নতুন শক্তির যানবাহনের অন্যতম প্রধান প্রযুক্তি হলো পাওয়ার ব্যাটারি। ব্যাটারির গুণমান একদিকে বৈদ্যুতিক গাড়ির দাম এবং অন্যদিকে এর চলার পরিসীমা নির্ধারণ করে। এটি গ্রহণযোগ্যতা এবং দ্রুত গ্রহণের একটি মূল নিয়ামক।
পাওয়ার ব্যাটারির ব্যবহারের বৈশিষ্ট্য, প্রয়োজনীয়তা এবং প্রয়োগক্ষেত্র অনুসারে, দেশে ও বিদেশে এর গবেষণা ও উন্নয়নের ধরণগুলো হলো মোটামুটিভাবে: লেড-অ্যাসিড ব্যাটারি, নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারি, নিকেল-মেটাল হাইড্রাইড ব্যাটারি, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি, ফুয়েল সেল ইত্যাদি, যার মধ্যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির উন্নয়ন সর্বাধিক মনোযোগ আকর্ষণ করে।
পাওয়ার ব্যাটারির তাপ উৎপাদন আচরণ
পাওয়ার ব্যাটারি মডিউলের তাপ উৎস, তাপ উৎপাদন হার, ব্যাটারির তাপ ধারণ ক্ষমতা এবং অন্যান্য সম্পর্কিত প্যারামিটারগুলো ব্যাটারির প্রকৃতির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। ব্যাটারি থেকে নির্গত তাপ ব্যাটারির রাসায়নিক, যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক প্রকৃতি ও বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, বিশেষ করে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়ার প্রকৃতির উপর। ব্যাটারি বিক্রিয়ায় উৎপন্ন তাপ শক্তিকে ব্যাটারি বিক্রিয়া তাপ Qr দ্বারা প্রকাশ করা যায়; ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পোলারাইজেশন ব্যাটারির প্রকৃত ভোল্টেজকে তার সাম্যাবস্থার ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স থেকে বিচ্যুত করে, এবং ব্যাটারি পোলারাইজেশনের কারণে সৃষ্ট শক্তির ক্ষয়কে Qp দ্বারা প্রকাশ করা হয়। বিক্রিয়া সমীকরণ অনুযায়ী ব্যাটারি বিক্রিয়া ঘটার পাশাপাশি কিছু পার্শ্ব-বিক্রিয়াও ঘটে। সাধারণ পার্শ্ব-বিক্রিয়াগুলোর মধ্যে রয়েছে ইলেক্ট্রোলাইটের বিয়োজন এবং ব্যাটারির স্ব-নিঃসরণ। এই প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন পার্শ্ব-বিক্রিয়া তাপ হলো Qs। এছাড়াও, যেহেতু যেকোনো ব্যাটারির অনিবার্যভাবে রোধ থাকে, তাই বিদ্যুৎ প্রবাহের সময় জুল তাপ Qj উৎপন্ন হয়। অতএব, একটি ব্যাটারির মোট তাপ হলো নিম্নলিখিত দিকগুলোর তাপের সমষ্টি: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj।
নির্দিষ্ট চার্জিং (ডিসচার্জিং) প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, ব্যাটারিতে তাপ উৎপন্ন হওয়ার প্রধান কারণগুলোও ভিন্ন হয়। উদাহরণস্বরূপ, যখন ব্যাটারি স্বাভাবিকভাবে চার্জ হয়, তখন Qr প্রধান কারণ; এবং ব্যাটারি চার্জিংয়ের পরবর্তী পর্যায়ে, ইলেক্ট্রোলাইটের পচনের কারণে পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া ঘটতে শুরু করে (পার্শ্ব প্রতিক্রিয়ার তাপ হল Qs), যখন ব্যাটারি প্রায় সম্পূর্ণ চার্জ হয়ে যায় এবং ওভারচার্জ হয়, তখন প্রধানত ইলেক্ট্রোলাইটের পচন ঘটে, যেখানে Qs প্রধান ভূমিকা পালন করে। জুল তাপ Qj কারেন্ট এবং রোধের উপর নির্ভর করে। সাধারণত ব্যবহৃত চার্জিং পদ্ধতি স্থির কারেন্টে করা হয়, এবং এই সময়ে Qj একটি নির্দিষ্ট মান থাকে। তবে, স্টার্ট-আপ এবং ত্বরণের সময়, কারেন্ট তুলনামূলকভাবে বেশি থাকে। HEV-এর জন্য, এটি কয়েক দশ অ্যাম্পিয়ার থেকে কয়েকশ অ্যাম্পিয়ার কারেন্টের সমতুল্য। এই সময়ে, জুল তাপ Qj খুব বেশি হয় এবং এটি ব্যাটারি থেকে তাপ নির্গমনের প্রধান উৎস হয়ে ওঠে।
তাপীয় ব্যবস্থাপনা নিয়ন্ত্রণযোগ্যতার দৃষ্টিকোণ থেকে, তাপীয় ব্যবস্থাপনা সিস্টেমগুলি (এইচভিএইচতাপ ব্যবস্থাপনা সিস্টেমকে দুই ভাগে ভাগ করা যায়: সক্রিয় এবং নিষ্ক্রিয়। তাপ স্থানান্তর মাধ্যমের দৃষ্টিকোণ থেকে, তাপ ব্যবস্থাপনা সিস্টেমগুলিকে ভাগ করা যায়: বায়ু-শীতল (পিটিসি এয়ার হিটার), তরল-শীতল (পিটিসি কুল্যান্ট হিটার), এবং দশা-পরিবর্তন তাপীয় সঞ্চয়।
কুল্যান্টকে মাধ্যম হিসেবে ব্যবহার করে তাপ স্থানান্তরের (পিটিসি কুল্যান্ট হিটার) ক্ষেত্রে, পরিচলন এবং তাপ পরিবাহিতার মাধ্যমে পরোক্ষভাবে তাপ দেওয়া ও ঠান্ডা করার জন্য মডিউল এবং তরল মাধ্যমের (যেমন ওয়াটার জ্যাকেট) মধ্যে একটি তাপ স্থানান্তর সংযোগ স্থাপন করা প্রয়োজন। তাপ স্থানান্তর মাধ্যমটি হতে পারে পানি, ইথিলিন গ্লাইকল বা এমনকি রেফ্রিজারেন্ট। ডাইইলেকট্রিকের তরলে পোল পিস ডুবিয়ে সরাসরি তাপ স্থানান্তরও করা যায়, কিন্তু শর্ট সার্কিট এড়ানোর জন্য ইনসুলেশন ব্যবস্থা গ্রহণ করতে হবে।
প্যাসিভ কুল্যান্ট কুলিং-এ সাধারণত তরল ও পারিপার্শ্বিক বায়ুর মধ্যে তাপ বিনিময় করা হয় এবং তারপর দ্বিতীয় পর্যায়ের তাপ বিনিময়ের জন্য ব্যাটারিতে কোকুন প্রবেশ করানো হয়। অন্যদিকে, অ্যাক্টিভ কুলিং-এ প্রাথমিক শীতলীকরণ অর্জনের জন্য ইঞ্জিন কুল্যান্ট-তরল মাধ্যম হিট এক্সচেঞ্জার, অথবা পিটিসি ইলেকট্রিক হিটিং/থার্মাল অয়েল হিটিং ব্যবহার করা হয়। প্যাসেঞ্জার কেবিন এয়ার/এয়ার কন্ডিশনিং রেফ্রিজারেন্ট-তরল মাধ্যমের সাহায্যে হিটিং এবং প্রাথমিক শীতলীকরণ সম্পন্ন হয়।
যেসব থার্মাল ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমে মাধ্যম হিসেবে বাতাস এবং তরল ব্যবহৃত হয়, সেগুলোতে ফ্যান, ওয়াটার পাম্প, হিট এক্সচেঞ্জার, হিটার, পাইপলাইন এবং অন্যান্য আনুষঙ্গিক সরঞ্জামের প্রয়োজন হওয়ায় কাঠামোটি অত্যন্ত বড় ও জটিল হয়ে থাকে। এছাড়াও এটি ব্যাটারির শক্তি খরচ করে এবং ব্যাটারির ক্ষমতা ও শক্তি ঘনত্ব কমিয়ে দেয়।
জল-শীতল ব্যাটারি শীতলীকরণ ব্যবস্থাটি কুল্যান্ট (৫০% জল/৫০% ইথিলিন গ্লাইকল) ব্যবহার করে ব্যাটারির তাপকে ব্যাটারি কুলারের মাধ্যমে এয়ার-কন্ডিশনিং রেফ্রিজারেন্ট সিস্টেমে এবং তারপর কনডেন্সারের মাধ্যমে পরিবেশে স্থানান্তর করে। তাপ বিনিময়ের পর ব্যাটারির ইনলেট জলের তাপমাত্রা ব্যাটারি দ্বারা শীতল হয় এবং এটি সহজেই একটি নিম্ন তাপমাত্রায় পৌঁছাতে পারে, এবং ব্যাটারিকে সর্বোত্তম কার্যকরী তাপমাত্রার পরিসরে চালানোর জন্য সামঞ্জস্য করা যায়; এই সিস্টেমের কার্যপ্রণালী চিত্রে দেখানো হয়েছে। রেফ্রিজারেন্ট সিস্টেমের প্রধান উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে: কনডেন্সার, বৈদ্যুতিক কম্প্রেসার, ইভাপোরেটর, শাট-অফ ভালভ সহ এক্সপ্যানশন ভালভ, ব্যাটারি কুলার (শাট-অফ ভালভ সহ এক্সপ্যানশন ভালভ) এবং এয়ার কন্ডিশনিং পাইপ ইত্যাদি; শীতল জল সার্কিটের মধ্যে রয়েছে: বৈদ্যুতিক ওয়াটার পাম্প, ব্যাটারি (কুলিং প্লেট সহ), ব্যাটারি কুলার, জলের পাইপ, এক্সপ্যানশন ট্যাঙ্ক এবং অন্যান্য আনুষঙ্গিক সরঞ্জাম।
পোস্ট করার সময়: ২৭-এপ্রিল-২০২৩
