نئی توانائی کی گاڑیوں میں پاور بیٹریوں کے لیے تھرمل مینجمنٹ میٹریل کا اطلاق
پاور بیٹریوں کا تھرمل مینجمنٹ لیتھیم آئن بیٹریوں کے میدان میں ایک اہم ٹیکنالوجی ہے۔ اس کا بنیادی مقصد یہ یقینی بنانا ہے کہ بیٹری کا درجہ حرارت استعمال اور چارجنگ کے دوران محفوظ حد کے اندر رہے، جبکہ بیٹری کی توانائی کی کثافت اور سروس لائف کو بہتر بنایا جائے۔ اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے تھرمل مینجمنٹ میٹریل ایک ناگزیر تکنیکی مدد ہے۔ اگلا، میں آپ کو پاور بیٹریوں کے لیے تھرمل مینجمنٹ میٹریل کے اطلاق اور تجزیہ سے متعارف کرواؤں گا۔
1. تھرمل کوندکٹو مواد
حرارت کی ترسیل پاور بیٹریوں کے تھرمل مینجمنٹ میں سب سے بنیادی مسئلہ ہے، اور تھرمل کوندکٹو مواد اس عمل میں کلیدی کردار ادا کرتا ہے۔ اس وقت، پاور بیٹریوں میں استعمال ہونے والے تھرمل کوندکٹو مواد کی دو اہم اقسام ہیں: تھرمل conductive پیسٹ اور تھرمل conductive شیٹ۔
تھرمل کوندکٹو پیسٹ ایک تھرمل کوندکٹیو مواد ہے جو گرمی کو زیادہ درجہ حرارت سے کم درجہ حرارت پر منتقل کرتا ہے، اور اکثر بیٹری اور ریڈی ایٹر کے درمیان رابطے کی سطح پر استعمال ہوتا ہے۔ تھرمل کوندکٹو پیسٹ کی تھرمل چالکتا عام طور پر 1-8 W/mK کے درمیان ہوتی ہے۔ تھرمل کوندکٹو پیسٹ ہیرے کے ذرات، سلکان نائٹرائڈ اور دیگر تھرمل کوندکٹو ذرات کو کیریئر کے طور پر استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ تھرمل کنڈکٹیو پیسٹ چھوٹے خلاء اور دراڑ کو پُر کر سکتا ہے، اس لیے یہ پاور بیٹریوں کے تھرمل مینجمنٹ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے۔
تھرمل کنڈکٹیو شیٹ ایک ایسا مواد ہے جو بیٹری کی سطح سے قریبی ریڈی ایٹر تک گرمی کو یکساں طور پر منتقل کرتا ہے۔ تھرمل کوندکٹو شیٹس عام طور پر تانبے یا ایلومینیم سے بنی ہوتی ہیں، اور ان کی تھرمل چالکتا تقریباً 200 W/mK ہے۔ تھرمل کنڈکٹیو شیٹس کا استعمال ریڈی ایٹر اور بیٹری کی سطح کو زیادہ یکساں طور پر ٹھنڈا کر سکتا ہے، اور ریڈی ایٹر کے بیٹری میں جذب کو بہتر بنا سکتا ہے تاکہ اسے کمپن کے نیچے گرنے سے روکا جا سکے۔
2. تھرمل رکاوٹ مواد
تھرمل رکاوٹ مواد ایک ایسا مواد ہے جو گرمی کے بہاؤ کو کم کر سکتا ہے۔ یہ اکثر بیٹری ماڈیولز کے اندر استعمال ہوتا ہے اور بیٹری سیلز اور ریڈی ایٹرز کے درمیان درجہ حرارت کے گریڈینٹ کو کم کرنے، بیٹری کی سطح کے درجہ حرارت کو کم کرنے، اور بیٹری کی حفاظت کو بڑھانے کے لیے نصب کیا جاتا ہے۔ تھرمل موصلیت والے مواد کی تھرمل چالکتا عام طور پر 0 کے درمیان ہوتی ہے۔
تھرمل بیریئر میٹریل کی دو اہم اقسام ہیں: موصلیت کا تھرمل موصلیت کا مواد اور جامع تھرمل موصلیت کا مواد۔ تھرمل موصلیت کا مواد بنیادی طور پر بیٹریوں کی سطح کے درجہ حرارت کو کم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے اور بیٹری سیلز اور ریڈی ایٹرز کے درمیان نصب کیا جاتا ہے۔ ان کے اہم خام مال میں گلاس فائبر، سیرامکس وغیرہ شامل ہیں۔ کمپوزٹ تھرمل موصلیت کا مواد متعدد کارکردگی والے مواد کا مجموعہ ہے، جیسے نینو سلکان ڈائی آکسائیڈ اور پولیمر۔ وہ گرمی اور کرنٹ کی ترسیل کو روکتے ہیں، اور اعلی طاقت اور استحکام رکھتے ہیں، اس لیے وہ بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔
3. فیز تبدیلی کا مواد
فیز چینج میٹریل ایک ایسا مادہ ہے جو بڑی مقدار میں ہیٹ انرجی کو جذب اور چھوڑ سکتا ہے، جس کی وجہ سے یہ پاور بیٹری تھرمل مینجمنٹ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ فیز چینج میٹریل کا استعمال چارجنگ اور ڈسچارج کے دوران بیٹری کی چوٹی کی سطح کے درجہ حرارت کو کم کر سکتا ہے، اس طرح بیٹری کی زندگی میں بہتری آتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ فیز چینج میٹریل کا پگھلنے کا مقام عام طور پر بہت مستحکم ہوتا ہے، اس لیے جب چارجنگ یا ڈسچارج ایک خاص درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے، تو فیز چینج میٹریل بڑی مقدار میں حرارت کی توانائی جذب کرے گا، اس طرح بیٹری کی سطح کے درجہ حرارت کی مستحکم حالت کو برقرار رکھا جائے گا۔
فی الحال، فیز تبدیلی کے مواد کو بنیادی طور پر دو اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: نامیاتی فیز چینج میٹریل اور غیر نامیاتی فیز چینج میٹریل۔ نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد بنیادی طور پر کم درجہ حرارت کی حد میں استعمال کیا جاتا ہے اور اس کی پاکیزگی کی اعلی ڈگری ہے، لیکن جذب اور گرمی کی رہائی نسبتا سست ہے. غیر نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد گرمی کو تیزی سے جذب اور جاری کرتا ہے، لیکن اعلی درجہ حرارت اور زہریلے پن پر آسانی سے پگھلنے کے مسائل بھی اس کے اطلاق کی حد کو محدود کرتے ہیں۔
