরণগুলি প্রচুর পরিমাণে সুপ্ত তাপ শোষণ করতে পারে, যার ফলে একটি ভাল তাপ অপচয়ের প্রভাব অর্জন করা যায়। ব্যাটারি থার্মাল ম্যানেজমেন্টে প্রয়োগ করা হলে, পিসিএম ব্যাটারির চারপাশে আবৃত করা যেতে পারে বা ব্যাটারি মডিউলে তাপ শোষণের জন্য এমবেড করা যেতে পারে যখন ব্যাটারির তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, ধীর তাপ মুক্তিতে ভূমিকা পালন করে। পিসিএম তাপ অপচয়ের সুবিধা হল এর ধ্রুবক তাপমাত্রার বৈশিষ্ট্য, যা ব্যাটারির তাপমাত্রা হঠাৎ বাড়তে বাধা দেয়, তবে অসুবিধাগুলিও তুলনামূলকভাবে সুস্পষ্ট। এর তাপ পরিবাহিতা তুলনামূলকভাবে দরিদ্র, প্রতিক্রিয়া গতি ধীর, এবং উপাদান খরচ বেশি।

4) তাপ পাইপ তাপ অপচয়. তাপ পাইপ দক্ষ তাপ পরিবাহিতা অর্জনের জন্য বাহ্যিক শক্তি ইনপুট ছাড়াই কার্যকারী তরলের ফেজ পরিবর্তন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে তাপ স্থানান্তর করতে পারে। ব্যাটারি থার্মাল ম্যানেজমেন্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, তাপ পাইপগুলি স্থানীয় হট স্পটগুলি থেকে দ্রুত তাপ স্থানান্তর করতে পারে এবং পুরো ব্যাটারি প্যাকের তাপমাত্রার সামঞ্জস্য উন্নত করতে পারে। তাপ পাইপগুলির উচ্চ তাপ স্থানান্তর দক্ষতা, ছোট আকার এবং হালকা ওজনের সুবিধা রয়েছে, তবে তাদের গঠন জটিল, উত্পাদন খরচ তুলনামূলকভাবে বেশি, এবং তাপ অপচয় দক্ষতা নিশ্চিত করার জন্য একটি উপযুক্ত ঘনীভবন প্রান্ত ডিজাইন করার দিকে মনোযোগ দেওয়া উচিত।

5) সরাসরি শীতল তাপ অপচয়. সরাসরি কুলিং বলতে মূলত ব্যাটারি মডিউল বা ব্যাটারি সেলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত শীতল মাধ্যমকে বোঝায় (সাধারণত তরল) যা কার্যকরভাবে ব্যাটারির অপারেটিং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। এই নকশাটি ব্যাটারি পৃষ্ঠকে দ্রুত তাপ নষ্ট করতে দেয়, যা বিশেষ করে উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ শক্তির চাহিদার জন্য উপযুক্ত। যাইহোক, সরাসরি কুলিং এর সিল করার জন্য অত্যন্ত উচ্চ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং একবার কুল্যান্ট লিক হয়ে গেলে, এটি গুরুতর নিরাপত্তা বিপত্তি সৃষ্টি করতে পারে।

2. ব্যাটারি গরম করা

1) পিটিসি হিটিং। ইতিবাচক তাপমাত্রা সহগ (পিটিসি) হিটারটি ইতিবাচক তাপমাত্রা সহগ প্রভাবের উপর ভিত্তি করে, অর্থাৎ, তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে প্রতিরোধ বৃদ্ধি পায়। অতএব, এটি নিম্ন তাপমাত্রার পরিবেশে স্থিতিশীল তাপ আউটপুট সরবরাহ করতে পারে যখন স্বয়ংক্রিয়ভাবে নিজের তাপমাত্রাকে খুব বেশি হওয়া থেকে সীমাবদ্ধ করে। পিটিসি হিটিং বৈদ্যুতিক যানবাহনে আরামের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেমন সিট গরম করা এবং যানবাহনের এয়ার কন্ডিশনার সিস্টেমের সহায়ক গরম করা। এর স্ব-নিয়ন্ত্রক বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, এটি অতিরিক্ত গরমের কারণে সৃষ্ট সমস্যাগুলি এড়াতে স্থিতিশীল এবং দক্ষ গরম করার প্রভাব সরবরাহ করতে পারে। এটি একটি দক্ষ গরম করার প্রযুক্তি। যাইহোক, PTC হিটিং হল ইলেকট্রিক হিটিং, যা বৈদ্যুতিক গাড়ির মোট শক্তি খরচ বাড়াবে এবং ড্রাইভিং রেঞ্জ কমিয়ে দেবে।

2) তাপ পাম্প গরম করা. হিট পাম্প এয়ার কন্ডিশনার সিস্টেম বিপরীত কার্নোট চক্রের মাধ্যমে বাহ্যিক পরিবেশ থেকে কম-তাপমাত্রার তাপ শোষণ করে এবং তাপ সংকুচিত এবং মুক্তির প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ব্যাটারি এবং কেবিনে স্থানান্তর করে। প্রথাগত PTC গরম করার পদ্ধতির সাথে তুলনা করে, তাপ পাম্পগুলি কম-তাপমাত্রার পরিবেশে বেশি শক্তি সাশ্রয়ী এবং গাড়ির কর্মক্ষমতা বজায় রাখতে সাহায্য করে। যাইহোক, তাপ পাম্প সিস্টেমের নকশা এবং অপারেশন আরও জটিল, বিশেষ করে চরম নিম্ন-তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে, যেখানে তাদের কর্মক্ষমতা হ্রাস পাবে। এই কারণে, কিছু গবেষণায় নিম্ন পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় তাপ পাম্পের কার্যকারিতা অপ্টিমাইজ করার জন্য এয়ার ইনজেকশন এবং ডুয়াল-সোর্স হিট পাম্পের মতো উদ্ভাবনী প্রযুক্তির প্রস্তাব করা হয়েছে।