नई ऊर्जा वाहन पावर बैटरियों का थर्मल प्रबंधन
पावर बैटरी थर्मल प्रबंधन लिथियम-आयन बैटरी के क्षेत्र में प्रमुख प्रौद्योगिकियों में से एक है। इसका उद्देश्य उपयोग और चार्जिंग के दौरान बैटरी की तापमान सुरक्षा सुनिश्चित करना और बैटरी की ऊर्जा घनत्व और सेवा जीवन में सुधार करना है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए थर्मल प्रबंधन सामग्री आवश्यक तकनीकी सहायता है। नीचे, हम आपको पावर बैटरी थर्मल प्रबंधन सामग्री के अनुप्रयोग और विश्लेषण से परिचित कराएंगे।
तापीय प्रवाहकीय सामग्री
थर्मल प्रवाहकीय सामग्री पावर बैटरी थर्मल प्रबंधन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। वर्तमान में, आमतौर पर उपयोग की जाने वाली थर्मल प्रवाहकीय सामग्रियों में थर्मल प्रवाहकीय पेस्ट और थर्मल प्रवाहकीय शीट शामिल हैं।
थर्मल प्रवाहकीय पेस्ट का उपयोग बैटरी और रेडिएटर के बीच संपर्क सतह पर व्यापक रूप से किया जाता है, और इसकी तापीय चालकता आमतौर पर 1-8 W/mK के बीच होती है। एक तापीय प्रवाहकीय सामग्री के रूप में, यह गर्मी को उच्च तापमान वाले क्षेत्रों से कम तापमान वाले क्षेत्रों में प्रभावी ढंग से स्थानांतरित कर सकता है। तापीय प्रवाहकीय पेस्ट की तैयारी विधि में छोटे अंतरालों और दरारों को भरने के लिए वाहक के रूप में तापीय प्रवाहकीय कणों जैसे हीरे के कणों और सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग करना शामिल है। यह लाभ थर्मल प्रवाहकीय पेस्ट को पावर बैटरी थर्मल प्रबंधन में व्यापक रूप से उपयोग करता है।
तापीय प्रवाहकीय शीट आमतौर पर तांबे या एल्यूमीनियम से बनी होती हैं और इनकी तापीय चालकता लगभग 200 W/mK होती है। यह शीट प्रभावी ढंग से बैटरी की सतह से गर्मी को पास के रेडिएटर तक समान रूप से स्थानांतरित कर सकती है, जिससे रेडिएटर और बैटरी की सतह पर गर्मी की एक समान शीतलन प्राप्त होती है। साथ ही, फिल्म रेडिएटर की बैटरी में सोखने की क्षमता में भी सुधार कर सकती है और रेडिएटर को कंपन के तहत गिरने से रोक सकती है।
थर्मल अवरोधक सामग्री
थर्मल बैरियर सामग्री एक ऐसी सामग्री है जो गर्मी के प्रवाह को धीमा कर देती है, जिसकी तापीय चालकता आमतौर पर 0.2-0.35 W/mK की सीमा में होती है। इसके अलावा, सामग्री को संसाधित करना और आकार देना आसान है। थर्मल बैरियर सामग्री का उपयोग अक्सर बैटरी मॉड्यूल के अंदर किया जाता है और तापमान प्रवणता को कम करने के लिए बैटरी कोशिकाओं और रेडिएटर्स के बीच स्थापित किया जाता है, जिससे बैटरी की सतह का तापमान कम होता है और बैटरी सुरक्षा सुनिश्चित होती है।
थर्मल अवरोधक सामग्री की दो मुख्य श्रेणियां हैं: इन्सुलेशन सामग्री और मिश्रित इन्सुलेशन सामग्री। इंसुलेटिंग सामग्री का उपयोग मुख्य रूप से बैटरी की सतह के तापमान को कम करने के लिए किया जाता है और आमतौर पर बैटरी कोशिकाओं और रेडिएटर्स के बीच स्थापित किया जाता है। इसके कच्चे माल में मुख्य रूप से ग्लास फाइबर और सिरेमिक शामिल हैं। समग्र इन्सुलेशन सामग्री ऊष्मा प्रवाह और धारा के संचालन को रोकने के लिए विभिन्न प्रकार की प्रदर्शन सामग्री, जैसे नैनोसिलिका और पॉलिमर को जोड़ती है। इसके अलावा, मिश्रित इन्सुलेशन सामग्री में उच्च शक्ति और स्थायित्व होता है, इसलिए उनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
चरण परिवर्तन सामग्री
चरण परिवर्तन सामग्री ऐसे पदार्थ हैं जो बड़ी मात्रा में थर्मल ऊर्जा को कुशलतापूर्वक अवशोषित और जारी कर सकते हैं, और उनके पिघलने बिंदु आमतौर पर बहुत स्थिर होते हैं। चार्जिंग के दौरान, जब चरण परिवर्तन सामग्री एक निश्चित तापमान तक पहुंच जाती है, तो यह बड़ी मात्रा में गर्मी को अवशोषित कर सकती है, जिससे चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान बैटरी की अधिकतम सतह का तापमान कम हो जाता है, बैटरी की सतह का तापमान स्थिर बना रहता है, और इस तरह बैटरी का जीवन बढ़ जाता है। इसलिए, पावर बैटरी थर्मल प्रबंधन में चरण परिवर्तन सामग्री का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। चरण परिवर्तन सामग्री को मुख्य रूप से दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: कार्बनिक चरण परिवर्तन सामग्री और अकार्बनिक चरण परिवर्तन सामग्री। कार्बनिक चरण परिवर्तन सामग्री का उपयोग आमतौर पर कम तापमान रेंज में किया जाता है और इसमें उच्च शुद्धता होती है, लेकिन वे अपेक्षाकृत धीरे-धीरे गर्मी को अवशोषित और जारी करते हैं। अकार्बनिक चरण परिवर्तन सामग्री तेजी से गर्मी को अवशोषित और छोड़ती है, लेकिन उच्च तापमान पर आसानी से पिघलने और विषाक्तता जैसी समस्याएं भी उनके आवेदन के दायरे को सीमित करती हैं।
संक्षेप में, पावर बैटरियों के थर्मल प्रबंधन को अनुकूलित करना उनकी सुरक्षा, ऊर्जा घनत्व और सेवा जीवन को बेहतर बनाने की कुंजी है। तापीय प्रवाहकीय सामग्री, थर्मल अवरोधक सामग्री और चरण परिवर्तन सामग्री जैसी सामग्रियों का उपयोग करना एक प्रभावी दृष्टिकोण है। बेशक, पैसे के लिए सर्वोत्तम मूल्य प्राप्त करने के लिए सामग्री चयन में लागत और स्थिरता जैसे कारकों पर भी विचार किया जाना चाहिए। इन उपायों के अनुप्रयोग से पावर बैटरियों के प्रदर्शन में उल्लेखनीय सुधार हो सकता है।
