پاور بیٹری تھرمل مینجمنٹ سسٹم کا ڈیزائن:
بیٹری کے درجہ حرارت کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے اسے بیٹری کے کام کرنے کے لیے موزوں درجہ حرارت کی حد میں رکھنے کے لیے؛ بیٹری پیک میں سب سے زیادہ درجہ حرارت اور کم ترین درجہ حرارت کے درمیان فرق کو کم کرنے کے لیے۔
مائع کولنگ سسٹم کی تشکیل
مائع کولنگ ہیٹ سنک سسٹم اس وقت پاور بیٹریوں کے تھرمل مینجمنٹ کے لیے ایک مقبول تحقیقی سمت ہے۔ بیٹری پیک کے زیادہ سے زیادہ کام کرنے والے درجہ حرارت کے حالات کولنگ مائع کی کارکردگی کو استعمال کرکے حاصل کیے جاسکتے ہیں، جس میں تھرمل صلاحیت بڑی ہوتی ہے اور گردش کے ذریعے بیٹری کے نظام کی اضافی گرمی کو دور کرسکتی ہے۔
مائع کولنگ ہیٹ سنک سسٹم کے بنیادی اجزاء میں شامل ہیں: الیکٹرک واٹر پمپ، سیل ریڈی ایٹر (بالواسطہ کولنگ)، ٹمپریچر سینسر، ایئر کنڈیشنگ سسٹم (کمپریسر، کنڈینسر، ایوپوریٹر)، ہیٹر، اور واٹر ٹو واٹر ہیٹ ایکسچینجر۔
ان میں، ایئر کنڈیشنگ سسٹم اعلی درجہ حرارت کے حالات میں ٹھنڈک فراہم کرنے کے لئے ذمہ دار ہے؛ ہیٹر، کم درجہ حرارت کے حالات میں، کولنٹ کو گرم کرنے کے لیے ذمہ دار ہے۔
حرارت کی منتقلی کے اصول
تھرمل مینجمنٹ سسٹم کے ڈیزائن کا مقصد چارجنگ اور ڈسچارجنگ کے عمل کے دوران نئی انرجی فیلڈ پاور بیٹری کی اضافی حرارت کو منتقل کرنا، بیٹری کو ایک مناسب رینج کے اندر کام کرنا، اور مختلف پوزیشنوں میں خلیوں کے درجہ حرارت کے فرق کو برقرار رکھنا ہے۔ بہت بڑا نہیں ہونا چاہئے. اس طرح، بیٹری کی عمر بڑھنے کی رفتار کو کم کیا جا سکتا ہے، اور مختلف خلیوں کے درمیان فرق کی ڈگری کو کم کیا جا سکتا ہے۔
ٹھنڈک کی مختلف شکلیں جیسے ایئر کولنگ اور مائع کولنگ کی وجہ یہ ہے کہ گرمی کی منتقلی کا میڈیم مختلف ہے۔ اصولی طور پر، گرمی کی منتقلی کے مختلف طریقوں سے شروع کرنا ضروری ہے۔ حرارت کی ترسیل کی تین اہم شکلیں ہیں: حرارت کی تابکاری، حرارت کی ترسیل اور نقل و حمل۔
حرارتی تابکاری: مطلق صفر سے زیادہ درجہ حرارت والی اشیاء حرارتی شعاعیں پھیلا رہی ہیں۔ حرارتی تابکاری کو میڈیا کی ضرورت نہیں ہوتی اور نہ ہی رابطے کی ضرورت ہوتی ہے، اور حرارت کو برقی مقناطیسی لہروں کی شکل میں منتقل کرتی ہے۔ سورج سے زمین پر منتقل ہونے والی حرارت تھرمل تابکاری کا ایک عام عمل ہے۔
حرارت کی ترسیل: گرمی کو اعلی درجہ حرارت والے علاقے سے کم درجہ حرارت والے علاقے میں درمیانے درجے کے ذریعے منتقل کرنے کا عمل۔ تھرمل ریڈی ایشن کے برعکس، تھرمل ترسیل کے لیے دو شرائط کی ضرورت ہوتی ہے: درجہ حرارت کا فرق اور درمیانہ۔
کنویکشن: سیال کے اندر رشتہ دار بہاؤ، درجہ حرارت کے فرق سے چلایا جاتا ہے۔
حرارت، پاور بیٹری سیل کے اندر، بنیادی طور پر حرارت کی ترسیل کے ذریعے بیٹری کی سطح پر منتقل ہوتی ہے، اور پھر تابکاری اور کنویکشن کے ذریعے ارد گرد کی جگہ میں پھیل جاتی ہے۔ اگر نظام میں تھرمل مینجمنٹ سسٹم شامل کیا جاتا ہے، تو حرارت کی منتقلی کا عمل جزوی طور پر تبدیل ہو جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، بالواسطہ حرارت کی کھپت میں، حرارت کو بیٹری کی سطح سے ریڈی ایٹر شیل میں بنیادی طور پر حرارت کی ترسیل کے ذریعے منتقل کیا جاتا ہے، اور پھر شیل کو حرارت کی ترسیل کے ذریعے ریڈی ایٹر کے بہاؤ چینل کی سطح پر منتقل کیا جاتا ہے۔ گرمی کو بہاؤ چینل کی سطح سے گرمی کی ترسیل کے ذریعہ کولنٹ میں منتقل کیا جاتا ہے۔ ، کولنٹ کنویکشن کے ذریعے کولنٹ کے اندر حرارت منتقل کرتا ہے، اور بیٹری پیک کے باہر کولنٹ کے زبردستی بہاؤ کی پیروی کرتا ہے۔
بیٹری پیک کے لیے تھرمل مینجمنٹ کے حل
بیٹری پیک کی تھرمل مینجمنٹ اسکیم میں تین اقدامات شامل ہیں: بیٹری پیک کو ٹھنڈا کرنا، بیٹری پیک کا کم درجہ حرارت پہلے سے گرم کرنا، اور بیٹری پیک کی گرمی کا تحفظ۔
بیٹری پیک کو ٹھنڈا کرنا
مائع کولنگ سسٹم کا کولنگ فنکشن بنیادی طور پر کم درجہ حرارت کے کولنٹ کو گردش کرنے سے محسوس ہوتا ہے۔ اگر مطلوبہ حرارت کی کھپت کی طاقت نسبتاً کم ہے، تو خود کولنٹ کی نسبتاً بڑی حرارت کی گنجائش کی وجہ سے، سائیکل کا عمل شروع کرنا ضروری نہیں ہے، اور درجہ حرارت کی حد کی مقررہ ضروریات کو پہلے ہی پورا کیا جا سکتا ہے۔
بیٹری پیک کولنگ کی دو اہم شکلیں ہیں، براہ راست کولنگ اور بالواسطہ کولنگ۔ براہ راست کولنگ کا مطلب ہے کہ کولنگ میڈیم سیل کی سطح سے براہ راست بہتی ہے تاکہ اضافی گرمی کو دور کیا جا سکے۔ بالواسطہ کولنگ کا مطلب یہ ہے کہ کولنگ میڈیم پائپوں اور ریڈی ایٹر کے چینلز سے گزرتا ہے، اور ریڈی ایٹر سیل کے ساتھ رابطے میں ہوتا ہے تاکہ سیل کی حرارت کو کولنگ میں منتقل کیا جا سکے۔
بیٹری پیک کا کم درجہ حرارت وارم اپ
اصل میں، کمپریسر حرارتی کام کر سکتا ہے، لیکن اس کا کم درجہ حرارت حرارتی اثر اچھا نہیں ہے، اور بجلی کی کھپت نسبتاً زیادہ ہے، جس کا بیٹری کی زندگی پر بہت زیادہ اثر پڑتا ہے۔ خارج ہونے والے مادہ کے کم از کم درجہ حرارت سے بہت کم یا صرف نیچے۔ لہذا، کار شروع ہونے سے پہلے وارم اپ کے عمل کو تھرمل مینجمنٹ کی حکمت عملی میں ڈیزائن کیا گیا ہے۔
بیٹری پیک کم درجہ حرارت سے پہلے ہیٹنگ کی دو بنیادی شکلیں ہیں: اندرونی ہیٹنگ اور بیرونی ہیٹنگ۔
اندرونی ہیٹنگ، بیٹری الیکٹرولائٹ کو گرم کرنے کے لیے بیٹری پیک کے باہر AC پاور کا استعمال کرتے ہوئے جب تک یہ بیٹری پیک کے قابل اطلاق درجہ حرارت کی حد تک نہ پہنچ جائے۔ وہ حصہ جو حرارت پیدا کرتا ہے خود بیٹری ہے، اس لیے اسے اندرونی حرارتی نظام کہا جاتا ہے۔
بیرونی ہیٹنگ بیٹری کے علاوہ میڈیم کو گرم کرنے کے لیے بیرونی طاقت کا استعمال کرتی ہے، میڈیم حرارت کو بیٹری میں منتقل کرتا ہے، اور بیٹری کے درجہ حرارت کو بتدریج بڑھاتا ہے جب تک کہ یہ بیٹری کے مناسب درجہ حرارت کی حد تک نہ پہنچ جائے۔ بیرونی میڈیم میں ایئر میڈیم اور مائع میڈیم شامل ہیں، اور گرمی پیدا کرنے والے عناصر میں PTC اور ہیٹنگ فلم شامل ہیں۔
بیرونی حرارتی نظام زیادہ عام ہے۔ عام نفاذ کی شکل یہ ہے کہ بیٹری پیک اندر ہیٹر سے لیس ہوتا ہے، جو پاور بیٹری کی طاقت استعمال نہیں کرتا، لیکن پارکنگ کی حالت میں، بیٹری پیک کے باہر پاور سپلائی کو آن کر دیتا ہے، اور PTC یا کو بجلی فراہم کرتا ہے۔ حرارتی فلم. بیرونی بجلی کی فراہمی عام طور پر بڑے پاور گرڈ سے برقی توانائی ہوتی ہے۔ ہیٹر برقی توانائی کے ضیاع کے بارے میں فکر کیے بغیر قابل اطلاق زیادہ سے زیادہ طاقت کے مطابق کام کرسکتا ہے، اور مجموعی طور پر حرارتی شرح نسبتاً زیادہ ہے۔
بیٹری پیک موصلیت
کم درجہ حرارت والے علاقوں میں استعمال ہونے والے نئے انرجی فیلڈ پاور بیٹری پیک کے لیے، باکس باڈی کو عام طور پر تھرمل موصلیت کے اقدامات کے ساتھ ڈیزائن کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ پہلے سے گرم ہونے والی حرارت کے نقصان کو کم کیا جا سکے۔ جب گاڑی چلاتے وقت گاڑی کو تھوڑی دیر کے لیے روکا جاتا ہے تو بیٹری کو دوبارہ آپریٹنگ درجہ حرارت سے نیچے گرنے سے روکتا ہے۔ تجربات سے معلوم ہوا ہے کہ ماحول کا درجہ حرارت منفی 20 ڈگری ہے۔ پہلے سے گرم کرنے کے عمل کے دوران، بیٹری کو 25 ڈگری تک گرم کیا جاتا ہے، اور گاڑی کو 8 گھنٹے تک کھڑا رکھا جاتا ہے، اور درجہ حرارت تقریباً 18 ڈگری تک گر جاتا ہے۔
تھرمل مینجمنٹ کی خصوصیات کے ساتھ ہر گاڑی پر موصلیت کے اقدامات فراہم نہیں کیے جاتے ہیں۔ گاڑی کے پہلے سے گرم ہونے اور بیٹری پیک کام کرنے کی حالت میں داخل ہونے کے بعد، بیٹری خود ہی بہت زیادہ گرمی پیدا کرے گی۔ اگر یہ انتہائی سرد ماحول نہیں ہے اور طویل مدتی پارکنگ کی ضرورت نہیں ہے، تو بیٹری پیک کے آپریٹنگ درجہ حرارت کو خود ہیٹنگ کرکے برقرار رکھا جا سکتا ہے۔
کولنگ اثر کو متاثر کرنے والے اہم عوامل
کولنٹ کا درجہ حرارت۔کولنگ کے عمل کے دوران، کولنٹ کا درجہ حرارت جتنا کم ہوگا، بیٹری کا زیادہ سے زیادہ اور کم سے کم درجہ حرارت اتنا ہی کم ہوگا، لیکن دونوں کے درمیان فاصلہ بڑا ہے۔ حرارتی عمل کے دوران، کولنٹ کا درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، بیٹری کے درجہ حرارت کا فرق اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ کہنے کا مطلب یہ ہے کہ کولنٹ اور بیٹری کے درمیان درجہ حرارت کا فرق جتنا زیادہ ہوگا، بیٹری پیک کے اندر مختلف پوزیشنوں پر موجود خلیوں کے درمیان درجہ حرارت کا فرق اتنا ہی زیادہ ہوگا۔
یہ رجحان بنیادی طور پر مختلف پوزیشنوں پر خلیوں پر تھرمل مینجمنٹ سسٹم کے درجہ حرارت کے ضابطے کے اثر و رسوخ کی مختلف ڈگریوں سے متعلق ہے۔ کچھ خلیوں کا ریڈی ایٹر کے ساتھ رابطہ کا ایک بڑا علاقہ ہوتا ہے، جبکہ دیگر نسبتاً چھوٹے ہوتے ہیں۔ دوسری طرف، بیٹری پیک کے اندر کولنٹ کی گردش کے دوران، انلیٹ سے آؤٹ لیٹ تک درجہ حرارت مسلسل تبدیل ہو رہا ہے۔ مختلف مقامات پر، کولنٹ اور ایک ہی جسم کے درجہ حرارت والے خلیوں کے درمیان درجہ حرارت کا فرق مختلف ہوتا ہے۔ صرف درست تھرمل ڈیزائن ہی اس مسئلے کو حل کر سکتا ہے، نہ کہ صرف کولنٹ کے درجہ حرارت کو ایڈجسٹ کرنا۔
کولنٹ کا بہاؤ۔کولنٹ کا بہاؤ جتنا زیادہ ہوگا، اسی عرصے میں یہ اتنی ہی زیادہ گرمی کو دور کرتا ہے۔ کچھ تخروپن نے خاص طور پر مائع کولنگ ماڈل کا مشاہدہ کیا ہے، دیگر پیرامیٹرز میں کوئی تبدیلی نہیں ہے، اور صرف کولنگ مائع بہاؤ کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے، کولنگ اثر پر کولنگ مائع بہاؤ کا اثر. جیسے جیسے کولنٹ کا بہاؤ بڑھتا ہے، بیٹری سسٹم کا زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے، لیکن درجہ حرارت کا فرق بڑھ جاتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت کے فرق کو گزرنے کے بعد، بہاؤ میں اضافہ ہوتا رہتا ہے، اور درجہ حرارت کا فرق کم ہونا شروع ہوتا ہے۔ بہاؤ کی شرح میں مسلسل اضافہ کے عمل میں، زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت اور درجہ حرارت کا فرق ایک سمت میں کم ہو رہا ہے۔
بہاؤ میں اضافے کے عمل کے پہلے نصف میں، زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے اور درجہ حرارت کا فرق بڑھ جاتا ہے۔ وجوہات ٹھنڈے درجہ حرارت کی مسلسل کمی کے اثر سے مطابقت رکھتی ہیں، جس کا تعلق مخصوص تھرمل ڈھانچے کے ڈیزائن سے ہے۔ ٹھنڈک کے مختلف اثرات درجہ حرارت میں مختلف تبدیلیاں لاتے ہیں۔ بہاؤ کی شرح میں اضافے کے ٹیسٹ کے دوسرے نصف حصے میں، بہاؤ کی شرح میں اضافے کے ساتھ، درجہ حرارت کا فرق کم ہونا شروع ہوا اور مسلسل کم ہوتا چلا گیا، کیونکہ کولنٹ کے بہاؤ کی شرح ایک خاص حد تک بڑھ گئی، جو گرمی جذب کرنے کی صلاحیت کے مقابلے میں کولنٹ، کولنٹ گرمی میں منتقل ہونے والی بیٹری نسبتاً چھوٹی ہے۔ اس طرح، ایک طرف، کولنگ مائع کے درجہ حرارت پر اثر کم ہوتا جاتا ہے، اور سسٹم انلیٹ کے قریب مختلف پوزیشنوں پر کولنگ مائع کے درمیان درجہ حرارت کا فرق چھوٹا اور چھوٹا ہوتا جاتا ہے۔ دوسری طرف، مختلف خلیات کے گرمی کی منتقلی کے علاقے میں فرق کی وجہ سے گرمی کی منتقلی کی صلاحیت میں فرق، نسبتا چھوٹا ہے. نتیجے کے طور پر، نظام کے مجموعی درجہ حرارت کا فرق کم ہوتا رہتا ہے۔
لیکن ٹریفک میں اضافہ جاری نہیں رہ سکتا۔ ایک طرف، یہ توانائی کی کھپت کی مقدار سے متعلق ہے، اور بہترین لاگت کی کارکردگی کے ساتھ بہاؤ کا انتخاب کرنا ناگزیر ہے۔ دوسری طرف، طویل عرصے تک بہاؤ کی بڑی شرح کو برقرار رکھنا کولنٹ گردشی نظام کی طاقت کا امتحان ہے، آلات کی زندگی کم ہو سکتی ہے، اور ساتھ ہی، حادثات کا خطرہ بھی بڑھ جائے گا۔
ڈاؤن لوڈ، اتارنا ٹیگ: نئے توانائی کے میدان کے لیے ہیٹ سنک، چین، سپلائرز، مینوفیکچررز، فیکٹری، اپنی مرضی کے مطابق، مفت نمونہ، چین میں بنایا گیا
