خالص الیکٹرک گاڑیوں کا تھرمل مینجمنٹ موڈ: بیٹری وسرجن کولنگ

خالص الیکٹرک گاڑیوں کا تھرمل مینجمنٹ موڈ:

بیٹری وسرجن کولنگ

گاڑیوں کے الیکٹریفیکیشن کی نئی ایپلی کیشنز میں، یہ ضروری ہے کہ برقی اجزاء کو زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت پر برقرار رکھنے کے لیے ٹھنڈا اور گرم کیا جائے، کیونکہ یہ ان کی لمبی عمر اور کارکردگی کو یقینی بناتا ہے۔ لہذا، ایک مناسب تھرمل مینجمنٹ سسٹم ضروری ہے. دوسرے لفظوں میں، یہ ضروری ہے کہ خاص طور پر استعمال ہونے والے بجلی کے اجزاء کے لیے مناسب تھرمل مینجمنٹ سسٹم ڈیزائن کیا جائے۔

اگر بیٹری کا آپریٹنگ درجہ حرارت بہت زیادہ ہے، تو اس کے نتیجے میں بیٹری کی صلاحیت میں کمی واقع ہو سکتی ہے اور انتہائی صورتوں میں، تھرمل بھاگ جانا۔ اگر بیٹری آپریٹنگ درجہ حرارت بہت کم ہے، تو یہ بیٹری کی کارکردگی میں کمی، مزاحمت میں اضافہ، بیٹری کی صلاحیت میں کمی، اور لیتھیم ڈینڈرائٹس (لیتھیم پلیٹنگ پرت) کی تشکیل کا باعث بن سکتا ہے۔ لتیم چڑھانا پرت تیز رفتار عمر بڑھنے اور بیٹری کور کی ناکامی کا سبب بنے گی۔
تھرمل مینجمنٹ کا مقصد اس بات کو یقینی بنانا ہے کہ سسٹم بہترین آپریٹنگ اور محفوظ درجہ حرارت پر ہو۔ معاملات کو مزید پیچیدہ کرنے کے لیے، آپریٹنگ موڈ کے لحاظ سے بیٹری سسٹم کا بہترین درجہ حرارت تبدیل ہو سکتا ہے۔ تیز رفتار چارجنگ کے وقت زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت ڈرائیونگ یا پارکنگ (پارکنگ) کے زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت سے مختلف ہو سکتا ہے۔

فی الحال استعمال ہونے والے بیٹری تھرمل مینجمنٹ سسٹم میں بنیادی طور پر ایئر کولنگ، بالواسطہ مائع کولنگ، ڈائریکٹ مائع کولنگ (جسے وسرجن کولنگ بھی کہا جاتا ہے) اور فیز چینج میٹریل شامل ہیں۔

مختلف کولنگ سسٹمز کی تفصیل

ایئر کولڈ سسٹم سب سے زیادہ استعمال کیے جاتے ہیں کیونکہ یہ ڈیزائن کرنے میں آسان، لاگت سے موثر، اور رساو کا کوئی مسئلہ نہیں ہے۔ ایئر کولنگ کو جبری کنویکشن کا استعمال کرتے ہوئے ایکٹیو ٹائپ اور قدرتی کنویکشن کا استعمال کرتے ہوئے غیر فعال قسم میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ مائعات جیسے ذرائع ابلاغ کے مقابلے ہوا میں حرارت کی ایک چھوٹی گنجائش اور کم تھرمل چالکتا ہے، اس لیے ایئر کولنگ کا امکان نہیں ہے کہ اگلی نسل کی برقی گاڑیوں کی بڑی بیٹری پیک اور تیز چارجنگ کے لیے انتخاب کی ٹیکنالوجی ہو۔

مائع کولنگ کو دو طریقوں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: بالواسطہ اور براہ راست۔ کولنٹ میں ہوا سے زیادہ حرارت کی گنجائش اور زیادہ تھرمل چالکتا ہے۔ بالواسطہ مائع کولنگ فی الحال متوازن درجہ حرارت کنٹرول کی وجہ سے بیٹری تھرمل مینجمنٹ کے لیے سب سے عام حل ہے۔ سب سے زیادہ استعمال ہونے والا کولنٹ پانی اور ایتھیلین گلائکول کا مرکب ہے۔ بالواسطہ کولنگ کا اصول یہ ہے کہ کولنٹ کو سیل/بیٹری ماڈیول کے نیچے یا سائیڈ پر موجود چینلز کے ذریعے نظام سے گرمی کو دور منتقل کرنے کی اجازت دی جائے۔

مخصوص تھرمل انٹرفیس مواد (TIMs) کا استعمال کرکے کولنگ کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ ایئر کولنگ کے مقابلے میں بالواسطہ مائع کولنگ کا نقصان نظام کی پیچیدگی ہے۔ زیادہ پرزے اور چینلز/نلیاں زیادہ ناکامی، اضافی وزن، اور رساو کے مسائل کا باعث بن سکتی ہیں۔

ایک اور ابھرتی ہوئی کولنگ ٹیکنالوجی ڈائریکٹ مائع کولنگ ہے، جسے وسرجن کولنگ بھی کہا جاتا ہے، جو بیٹری کو مکمل طور پر ڈائی الیکٹرک مائع میں ڈبو دیتی ہے۔ یہ ایک غیر موصل مائع ہے جس میں بجلی کی خرابی کے خلاف زیادہ مزاحمت ہوتی ہے۔ اس ٹیکنالوجی کے متعارف ہونے کا مطلب ہے کہ بیٹری کے عمل اور اجزاء کے ڈیزائن کی پیچیدگی کو بہت حد تک کم کیا جا سکتا ہے، جس سے سسٹم کے وزن اور حجم کو کم کرنے میں بھی مدد ملتی ہے، اور بیٹری کے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے کے استحکام اور توازن کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جاتا ہے۔ وسرجن کولنگ ہیٹ ایکسچینجر کے استعمال کے بغیر ضرورت کے مطابق بیٹری کو گرم یا ٹھنڈا کر سکتی ہے، جس کے نتیجے میں کارکردگی میں نمایاں بہتری آتی ہے۔

کولنٹ کی خصوصیات تھرمل مینجمنٹ میں اہم کردار ادا کرتی ہیں اور انہیں درج ذیل ضروریات کو پورا کرنا چاہئے:

اچھی برقی موصلیت

اعلی مخصوص گرمی کی صلاحیت اور اعلی تھرمل چالکتا

غیر آتش گیر اور/یا ہائی فلیش پوائنٹ

پیدا کرنے میں آسان اور بڑی مقدار میں دستیاب ہے۔

ایک مناسب آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد ہے

مائعات کی طویل شیلف زندگی ہوتی ہے۔

مندرجہ بالا تقاضوں کے علاوہ، مناسب وسرجن کولنٹ کا انتخاب کرتے وقت مواد کی مطابقت، کم کثافت، کم چپکنے والی اور ماحولیاتی دوستی کو بھی مدنظر رکھا جانا چاہیے۔