ইভি ব্যাটারি থার্মাল পালানোর সময় কেন সাধারণ নিরোধক উপাদানগুলি ব্যর্থ হয়?

সাধারণ বৈদ্যুতিক নিরোধক ব্যাটারি থার্মাল রনঅওয়ের সময় উত্পন্ন চরম তাপ, শিখা, গরম কণা, চাপ এবং ভেন্ট গ্যাসের সংমিশ্রণের সংস্পর্শে এলে তা নরম, সঙ্কুচিত, পোড়া, কার্বনাইজ, ক্র্যাক বা অস্তরক শক্তি হারাতে পারে।

সঠিক সমাধান হল উচ্চ-তাপমাত্রার নিরোধক, কম তাপ স্থানান্তর, শিখা প্রতিরোধ, অস্তরক স্থিতিশীলতা এবং অপব্যবহারের শর্তে যান্ত্রিক অখণ্ডতার জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা তাপ-পলাতক বাধাগুলি ব্যবহার করা। একটি উপাদান যা স্বাভাবিক ব্যাটারি অপারেটিং তাপমাত্রায় ভাল পারফর্ম করে তা স্বয়ংক্রিয়ভাবে তাপ পলাতক ইভেন্টের জন্য উপযুক্ত নয়।

থার্মাল রানওয়ে সাধারণ ব্যাটারি হিটিং থেকে আলাদা কেন?

স্বাভাবিক নিরোধক উচ্চ তাপমাত্রায় দীর্ঘমেয়াদী অপারেশনে বেঁচে থাকতে পারে কিন্তু যখন তাপীয় পলাতক সরাসরি শিখা, চাপ, গরম কণা এবং ঘনীভূত তাপ প্রবাহ যোগ করে তখন দ্রুত ব্যর্থ হয়।

সমাধান হল শুধুমাত্র ক্রমাগত-ব্যবহারের তাপমাত্রা রেটিং না করে অপব্যবহারের অবস্থার বিরুদ্ধে নিরোধক মূল্যায়ন করা। ইউএল সলিউশনস নোট করে যে ব্যাটারি থার্মাল রনঅওয়ে জেট-সদৃশ শিখা, নির্গত কণা, উচ্চ তাপমাত্রা এবং ঘেরের ভিতরে চাপ তৈরি করতে পারে, যার অর্থ প্রতিরক্ষামূলক উপাদানগুলিকে অনেকগুলি একযোগে ব্যর্থতার প্রক্রিয়া সহ্য করতে হবে।^[১]

এই পার্থক্য সমালোচনামূলক. 105°C, 125°C, বা তারও বেশি তাপমাত্রায় স্বাভাবিক বৈদ্যুতিক নিরোধকের জন্য রেট করা কোনো উপাদান সরাসরি তাপীয় পলাতক অবস্থার সংস্পর্শে আসলে কাঠামো বা ডাইইলেক্ট্রিক কর্মক্ষমতা হারাতে পারে।

কেন সাধারণ পলিমার নিরোধক নরম বা ভেঙে পড়তে পারে?

অনেক সাধারণ পলিমার ফিল্ম এবং ফোমগুলি বৈদ্যুতিক নিরোধক, কুশনিং বা সিল করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে-প্রত্যক্ষভাবে মারাত্মক তাপীয় তাপের সংস্পর্শে নয়-তাই তারা নরম, সঙ্কুচিত, গলে যেতে পারে বা স্থায়ীভাবে বিকৃত হতে পারে।

সঠিক সমাধান হল এমন উপকরণ নির্বাচন করা যার তাপীয় স্থিতিশীলতা প্রকৃত অপব্যবহারের তাপমাত্রা এবং এক্সপোজার সময়কালের অধীনে যথেষ্ট থাকে। উচ্চ-তাপমাত্রা মাইকা, সিরামিক-ভিত্তিক বাধা, এয়ারজেল সিস্টেম এবং বিশেষভাবে প্রণয়নকৃত সিলিকন উপকরণগুলি সাধারণত বিবেচনা করা হয় যখন সাধারণ নিরোধক তার কার্যকারিতা বজায় রাখতে পারে না।

উপাদান নির্বাচন অপারেটিং তাপমাত্রা প্রতিরোধের এবং তাপ পলাতক প্রতিরোধের মধ্যে পার্থক্য করা আবশ্যক . এগুলি একই স্পেসিফিকেশন নয়।

কেন UL 94 V-0 একা যথেষ্ট নয়?

একটি উপাদান UL 94 V-0 অর্জন করতে পারে এবং এখনও কোষ থেকে কোষের তাপীয় প্রচারের বিরুদ্ধে অপর্যাপ্ত সুরক্ষা প্রদান করে কারণ একটি ছোট আকারের শিখা শ্রেণীবিভাগ সম্পূর্ণ তাপীয় পলাতক ঘটনাকে প্রতিনিধিত্ব করে না।

সমাধান হল শিখা রেটিংকে শুধুমাত্র একটি বস্তুগত সম্পত্তি হিসাবে বিবেচনা করা এবং আলাদাভাবে তাপ নিরোধক, তাপ প্রবাহ প্রতিরোধ, যান্ত্রিক ধারণ, ভেন্ট-গ্যাস এক্সপোজার এবং সিস্টেম-স্তরের প্রচার কার্যকারিতা যাচাই করা। রজার্স বিশেষভাবে উল্লেখ করেছেন যে একবার একটি কোষ তাপীয় পলাতক প্রবেশ করে, একটি V-0 ফেনা নিজে থেকে শক্তির মুক্তি বন্ধ করে না; প্যাক আর্কিটেকচার এবং তাপীয় বাধাগুলি সমালোচনামূলক থাকে।^[২]

এটি ব্যাটারি সামগ্রীতে সবচেয়ে সাধারণ স্পেসিফিকেশন ভুলগুলির মধ্যে একটি: 'V-0' এর অর্থ 'থার্মাল-রানাওয়ে প্রমাণ' নয়।

কি ব্যর্থতা মোড ব্যাটারি নিরোধক বেঁচে থাকা আবশ্যক?

যদি একজন প্রকৌশলী শুধুমাত্র শিখা প্রতিরোধের মূল্যায়ন করেন, তবে নিরোধক এখনও ক্ষয়, চাপ, গরম কণা, অস্তরক ভাঙ্গন, কম্প্রেশন ক্ষতি, বা সংলগ্ন কক্ষে তাপ স্থানান্তর থেকে ব্যর্থ হতে পারে।

সঠিক সমাধান হল বাধা উপাদান নির্বাচন করার আগে সম্পূর্ণ ব্যর্থতার পরিবেশ স্ক্রীন করা। UL-এর ব্যাটারি এনক্লোজার মূল্যায়ন বিশেষভাবে উচ্চ তাপমাত্রা, চাপ এবং নির্গত কণাকে একত্রিত করে কারণ তাপীয় দৌড় একটি সাধারণ শিখা পরীক্ষার পরিবর্তে একটি বহু-পদার্থবিদ্যার ঘটনা।^[১]

কেন নিম্ন তাপ পরিবাহিতা ব্যাপার?

একটি উপাদান শারীরিকভাবে অক্ষত থাকতে পারে তবে তাপ বাধা হিসাবে ব্যর্থ হতে পারে যদি তাপ প্রতিবেশী কোষকে ট্রিগার করার জন্য যথেষ্ট দ্রুত এর মধ্য দিয়ে যায়।

সমাধান হল বাধার মাধ্যমে উপাদান টিকে থাকা এবং তাপ স্থানান্তর উভয়ই নিয়ন্ত্রণ করা। UL প্রসপেক্টর নোট করেছেন যে অ্যারোজেল, সিরামিক কম্বল এবং এনক্যাপসুলেটিং ফোমগুলি কম তাপ পরিবাহিতা এবং ঘনত্বে ভাল কাজ করতে পারে, যখন মিকা শক্তিশালী বৈদ্যুতিক নিরোধক সরবরাহ করে তবে যথেষ্ট অগ্নি সুরক্ষার জন্য আরও বেধের প্রয়োজন হতে পারে।^[৩]

তাই গুরুত্বপূর্ণ নকশা লক্ষ্যমাত্রা হল 'বস্তু কি পুড়ে যায়?' নয় বরং 'কত তাপ সুরক্ষিত দিকে পৌঁছায় এবং কত দ্রুত?'।

কেন পাতলা প্লাস্টিকের ছায়াছবি অপর্যাপ্ত হতে পারে?

পাতলা পলিমার ফিল্মগুলি স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপের সময় চমৎকার অস্তরক বিভাজন প্রদান করতে পারে তবে তাপীয় ভর বা পুরুত্ব খুব কম ধারণ করে যাতে তাপ পালানোর সময় স্থায়ী তাপ স্থানান্তর প্রতিরোধ করা যায়।

সঠিক সমাধান হল বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতার জন্য প্রাথমিকভাবে পাতলা ফিল্ম ব্যবহার করা যেখানে উপযুক্ত এবং একটি ডেডিকেটেড তাপীয় বাধা যোগ করা যখন তাপ-প্রসারণ ঝুঁকির প্রয়োজন হয়। একটি বহুস্তর কাঠামো বৈদ্যুতিক নিরোধক, তাপ নিরোধক, যান্ত্রিক সুরক্ষা এবং আনুগত্যের কাজগুলিকে আলাদা করতে পারে।

একটি পাতলা বৈদ্যুতিক ফিল্ম সব চারটি ফাংশন সঞ্চালনের চেষ্টা সাধারণত অগ্রহণযোগ্য আপস জোর করে.

কেন সাধারণ ফেনা অপর্যাপ্ত হতে পারে?

প্রচলিত ফেনা একটি কম্প্রেশন প্যাড, সীল, বা কম্পন শোষক হিসাবে ভাল পারফর্ম করতে পারে কিন্তু সরাসরি তাপীয় পলাতকের সংস্পর্শে এলে শক্তি বা নিরোধক কর্মক্ষমতা হারায়।

সমাধান হল ফেনা ব্যবহার করা বিশেষভাবে প্রণয়ন করা এবং তাপ প্রচারের জন্য বৈধ করা যখন উপাদানটি অবশ্যই কম্প্রেশন এবং অগ্নি সুরক্ষা উভয়ই প্রদান করবে। রজার্সের প্রোসেল ইভি ফায়ারওয়াল উপকরণগুলি সিলিকন ইলাস্টোমেরিক সিস্টেমের উদাহরণ যা বিশেষভাবে তাপ প্রচার সুরক্ষার সাথে ব্যাটারি কম্প্রেশন কার্যকারিতা একত্রিত করার জন্য তৈরি করা হয়েছে।^[৪]

এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ নিয়মকে ব্যাখ্যা করে: সাধারণ সিলিকন ফেনা এবং তাপ-পলাতক-রেটেড সিলিকন বাধাগুলিকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে একই উপাদান শ্রেণী হিসাবে গণ্য করা উচিত নয়।

কেন মাইকা সাধারণত থার্মাল রানওয়ে সুরক্ষার জন্য ব্যবহৃত হয়?

যেখানে সাধারণ পলিমার নিরোধক উচ্চ তাপমাত্রায় বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা এবং বাধা কাঠামো ধরে রাখতে পারে না, ব্যর্থতা কাছাকাছি কোষ, বাসবার বা প্যাক উপাদানগুলিকে প্রকাশ করতে পারে।

সমাধান হল মাইকা ব্যবহার করা যেখানে উচ্চ-তাপমাত্রার অস্তরক স্থিতিশীলতা এবং কঠোর তাপ সুরক্ষা প্রয়োজন। Mica এর শক্তিশালী বৈদ্যুতিক নিরোধক ক্ষমতা রয়েছে এবং এটি ব্যাপকভাবে EV ব্যাটারি থার্মাল এবং ফায়ার-সুরক্ষা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়, যদিও প্রয়োজনীয় বেধ এবং নির্মাণ এখনও নির্দিষ্ট প্যাক আর্কিটেকচারের উপর নির্ভর করে।^[৩]

মাইকা বিশেষ করে কোষের বাধা, মডিউল দেয়াল, বাসবার নিরোধক, প্যাক-ঢাকনা সুরক্ষা, এবং অন্যান্য অবস্থানের জন্য যেখানে আকৃতির স্থিতিশীলতা এবং বৈদ্যুতিক নিরোধক ব্যাপার।

একটি উপাদান সমগ্র তাপ পলাতক সমস্যা হ্যান্ডেল করা উচিত?

একটি নিরোধক শীট অগ্নি প্রতিরোধ, অতি-নিম্ন তাপ স্থানান্তর, কম্প্রেশন পুনরুদ্ধার, সিলিং, কম্পন নিয়ন্ত্রণ, অস্তরক বিচ্ছিন্নতা এবং কাঠামোগত সুরক্ষা প্রদানের আশা করা একটি ব্যয়বহুল উপাদান হতে পারে যা এখনও একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োজনীয়তা ব্যর্থ করে।

ভাল সমাধান প্রায়শই একটি মাল্টিলেয়ার সিস্টেম যেখানে প্রতিটি উপাদান এটি সর্বোত্তমভাবে পরিচালনা করে এমন কার্য সম্পাদন করে। উদাহরণস্বরূপ, মাইকা উচ্চ-তাপমাত্রার অস্তরক সুরক্ষা প্রদান করতে পারে, এয়ারজেল তাপ স্থানান্তর হ্রাস করতে পারে এবং বিশেষায়িত সিলিকন ফেনা কম্প্রেশন এবং তাপ-প্রসারণ প্রতিরোধের প্রদান করতে পারে।

UL প্রসপেক্টর একইভাবে নোট করেছেন যে কাঠামোগত প্রয়োজনীয়তা এবং তাপ-পলাতক পরীক্ষার দাবি পূরণের জন্য উপকরণগুলির সংমিশ্রণ প্রয়োজন হতে পারে।^[৩]

কিভাবে তাপ পলাতক নিরোধক নির্বাচন করা উচিত?

শুধুমাত্র একটি ডেটাশীট তাপমাত্রা রেটিং থেকে উপাদান নির্বাচন করা মিথ্যা আত্মবিশ্বাস তৈরি করতে পারে কারণ প্রকৃত ব্যাটারি অপব্যবহারের সাথে সময়, তাপ প্রবাহ, শিখা, কণা, চাপ, জ্যামিতি এবং প্রতিবেশী উপাদান জড়িত।

সঠিক সমাধান হল প্রকৃত সেল বিন্যাস, ব্যর্থতার অবস্থান, প্রয়োজনীয় বিলম্বের সময়, সুরক্ষিত-পার্শ্বের তাপমাত্রা লক্ষ্য, বৈদ্যুতিক প্রয়োজনীয়তা, যান্ত্রিক লোড, উপলব্ধ বেধ এবং অপব্যবহার-পরীক্ষার স্পেসিফিকেশন থেকে উপাদান নির্বাচন করা। উপাদান নমুনা তারপর প্রতিনিধি সমাবেশে বৈধ করা উচিত.

প্রথমে সংজ্ঞায়িত করতে ইঞ্জিনিয়ারিং তথ্য:

কোষের রসায়ন এবং বিন্যাস, বাধা অবস্থান, সর্বাধিক উপলব্ধ বেধ, ডাইলেক্ট্রিক প্রয়োজনীয়তা, প্রত্যাশিত ভেন্ট দিক, তাপ প্রচার লক্ষ্য, কম্প্রেশন প্রয়োজনীয়তা, অপারেটিং তাপমাত্রা, আঠালো নির্মাণ, যান্ত্রিক ফিক্সিং, এবং প্রযোজ্য ব্যাটারি অপব্যবহার-পরীক্ষার মান।

কিভাবে তাপীয় বাধা কর্মক্ষমতা যাচাই করা উচিত?

একটি উপাদান যা একটি ছোট কুপন শিখা পরীক্ষা পাস করে তা এখনও প্রকৃত ব্যাটারির ভিতরে ব্যর্থ হতে পারে কারণ জয়েন্ট, ফাস্টেনার, ভেন্ট পাথ, কম্প্রেশন এবং প্রতিবেশী উপাদানগুলি তাপ-প্রবাহের পথ পরিবর্তন করে।

সমাধান হল প্রতিনিধিত্বমূলক তাপীয় পলাতক অবস্থার অধীনে উপাদান-স্তর এবং সিস্টেম-স্তরের কর্মক্ষমতা উভয়ই যাচাই করা। UL 2596 তাপীয় এবং যান্ত্রিক এক্সপোজারের অধীনে ব্যাটারি ঘেরের উপকরণগুলিকে মূল্যায়ন করে, যখন EV ব্যাটারির নিরাপত্তার প্রয়োজনীয়তা যেমন ISO 6469-1 এবং UN রেগুলেশন নং 100 গাড়ির স্তরে রিচার্জেবল শক্তি সঞ্চয় সিস্টেমের নিরাপত্তার কথা বলে৷^{[১][৫][৬]}

ইউএনইসিই বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারি সিস্টেমের জন্য শক্তিশালী তাপ-প্রচারের প্রয়োজনীয়তার উপর কাজ চালিয়ে গেছে, এটিকে শক্তিশালী করে যে থার্মাল রানঅ্যাওয়ে সুরক্ষা একটি একক-বস্তুর শিখা-রেটিং সমস্যার পরিবর্তে একটি সিস্টেম-স্তরের নিরাপত্তা সমস্যা।^[৬]

একটি EV ব্যাটারির জন্য একটি তাপীয় বাধা নির্বাচন করতে হবে?

একটি প্রাথমিক উপাদান পর্যালোচনার জন্য, সেল, মডিউল, বা প্যাক অবস্থান, উপলব্ধ বেধ, সুরক্ষিত-পার্শ্বের তাপমাত্রা লক্ষ্য, অস্তরক প্রয়োজনীয়তা, কম্প্রেশন প্রয়োজনীয়তা, কোষ রসায়ন, ভেন্ট দিক, CAD জ্যামিতি, আঠালো প্রয়োজনীয়তা, এবং প্রযোজ্য তাপ-পলাতক পরীক্ষার লক্ষ্য প্রস্তুত করুন।

সঠিক বাধাটি প্রকৃত ব্যর্থতা মোড থেকে নির্বাচন করা উচিত - কেবলমাত্র একটি ডেটাশিটে মুদ্রিত একটি শিখা রেটিং বা তাপমাত্রা নম্বর থেকে নয়।

FAQ

সাধারণ বৈদ্যুতিক নিরোধক কি ব্যাটারি থার্মাল পলাতক বেঁচে থাকতে পারে?

অগত্যা নয়। সাধারণ বৈদ্যুতিক নিরোধক স্বাভাবিক অপারেটিং তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে কিন্তু চরম তাপীয় রনওয়ে এক্সপোজারের সময় শক্তি, আকৃতি বা অস্তরক কর্মক্ষমতা হারায়।

UL 94 V-0 একটি EV ব্যাটারি তাপীয় বাধার জন্য যথেষ্ট?

নং V-0 একটি প্রমিত পরীক্ষার অধীনে নির্দিষ্ট দাহ্যতা আচরণ নির্দেশ করে, কিন্তু তাপ থেকে পালিয়ে যাওয়া সুরক্ষা তাপ স্থানান্তর, উপাদানের পুরুত্ব, বায়ুচলাচল, বাধা নির্মাণ এবং প্যাক আর্কিটেকচারের উপরও নির্ভর করে।

থার্মাল রানওয়ের জন্য সাধারণ প্লাস্টিকের চেয়ে মাইকা কেন ভাল?

মাইকা অনেক সাধারণ পলিমার ফিল্মের তুলনায় অনেক শক্তিশালী উচ্চ-তাপমাত্রার অস্তরক এবং কাঠামোগত স্থিতিশীলতা প্রদান করে, এটিকে অনমনীয় তাপ এবং বৈদ্যুতিক বাধাগুলির জন্য উপযোগী করে তোলে।

সিলিকন ফেনা কি তাপীয় পলাতক থেকে রক্ষা করতে পারে?

বিশেষভাবে প্রণয়ন এবং বৈধ সিলিকন উপকরণ তাপ-প্রসারণ সুরক্ষা প্রদান করতে পারে, তবে সাধারণ সিলিকন ফেনা স্বয়ংক্রিয়ভাবে একই কর্মক্ষমতা প্রদান করে বলে ধরে নেওয়া উচিত নয়।

কোন বৈশিষ্ট্য একটি তাপ পলাতক বাধা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ?

গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে তাপীয় প্রতিরোধ, শিখা প্রতিরোধ, অস্তরক শক্তি, উচ্চ-তাপমাত্রার স্থায়িত্ব, ক্ষয় প্রতিরোধ, যান্ত্রিক অখণ্ডতা, বেধ, ঘনত্ব এবং ব্যাটারি কাঠামোর সাথে সামঞ্জস্য।

সর্বোচ্চ তাপমাত্রার রেটিং কি সর্বদা সেরা পছন্দ?

না। থার্মাল রনঅওয়ে কর্মক্ষমতা তাপ প্রবাহ, এক্সপোজার সময়, জ্যামিতি, বেধ, উপাদান নির্মাণ এবং সিস্টেম ডিজাইনের উপর নির্ভর করে - শুধুমাত্র তাপমাত্রা রেটিং নয়।

15-বছরের স্বয়ংচালিত ব্যাটারি কম্পোনেন্ট পরিপ্রেক্ষিত

15 বছরের স্বয়ংচালিত যন্ত্রাংশ এবং তার-হারনেস উত্পাদন অভিজ্ঞতার উপর ভিত্তি করে, আমি কখনই একটি ব্যাটারি নিরোধক উপাদান অনুমোদন করি না কারণ এটি বৈদ্যুতিকভাবে নিরোধক, শিখা-প্রতিরোধী, বা একটি উচ্চ ক্রমাগত তাপমাত্রার জন্য রেট করা হয়েছে।

তাপীয় পলাতক একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন ব্যর্থতার পরিবেশ তৈরি করে: তীব্র তাপ, শিখা, চাপ, গরম কণা, বৈদ্যুতিক চাপ এবং এক্সপোজার সময় একসাথে কাজ করে। নির্ভরযোগ্য সমাধান হল প্রথমে প্রকৃত ব্যর্থতার পথ নির্ধারণ করা এবং তারপরে মিকা, অ্যারোজেল, সিরামিক উপাদান, বিশেষ সিলিকন বা একটি বহুস্তর নির্মাণ নির্বাচন করা যা সেই সঠিক অবস্থানটিকে রক্ষা করতে পারে।

প্রামাণিক রেফারেন্স

[১] ইউএল সলিউশনস — ব্যাটারি এনক্লোসার থার্মাল রানওয়ে ইভালুয়েশন এবং ইউএল 2596

[২] রজার্স কর্পোরেশন — যেখানে UL 94 V-0 বাস্তব-বিশ্বের ডিজাইনে গুরুত্বপূর্ণ

[৩] UL প্রসপেক্টর - একটি EV ব্যাটারির জন্য ফায়ার প্রোটেকশন ম্যাটেরিয়াল নির্বাচন করা

[৪] রজার্স কর্পোরেশন - প্রোসেল ইভি ফায়ারওয়াল থার্মাল প্রচার সুরক্ষা

[৫] ISO — ISO 6469-1:2019 বৈদ্যুতিকভাবে চালিত সড়ক যান, রিচার্জেবল এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমের নিরাপত্তা

[৬] UNECE — UN রেগুলেশন নং 100 Rev.3, ইলেকট্রিক পাওয়ার ট্রেন সেফটি