तापीय प्रवाहकीय सिलिका और बैटरी पावर वाले नए ऊर्जा वाहन।

नई ऊर्जा वाहनों में उत्कृष्ट तापीय चालकता के साथ एक उन्नत समग्र सामग्री के रूप में थर्मली कंडक्टिव सिलिकॉन जेल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो इंजन कूलिंग सामग्री और सीलेंट दोनों के रूप में काम करता है। उत्कृष्ट तापीय चालकता वाला तापीय प्रवाहकीय सीलेंट एकल घटक के रूप में आता है। सिलिका जेल थर्मल कंडक्टर की तैयार शीट के लिए चित्र देखें। 1. थर्मली कंडक्टिव सिलिका को वायुमंडल में मौजूद नमी के साथ संक्षेपण प्रतिक्रियाओं के माध्यम से बनाया जा सकता है, जो कम आणविक रिलीज, क्रॉसलिंकिंग, इलाज और उत्कृष्ट भौतिक और थर्मल प्रतिरोध गुणों के साथ उच्च प्रदर्शन वाले इलास्टोमर्स का उत्पादन करता है। थर्मल कंडक्टिव सिलिका में उत्कृष्ट उच्च और निम्न तापमान प्रतिरोध गुण भी हैं। थर्मली कंडक्टिव सिलिका विद्युत इन्सुलेशन, उम्र बढ़ने के प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता सहित कई फायदे प्रदान करता है। इसके अलावा, थर्मल प्रवाहकीय सिलिका में बेहतर आसंजन के लिए धातुओं और गैर-धातुओं के साथ समान रूप से मजबूत आसंजन होता है - ये गुण थर्मल प्रवाहकीय सिलिका को कई क्षेत्रों में उपयोग करने की अनुमति देते हैं; तालिका 117 में सभी प्रासंगिक पैरामीटर शामिल हैं। थर्मली कंडक्टिंग सिलिका नई ऊर्जा वाहनों के लिए रेंज और सुरक्षा में सुधार करने में एक अभिन्न भूमिका निभाता है।

 इन कारों में बैटरी सिस्टम में आमतौर पर लिथियम आयरन ऑक्साइड, लिथियम मैंगनीज डाइऑक्साइड, टर्नरी बैटरी और ईंधन सेल शामिल होते हैं - जिसमें थर्मल प्रवाहकीय सिलिका एक आवश्यक भूमिका निभाता है। वाहन की सहनशक्ति मौजूद कोशिकाओं की संख्या से प्रभावित हो सकती है; जैसे-जैसे अधिक बैटरियाँ जोड़ी जाती हैं, उनकी दूरी एक-दूसरे के करीब होती जाती है; हालाँकि, बैटरी सेल डिस्चार्ज या चार्जिंग चक्र के दौरान महत्वपूर्ण गर्मी पैदा करते हैं। जब गर्मी को प्रभावी ढंग से नष्ट नहीं किया जा सकता है तो बैटरी सेल में आग या शॉर्ट सर्किट जैसी दुर्घटनाएँ उत्पन्न हो सकती हैं। थर्मल प्रवाहकीय सिलिका, एक लोचदार सामग्री जिसे सेल अंतराल को जल्दी से भरने और अपनी गर्मी को बाहरी शीतलन क्षेत्र या सामने के दरवाजे की ओर कुशलतापूर्वक स्थानांतरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस उपाय के माध्यम से सिस्टम की सुरक्षा सुनिश्चित की जाती है, जबकि लाभ को अधिकतम करने और नई ऊर्जा वाहनों पर अपनी सहनशक्ति बढ़ाने के लिए अधिक बैटरी होने का लाभ उठाया जाता है। जब विभिन्न शीतलन विधियों की बात आती है तो थर्मली कंडक्टिंग सिलिका गर्मी हस्तांतरण पुल के रूप में कार्य करता है। ऊष्मा अपव्यय क्षेत्र कोशिकाओं से ऊष्मा अपव्यय क्षेत्रों तक कुशल ऊष्मा स्थानांतरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, इन्सुलेशन गुण बैटरी कोशिकाओं में अत्यधिक वर्तमान खपत के कारण होने वाले उच्च वोल्टेज से सुरक्षा प्रदान करते हैं, सामान्य सिस्टम संचालन को बनाए रखते हैं, और शॉर्ट सर्किट जैसे दोषों से बचते हैं।

बैटरी ताप उत्पादन का सिद्धांत

एयर कूलिंग के साथ मिश्रित थर्मल प्रवाहकीय सिलिका जेल प्लेट (सीएसजीपी) का उपयोग करके वाहन बैटरी के लिए थर्मल प्रबंधन प्रदर्शन को अनुकूलित किया गया है।

पिछले अनुभाग में नई ऊर्जा वाहनों के लिए उपयोग की जाने वाली बीटीएम और बैटरियों का परिचय दिया गया था। किसी भी बैटरी की तरह, चार्जिंग/डिस्चार्जिंग या सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने के दौरान इसका तापमान बढ़ सकता है। जब तापमान इष्टतम ऑपरेटिंग तापमान सीमा से अधिक हो जाता है, तो बैटरी के जीवनकाल और सुरक्षा से समझौता किया जा सकता है, जिससे संभावित रूप से थर्मल रनवे हो सकता है। इस सीमा को सटीक रूप से नियंत्रित करने में विफलता सुरक्षा के लिए जोखिम पैदा करती है। चूंकि चार्जिंग और डिस्चार्जिंग से पर्याप्त गर्मी पैदा होती है, सीएसजीपी की बेहतर तापीय चालकता, गर्मी लंपटता और प्रदर्शन का उपयोग एयर-कूलिंग तकनीक के माध्यम से इसे हटाने के लिए किया जाता है। यहां हम ऑटोमोटिव बैटरियों के लिए थर्मल प्रबंधन रणनीति के रूप में एयर कूलिंग के साथ सीएसजीपी का उपयोग करेंगे।

प्रयोग के एक भाग के रूप में, सीएसजीपी और बैटरी बॉडी के बीच थर्मल प्रतिरोध को ध्यान में रखना भी महत्वपूर्ण है। थर्मल प्रतिरोध गर्मी संचालन में एक अभिन्न भूमिका निभाता है जो बैटरी मॉड्यूल के भीतर तापमान वितरण के साथ-साथ गर्मी अपव्यय को प्रभावित करता है। सीएसजीपी एक उत्कृष्ट थर्मल कंडक्टर है, लेकिन इसके और बैटरी मॉड्यूल के बीच कुछ थर्मल प्रतिरोध रहता है, जो प्रयोगात्मक परिणामों को प्रभावित कर सकता है। यह अध्ययन यह पता लगाने पर केंद्रित है कि सीएसजीपी ने बैटरी मॉड्यूल के भीतर गर्मी अपव्यय के लिए कितना अच्छा प्रदर्शन किया। इस प्रयोग ने बैटरी मॉड्यूल और सीएसजीपी के बीच किसी भी थर्मल प्रतिरोध का पूरी तरह से पता नहीं लगाया, क्योंकि इसका उद्देश्य गर्मी अपव्यय में इसकी क्षमता का आकलन करना और उच्च दर पर डिस्चार्ज होने पर तापमान विनियमन को बढ़ाना है।

चित्र प्रायोगिक परीक्षणों में प्रयुक्त प्लेटफ़ॉर्म असेंबली को दर्शाता है। 7. कूलिंग सिस्टम से सुसज्जित अलग बैटरी मॉड्यूल को इनक्यूबेटर में रखा जाता है। सर्वोत्तम परिणामों के लिए इन बैटरी मॉड्यूल को अपने सभी प्रयोगों के दौरान बिल्कुल 40 डिग्री सेल्सियस पर रहना चाहिए। सामान्य बैटरी परीक्षण वातावरण 0-40 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। यदि परिवेश का तापमान 0 और 40 डिग्री सेल्सियस के बीच गिरता है, तो इसके प्रदर्शन पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है, डिस्चार्ज क्षमता में काफी कमी आ सकती है और समग्र बैटरी प्रदर्शन पर असर पड़ सकता है। सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, बैटरी परीक्षण प्रणाली के माध्यम से चार्ज और डिस्चार्ज होने से पहले तापमान को स्थिर करने के लिए बैटरी मॉड्यूल को दो घंटे तक इनक्यूबेट किया जाएगा। टी-प्रकार के थर्मोकपल का एक सिरा सतह से जुड़ा होता है और एक सिरा तापमान निरीक्षण के लिए एक एगिलेंट उपकरण से जुड़ा होता है, जो इसे हर दो सेकंड में मॉड्यूल तापमान रिकॉर्ड करने में सक्षम बनाता है। पंखे मिश्रित तापीय प्रवाहकीय सिलिकॉन जेल प्लेट-फोर्स्ड-कूलिंग (सीएसजीपीएफसी) मॉड्यूल पर मजबूर वायु प्रवाह भी प्रदान करते हैं; प्रत्यक्ष वर्तमान विद्युत आपूर्ति इस कार्य के लिए ऊर्जा प्रदान करती है। सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक बैटरी के साथ प्रयोग करने से पहले उसके आंतरिक प्रतिरोध के साथ-साथ उसके चार्ज-डिस्चार्ज वक्र, डिस्चार्ज और प्रत्येक बैटरी को चार्ज करना महत्वपूर्ण है। हमारा बैटरी मॉड्यूल बारीकी से मेल खाने वाले प्रतिरोध वाले सेल का उपयोग करता है; यह सुनिश्चित करने में अतिरिक्त ध्यान दिया जाना चाहिए कि उनकी सभी बैटरियों में चार्ज की स्थिति समान हो।