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 ব্যবস্থাপনার নিয়ন্ত্রণযোগ্যতার দৃষ্টিকোণ থেকে, তাপীয় ব্যবস্থাপনা সিস্টেমগুলোকে দুটি ভাগে ভাগ করা যায়: সক্রিয় এবং নিষ্ক্রিয়। তাপ স্থানান্তর মাধ্যমের দৃষ্টিকোণ থেকে, তাপীয় ব্যবস্থাপনা সিস্টেমগুলোকে ভাগ করা যায়: বায়ু-শীতল, তরল-শীতল এবং দশা-পরিবর্তন তাপীয় সঞ্চয়।
তাপ স্থানান্তর মাধ্যম হিসেবে বায়ু ব্যবহার করে তাপীয় ব্যবস্থাপনা
তাপ ব্যবস্থাপনা সিস্টেমের কার্যকারিতা এবং খরচের উপর তাপ স্থানান্তর মাধ্যমের একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে। তাপ স্থানান্তর মাধ্যম হিসেবে বায়ুর ব্যবহার হলো সরাসরি বায়ু প্রবেশ করানো, যাতে এটি ব্যাটারি মডিউলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়ে তাপ অপচয়ের উদ্দেশ্য সাধন করে। সাধারণত, এর জন্য ফ্যান, প্রবেশ ও নির্গমন বায়ুচলাচল ব্যবস্থা এবং অন্যান্য উপাদানের প্রয়োজন হয়।
বায়ু গ্রহণের বিভিন্ন উৎস অনুসারে, সাধারণত নিম্নলিখিত প্রকারগুলি রয়েছে:
১. বাইরের বাতাস চলাচলের মাধ্যমে নিষ্ক্রিয় শীতলীকরণ
২. যাত্রী কক্ষের বায়ুচলাচলের জন্য নিষ্ক্রিয় শীতলীকরণ/উত্তাপন
৩. বাইরের বা যাত্রীবাহী কামরার বাতাসের সক্রিয় শীতলীকরণ/উত্তাপন
প্যাসিভ সিস্টেমের গঠন তুলনামূলকভাবে সরল এবং এটি সরাসরি বিদ্যমান পরিবেশকে কাজে লাগায়। উদাহরণস্বরূপ, শীতকালে যদি ব্যাটারি গরম করার প্রয়োজন হয়, তবে যাত্রীর বসার জায়গার গরম পরিবেশ থেকে বাতাস টেনে নেওয়া যেতে পারে। গাড়ি চালানোর সময় যদি ব্যাটারির তাপমাত্রা খুব বেশি হয়ে যায় এবং যাত্রীর বসার জায়গার বাতাসের শীতল করার ক্ষমতা ভালো না থাকে, তবে বাইরে থেকে ঠান্ডা বাতাস টেনে নিয়ে তা ঠান্ডা করা যেতে পারে।
সক্রিয় সিস্টেমের জন্য, হিটিং বা কুলিং ফাংশন সরবরাহ করতে এবং ব্যাটারির অবস্থা অনুযায়ী স্বাধীনভাবে নিয়ন্ত্রিত হওয়ার জন্য একটি পৃথক সিস্টেম স্থাপন করতে হয়, যা গাড়ির শক্তি খরচ এবং ব্যয়ও বাড়িয়ে দেয়। বিভিন্ন সিস্টেমের নির্বাচন মূলত ব্যাটারির ব্যবহারের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে।
তাপ স্থানান্তর মাধ্যম হিসেবে তরল ব্যবহার করে তাপীয় ব্যবস্থাপনা
তরলকে মাধ্যম হিসেবে ব্যবহার করে তাপ স্থানান্তরের ক্ষেত্রে, পরিচলন এবং তাপ পরিবাহিতার মাধ্যমে পরোক্ষভাবে তাপ দেওয়া ও ঠান্ডা করার জন্য মডিউল এবং তরল মাধ্যমের মধ্যে একটি তাপ স্থানান্তর সংযোগ স্থাপন করা প্রয়োজন, যেমন একটি ওয়াটার জ্যাকেট। 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 লিকুইড 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 শীতলীকরণের জন্য ইঞ্জিন কুল্যান্ট-তরল মাধ্যম হিট এক্সচেঞ্জার, অথবা বৈদ্যুতিক হিটিং/থার্মাল অয়েল হিটিং ব্যবহার করা হয়। যাত্রী কেবিনের বাতাস/এয়ার কন্ডিশনিং রেফ্রিজারেন্ট-তরল মাধ্যম ব্যবহার করে হিটিং এবং প্রাথমিক শীতলীকরণ করা হয়।
বায়ু এবং তরলকে মাধ্যম হিসেবে ব্যবহার করে এমন তাপ ব্যবস্থাপনা সিস্টেমে ফ্যান, ওয়াটার পাম্প, হিট এক্সচেঞ্জার, হিটার প্রয়োজন হয়।পিটিসি এয়ার হিটারপাইপলাইন এবং অন্যান্য আনুষঙ্গিক জিনিসপত্র কাঠামোটিকে অতিরিক্ত বড় ও জটিল করে তোলে এবং এটি ব্যাটারির শক্তিও খরচ করে, যার ফলে অ্যারের পাওয়ার ডেনসিটি এবং ব্যাটারির এনার্জি ডেনসিটি কমে যায়।
(পিটিসি কুল্যান্টহিটারজল-শীতল ব্যাটারি কুলিং সিস্টেমটি কুল্যান্ট (৫০% জল/৫০% ইথিলিন গ্লাইকল) ব্যবহার করে ব্যাটারি কুলারের মাধ্যমে ব্যাটারি থেকে এয়ার-কন্ডিশনিং রেফ্রিজারেন্ট সিস্টেমে এবং তারপর কনডেন্সারের মাধ্যমে পরিবেশে তাপ স্থানান্তর করে। ব্যাটারি কুলারের মাধ্যমে তাপ বিনিময়ের পর আমদানিকৃত জলের তাপমাত্রা সহজেই কমে যায় এবং ব্যাটারিকে সর্বোত্তম কার্যকরী তাপমাত্রার পরিসরে কাজ করার জন্য সামঞ্জস্য করা যায়; সিস্টেমটির কার্যপ্রণালী চিত্রে দেখানো হয়েছে। রেফ্রিজারেন্ট সিস্টেমের প্রধান উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে: কনডেন্সার, বৈদ্যুতিক কম্প্রেসার, ইভাপোরেটর, স্টপ ভালভ সহ এক্সপ্যানশন ভালভ, ব্যাটারি কুলার (স্টপ ভালভ সহ এক্সপ্যানশন ভালভ) এবং এয়ার কন্ডিশনিং পাইপ ইত্যাদি; শীতল জল সার্কিটের মধ্যে রয়েছে:বৈদ্যুতিক জলের পাম্পব্যাটারি (কুলিং প্লেট সহ), ব্যাটারি কুলার, জলের পাইপ, এক্সপ্যানশন ট্যাঙ্ক এবং অন্যান্য আনুষঙ্গিক সরঞ্জাম।
পোস্ট করার সময়: ১৩ জুলাই, ২০২৩
