પૃષ્ઠભૂમિ

મોડ્યુલના થર્મલ પ્રચારમાં નીચેના તબક્કાઓનો અનુભવ થાય છે: સેલ થર્મલ એબ્યુઝ પછી ગરમીનું સંચય, સેલ થર્મલ રનઅવે અને પછી મોડ્યુલ થર્મલ રનઅવે. એક કોષમાંથી થર્મલ ભાગેડુ પ્રભાવશાળી નથી; જો કે, જ્યારે ગરમી અન્ય કોષોમાં ફેલાય છે, ત્યારે પ્રસરણ ડોમિનો ઇફેક્ટનું કારણ બને છે, જે સમગ્ર મોડ્યુલના થર્મલ રનઅવે તરફ દોરી જાય છે, મોટા પ્રમાણમાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે. આકૃતિ 1બતાવોથર્મલ રનઅવે ટેસ્ટનું પરિણામ છે. અનિવાર્ય પ્રચારને કારણે મોડ્યુલ આગમાં છે.

કોષની અંદરની ઉષ્મા વાહકતા જુદી જુદી દિશાઓ અનુસાર અલગ હશે. ગરમી વાહકતાનો ગુણાંક દિશામાં વધુ હશેસમાંતરકોષના રોલ કોર સાથે; જ્યારે રોલ કોર માટે ઊભી હોય તેવી દિશા ઓછી વાહકતા ધરાવે છે. તેથી કોષો વચ્ચે થર્મલ ફેલાવો ટેબ્સ દ્વારા કોષો સુધી થાય છે તેના કરતા વધુ ઝડપી છે. તેથી પ્રચારને એક પરિમાણ પ્રચાર તરીકે જોઈ શકાય છે. જેમ જેમ બેટરી મોડ્યુલો ઊંચી ઉર્જા ઘનતા માટે રચાયેલ છે, કોષો વચ્ચેની જગ્યા ઓછી થતી જાય છે, જે થર્મલ પ્રચારને વધુ ખરાબ કરશે. તેથી, મોડ્યુલમાં ગરમીના ફેલાવાને દબાવવા અથવા અવરોધિત કરવાને એક તરીકે ગણવામાં આવશેઅસરજોખમો ઘટાડવાની રીત. 

મોડ્યુલમાં થર્મલ રનઅવેને દબાવવાની રીત

અમે થર્મલ રનઅવેને સક્રિય અથવા નિષ્ક્રિય રીતે રોકી શકીએ છીએ.

સક્રિય દમન

સક્રિય થર્મલ સ્પ્રેડ સપ્રેસન મોટે ભાગે થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ પર આધારિત છે, જેમ કે:

1) મોડ્યુલના તળિયે અથવા અંદરની બાજુઓ પર કૂલિંગ પાઈપો સેટ કરો અને કૂલિંગ લિક્વિડથી ભરો. ઠંડકયુક્ત પ્રવાહીનું વહેતું પ્રસાર અસરકારક રીતે ઘટાડી શકે છે.

2) મોડ્યુલની ટોચ પર અગ્નિ લુપ્ત પાઈપો સેટ કરો. જ્યારે થર્મલ રનઅવે હોય, ત્યારે બેટરીમાંથી નીકળતો ઉચ્ચ તાપમાનનો ગેસ પાઈપોને પ્રસરણને દબાવવા માટે અગ્નિશામક છાંટવા માટે ટ્રિગર કરશે.

જો કે, થર્મલ મેનેજમેન્ટ માટે વધારાના ઘટકોની જરૂર પડે છે, જે ઊંચી કિંમત અને ઓછી ઉર્જા ઘનતા તરફ દોરી જાય છે. એવી શક્યતા પણ છે કે મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ અસરમાં ન આવે.

નિષ્ક્રિય દમન

નિષ્ક્રિય દમન થર્મલ રનઅવે કોષો અને સામાન્ય કોષો વચ્ચે એડિબેટિક સામગ્રી દ્વારા પ્રચારને અવરોધિત કરીને કાર્ય કરે છે.

સામાન્ય રીતે સામગ્રી આમાં હોવી જોઈએ:

1. ઓછી થર્મલ વાહકતા. આ ગરમીના ફેલાવાની ઝડપને ઘટાડવા માટે છે.
2. ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર. સામગ્રી ઊંચા તાપમાને હલ થવી જોઈએ નહીં અને થર્મલ પ્રતિકારની ક્ષમતા ગુમાવવી જોઈએ.
3. ઓછી ઘનતા. આ વોલ્યુમ-એનર્જી રેટ અને માસ-એનર્જી રેટના પ્રભાવને ઘટાડવા માટે છે.

આદર્શ સામગ્રી દરમિયાન ગરમીના ફેલાવાને અવરોધે છે તેમજ ગરમીને શોષી શકે છે.

સામગ્રી પર વિશ્લેષણ

• એરજેલ

એરજેલને "સૌથી હળવા હીટ ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી" તરીકે નામ આપવામાં આવ્યું છે. તે ગરમીના ઇન્સ્યુલેશન અને વજનના પ્રકાશમાં સારી રીતે કાર્ય કરે છે. થર્મલ પ્રચાર સંરક્ષણ માટે બેટરી મોડ્યુલમાં તેનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ એરોજેલ, એરોજેલ, ગ્લાસ ફાઇબર એરજેલ અને પ્રી-ઓક્સિડાઇઝ્ડ ફાઇબર જેવા ઘણા પ્રકારના એરોજેલ છે. વિવિધ સામગ્રીઓના એરજેલ હીટ ઇન્સ્યુલેશન સ્તર થર્મલ રનઅવે પર વિવિધ અસર કરે છે. આનું કારણ એ છે કે થર્મલ વાહકતા ગુણાંકની વિવિધતા, જે તેની સૂક્ષ્મ રચના સાથે ખૂબ જ સંબંધિત છે. આકૃતિ 2 બર્ન પહેલાં અને પછી વિવિધ સામગ્રીનો SEM દેખાવ દર્શાવે છે.

સંશોધન દર્શાવે છે કે ફાઇબર હીટ ઇન્સ્યુલેશનની કિંમત ઓછી હોવા છતાં, ગરમીના પ્રસારને અવરોધિત કરવાનું પ્રદર્શન એરજેલ સામગ્રી કરતાં વધુ ખરાબ છે. વિવિધ પ્રકારની એરજેલ સામગ્રીઓમાં, પ્રી-ઓક્સિડાઇઝ્ડ ફાઇબર એરજેલ શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન કરે છે, કારણ કે તે બળી ગયા પછી માળખું જાળવી રાખે છે. સિરામિક ફાઇબર એરજેલ હીટ ઇન્સ્યુલેશનમાં પણ સારી કામગીરી બજાવે છે.

• તબક્કો ફેરફાર સામગ્રી

તેના સંગ્રહિત ગરમીને કારણે થર્મલ રનઅવે પ્રચારને દબાવવા માટે તબક્કામાં ફેરફારની સામગ્રીનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. મીણ એ સામાન્ય પીસીએમ છે, જેમાં સ્થિર તબક્કામાં ફેરફાર તાપમાન છે. થર્મલ દરમિયાનભાગેડુ, ગરમી મોટા પ્રમાણમાં છોડવામાં આવે છે. તેથી PCM ઉચ્ચ હોવું જોઈએકામગીરીગરમી શોષી લેવાની. જો કે, મીણમાં ઓછી ઉષ્મા વાહકતા હોય છે, જે ગરમીના શોષણને પ્રભાવિત કરશે. તેની કામગીરીને પ્રોત્સાહન આપવા માટે, સંશોધકો મીણને અન્ય સામગ્રી સાથે જોડવાનો પ્રયાસ કરે છે, જેમ કે મેટલ કણ ઉમેરવા, પીસીએમ લોડ કરવા માટે મેટલ ફોમનો ઉપયોગ કરો,ગ્રેફાઇટ, કાર્બન નેનો ટ્યુબ અથવા વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ વગેરે. વિસ્તૃત ગ્રેફાઇટ થર્મલ રનઅવેને કારણે થતી જ્યોતને પણ રોકી શકે છે.

હાઇડ્રોફિલિક પોલિમર થર્મલ રનવેને નિયંત્રિત કરવા માટે એક પ્રકારનું પીસીએમ પણ છે. સામાન્ય હાઇડ્રોફિલિક પોલિમર સામગ્રીઓ છે: કોલોઇડલ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ, સંતૃપ્ત કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ સોલ્યુશન,ટેટ્રાઇથિલ ફોસ્ફેટ, ટેટ્રાફિનાઇલ હાઇડ્રોજન ફોસ્ફેટ, એસઓડિયમ પોલિએક્રીલેટ, વગેરે

•  વર્ણસંકર સામગ્રી

જો આપણે માત્ર એરોજેલ પર આધાર રાખીએ તો થર્મલ રનઅવેને રોકી શકાય નહીં. સફળતાપૂર્વકઅવાહકગરમી, આપણે એરજેલને પીસીએમ સાથે જોડવાની જરૂર છે.

વર્ણસંકર સામગ્રી ઉપરાંત, અમે વિવિધ દિશામાં વિવિધ થર્મલ વાહકતા ગુણાંક સાથે મલ્ટિ-લેયર સામગ્રી પણ બનાવી શકીએ છીએ. અમે મોડ્યુલમાંથી ગરમીનું સંચાલન કરવા માટે ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા સામગ્રીનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ અને થર્મલ પ્રચારને પ્રતિબંધિત કરવા માટે કોષો વચ્ચે હીટ ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી મૂકી શકીએ છીએ.

નિષ્કર્ષ

થર્મલ રનઅવે પ્રચારને નિયંત્રિત કરવો એ એક જટિલ વિષય છે. કેટલાક ઉત્પાદકોએ ગરમીના ફેલાવાને રોકવા માટે કેટલાક ઉકેલો બનાવ્યા, પરંતુ તેઓ હજુ પણ કંઈક નવું શોધી રહ્યાં છે, જેથી ખર્ચ અને ઊર્જા ઘનતા પર પ્રભાવ ઓછો થાય. અમે હજી પણ નવીનતમ સંશોધન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહ્યા છીએ. ના છે"સુપર સામગ્રી" જે થર્મલ રનઅવેને સંપૂર્ણપણે બ્લોક કરી શકે છે. શ્રેષ્ઠ ઉકેલો મેળવવા માટે તેને ઘણા પ્રયોગોની જરૂર છે.