थर्मल प्रबंधन आधुनिक इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी डिजाइन में सबसे महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग चुनौतियों में से एक है।
जैसे-जैसे ईवी बैटरी पैक उच्च ऊर्जा घनत्व, तेज चार्जिंग, उच्च शक्ति आउटपुट और अधिक कॉम्पैक्ट आर्किटेक्चर की ओर बढ़ रहे हैं, सेल तापमान को नियंत्रित करना तेजी से मुश्किल हो जाता है। कूलिंग सिस्टम स्वयं समाधान का केवल एक हिस्सा है। कोशिकाओं, कूलिंग संरचनाओं, पैक बाड़ों और अन्य घटकों के बीच रखे गए सामग्री यह निर्धारित करती है कि गर्मी कितनी प्रभावी ढंग से आगे बढ़ सकती है - या कितनी प्रभावी ढंग से इसे अवरुद्ध किया जा सकता है।
इस कारण से, बैटरी थर्मल प्रबंधन को एक एकल कूलिंग तकनीक के बजायकूलिंग, हीट ट्रांसफर, इन्सुलेशन, सीलिंग, हीट स्प्रेडिंग और सक्रिय हीटिंगके संयोजन के रूप में देखा जाना चाहिए।
एक अच्छी तरह से डिजाइन की गई बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणाली में आमतौर पर कई सामग्री प्रौद्योगिकियां शामिल होती हैं, जिसमें प्रत्येक सामग्री को पैक के भीतर उसके विशिष्ट स्थान और कार्य के अनुसार चुना जाता है।
लिथियम-आयन बैटरी ऑपरेटिंग तापमान के प्रति संवेदनशील होती हैं। बैटरी प्रदर्शन, उम्र बढ़ने का व्यवहार, चार्जिंग क्षमता और सुरक्षा सभी तापमान से प्रभावित हो सकते हैं।
कई ईवी बैटरी थर्मल प्रबंधन रणनीतियों का उद्देश्य सेल तापमान को एक नियंत्रित ऑपरेटिंग विंडो के भीतर रखना है, जो आमतौर पर15-40 डिग्री सेल्सियसके आसपास होता है, जो सेल रसायन विज्ञान, ऑपरेटिंग परिस्थितियों और ओईएम आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। अनुसंधान समीक्षाओं ने बैटरी प्रदर्शन, सुरक्षा और सेवा जीवन के लिए सटीक तापमान नियंत्रण के महत्व पर भी जोर दिया है।
चुनौती यह है कि एक कूलिंग सिस्टम केवल तभी प्रभावी ढंग से तापमान को नियंत्रित कर सकता है जब गर्मी कूलिंग माध्यम तक पहुंच सके।
एक तरल कोल्ड प्लेट, कूलेंट चैनल या हवा की धारा कूलिंग सीमा शर्त स्थापित करती है। हालांकि, सेल और कूलिंग सिस्टम के बीच हर इंटरफ़ेस थर्मल प्रतिरोध का परिचय देता है।
चरण 2: थर्मल आवश्यकता को परिभाषित करें
निर्धारित करें:
यदि इंटरफ़ेस में सूक्ष्म वायु अंतराल, अपर्याप्त संपीड़न या अत्यधिक बॉन्ड-लाइन मोटाई होती है, तो कूलिंग सिस्टम में पर्याप्त क्षमता होने पर भी थर्मल पथ एक बाधा बन सकता है।
यही कारण है कि सामग्री चयन बैटरी थर्मल प्रबंधन डिजाइन का एक अनिवार्य हिस्सा है।
एक आधुनिक बैटरी पैक में कई अलग-अलग थर्मल और सुरक्षा क्षेत्र होते हैं।
प्रत्येक क्षेत्र एक अलग कार्य करता है और इसलिए एक अलग सामग्री रणनीति की आवश्यकता होती है।
| बैटरी पैक क्षेत्र | प्राथमिक कार्य | विशिष्ट सामग्री प्रौद्योगिकियां |
|---|---|---|
| सेल-से-सेल | धीमी तापीय प्रसार और विद्युत इन्सुलेशन प्रदान करें | सिलिकॉन फोम, एरोजेल, अभ्रक, सिरेमिक |
| सेल/मॉड्यूल-से-कोल्ड प्लेट | कूलिंग सिस्टम में गर्मी स्थानांतरित करें | थर्मल पैड, थर्मल जैल, गैप फिलर, चिपकने वाले |
| मॉड्यूल-से-फ्रेम | गर्मी स्थानांतरित करें और यांत्रिक गति को अवशोषित करें | थर्मल पैड, गैप फिलर, संरचनात्मक सामग्री |
| पैक बाड़े | पानी, धूल और पर्यावरणीय जोखिम के खिलाफ सील करें | सिलिकॉन फोम गैस्केट, सीलिंग सामग्री |
| कोल्ड-क्लाइमेट ऑपरेशन | चार्जिंग से पहले या उसके दौरान कोशिकाओं को प्रीहीट करें | पॉलीमाइड हीटर, सिलिकॉन रबर हीटर |
| गर्मी फैलाना | स्थानीयकृत गर्मी वितरित करें | ग्रेफाइट और ग्राफीन-आधारित सामग्री |
यह क्षेत्र-आधारित दृष्टिकोण सामग्री चयन को आसान बनाता है क्योंकि इंजीनियर पहले परिभाषित कर सकते हैं किप्रत्येक इंटरफ़ेस को क्या पूरा करने की आवश्यकता हैऔर फिर उपयुक्त सामग्री वर्ग का चयन कर सकते हैं।
सेल-से-कोल्ड-प्लेट इंटरफ़ेस तरल-ठंडा ईवी बैटरी में सबसे महत्वपूर्ण थर्मल पथों में से एक है।
उद्देश्य सरल है:
गर्मी उत्पन्न करने वाली सेल और कूलिंग संरचना के बीच थर्मल प्रतिरोध को कम करें।
हवा की तापीय चालकता केवल लगभग0.026 डब्ल्यू/एम·केहोती है, इसलिए अनियंत्रित वायु अंतराल इंटरफ़ेस प्रतिरोध को काफी बढ़ा सकते हैं।
थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री इन अंतरालों को भरती है और एक अधिक निरंतर थर्मल पथ बनाती है।
तीन सबसे आम दृष्टिकोण हैं:
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थर्मल पैड
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डिस्पेंस्ड थर्मल गैप फिलर
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थर्मली कंडक्टिव एडहेसिव
थर्मल पैड अनुपालनशील ठोस शीट होते हैं जिन्हें बैटरी घटक और कूलिंग संरचना के बीच रखा जाता है।
वे सिलिकॉन और गैर-सिलिकॉन फॉर्मूलेशन में उपलब्ध हैं और कस्टम आकृतियों में डाई-कट किए जा सकते हैं।
विशिष्ट लाभों में शामिल हैं:
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कोई इलाज प्रक्रिया नहीं
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आसान स्थापना
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सटीक डाई-कट ज्यामिति
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इन्सुलेटिंग ग्रेड में अच्छा विद्युत इन्सुलेशन
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कई अनुप्रयोगों में पुन: कार्यक्षमता
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नियंत्रित मोटाई
महत्वपूर्ण चयन पैरामीटर में शामिल हैं:
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विद्युत इन्सुलेशन
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विद्युत इन्सुलेशन
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तापीय चालकता
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ज्वाला मंदता
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संपीड़न व्यवहार
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कम आउटगैसिंग
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5. क्या आपूर्तिकर्ता सामग्री को अनुकूलित कर सकता है?
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ऑपरेटिंग तापमान
उच्च तापीय चालकता मान अकेले अच्छे अनुप्रयोग प्रदर्शन की गारंटी नहीं देता है।
उदाहरण के लिए, एक बहुत कठोर पैड में उत्कृष्ट चालकता हो सकती है लेकिन अंतरंग सतह संपर्क प्राप्त करने के लिए अत्यधिक असेंबली दबाव की आवश्यकता होती है। एक नरम सामग्री कम दबाव पर बेहतर अनुरूपता प्रदान कर सकती है।
इसलिए, इंजीनियरों को मूल्यांकन करना चाहिएवास्तविक असेंबली दबाव और बॉन्ड-लाइन मोटाई के तहत थर्मल प्रतिबाधा, केवल अपने डब्ल्यू/एम·के रेटिंग द्वारा सामग्री का चयन करने के बजाय।
डिस्पेंस्ड गैप फिलर विशेष रूप से तब उपयोगी होते हैं जब इंटरफ़ेस गैप बैटरी असेंबली में भिन्न होता है।
एक प्री-कट पैड के विपरीत, एक तरल या जेल-आधारित गैप फिलर इंटरफ़ेस की वास्तविक ज्यामिति के अनुरूप हो सकता है।
यह तकनीक को आकर्षक बनाता है:
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सेल-से-कोल्ड-प्लेट इंटरफेस
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सेल-से-पैक आर्किटेक्चर
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बड़े क्षेत्र की बैटरी मॉड्यूल
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जटिल सहनशीलता स्टैक
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स्वचालित उत्पादन लाइनें
एक-भाग और दो-भाग फॉर्मूलेशन उपलब्ध हैं।
एक-भाग सामग्री को निर्माता की निर्दिष्ट शर्तों के अनुसार नियंत्रित इलाज के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि दो-भाग प्रणालियों को डिस्पेंसिंग के बाद मिश्रित और ठीक किया जाता है।
मुख्य लाभों में शामिल हैं:
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उत्कृष्ट सतह अनुरूपता
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बड़ी गैप-फिलिंग क्षमता
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कम यांत्रिक तनाव
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स्वचालित डिस्पेंसिंग संगतता
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प्री-कट पैड ज्यामिति पर निर्भरता कम
मुख्य विनिर्माण विचारों में शामिल हैं:
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डिस्पेंस वॉल्यूम
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दो-भाग प्रणालियों के लिए मिश्रण अनुपात
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4. दीर्घकालिक एजिंग के बाद क्या होता है?
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पुनः कार्य आवश्यकताएं
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उपकरण आवश्यकताएं
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बॉन्ड-लाइन नियंत्रण
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पुनः कार्य रणनीति
उच्च मात्रा वाली बैटरी उत्पादन के लिए, ये प्रक्रिया कारक तापीय चालकता के समान महत्वपूर्ण हो सकते हैं।
एक पैड और एक डिस्पेंस्ड गैप फिलर के बीच का चुनाव मुख्य रूप से इंटरफ़ेस ज्यामिति और विनिर्माण प्रक्रिया पर निर्भर करता है।
| कारक | थर्मल पैड | थर्मल गैप फिलर |
|---|---|---|
| रूप | प्री-क्योर्ड शीट | डिस्पेंस्ड लिक्विड/जेल |
| गैप भिन्नता | नियंत्रित गैप के लिए सर्वश्रेष्ठ | परिवर्तनीय गैप के लिए उत्कृष्ट |
| असेंबली | सरल प्लेसमेंट | डिस्पेंसिंग की आवश्यकता है |
| क्योर | कोई क्योर नहीं | फॉर्मूलेशन-निर्भर |
| ऑटोमेशन | आसान पिक-एंड-प्लेस | स्वचालित डिस्पेंसिंग के साथ अत्यधिक संगत |
| पुनः कार्य | आम तौर पर आसान | फॉर्मूलेशन पर निर्भर करता है |
| जटिल ज्यामिति | पैड आकार द्वारा सीमित | उत्कृष्ट अनुरूपता |
| बड़े क्षेत्र के अनुप्रयोग | संभव | अक्सर फायदेमंद |
कोई भी तकनीक सार्वभौमिक रूप से बेहतर नहीं है।
सही चुनावगैप रेंज, सहनशीलता स्टैक, संपीड़न आवश्यकता, उत्पादन मात्रा और थर्मल लक्ष्यथर्मल इंटरफ़ेस सामग्री
कुछ बैटरी इंटरफेस को थर्मल ट्रांसफर और यांत्रिक अटैचमेंट दोनों की आवश्यकता होती है।
थर्मली कंडक्टिव एडहेसिव एक स्थायी बॉन्ड प्रदान कर सकते हैं जबकि घटक से गर्मी दूर ले जाते हैं।
उन पर विचार किया जा सकता है:
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स्थायी घटक अटैचमेंट
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संरचनात्मक थर्मल इंटरफेस
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बसबार-संबंधित अनुप्रयोग
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हीट स्प्रेडर अटैचमेंट
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ऐसे घटक जहां यांत्रिक फास्टनर अवांछनीय हैं
थर्मली कंडक्टिव टेप हल्के घटकों के लिए एक सरल असेंबली विधि प्रदान कर सकते हैं।
हालांकि, एडहेसिव और टेप आम तौर पर थर्मल पैड की तुलना में पुन: कार्य करने में कम सुविधाजनक होते हैं। इसलिए, उनका चयन तब किया जाना चाहिए जब जोड़ की स्थायी प्रकृति स्वीकार्य हो।
सभी तापीय समस्याएं खराब ऊर्ध्वाधर गर्मी हस्तांतरण के कारण नहीं होती हैं।
बड़े प्रिज्मीय सेल और पाउच-सेल असेंबली अपनी सतह पर तापमान ग्रेडिएंट का भी अनुभव कर सकती हैं।
इन स्थितियों में, हीट-स्प्रेडिंग सामग्री मुख्य कूलिंग इंटरफ़ेस तक पहुंचने से पहले गर्मी को पार्श्व रूप से वितरित कर सकती है।
ग्रेफाइट और ग्राफीन-आधारित सामग्री एनिसोट्रोपिक थर्मल सामग्री के उदाहरण हैं जो उच्च इन-प्लेन तापीय चालकता प्रदान कर सकती हैं।
सामग्री वास्तुकला के आधार पर, ग्रेफाइट-आधारित हीट स्प्रेडर बहुत उच्च इन-प्लेन चालकता मान तक पहुंच सकते हैं, कुछ वाणिज्यिक उत्पादों में1,000 डब्ल्यू/एम·केथर्मल इंटरफ़ेस सामग्री
इन सामग्रियों का उपयोग आम तौर पर प्राथमिक टीआईएम के प्रत्यक्ष प्रतिस्थापन के बजाय थर्मल स्टैक के हिस्से के रूप में किया जाता है।
एक सरलीकृत संरचना हो सकती है:
सेल → हीट स्प्रेडर → टीआईएम → कोल्ड प्लेट
हीट स्प्रेडर स्थानीय तापमान एकाग्रता को कम करने में मदद करता है, जबकि टीआईएम कूलिंग संरचना के लिए थर्मल संपर्क प्रदान करता है।
यह उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी बनाता है जहां थर्मल लोड में अल्पकालिक चोटियां होती हैं।
उदाहरण के लिए, एक बैटरी अस्थायी रूप से गर्मी उत्पादन में वृद्धि का अनुभव कर सकती है:
तेज चार्जिंग
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उच्च-शक्ति त्वरण
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पुनर्योजी ब्रेकिंग
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उच्च-वर्तमान निर्वहन
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एक पीसीएम इस क्षणिक गर्मी का हिस्सा अवशोषित कर सकता है और तापमान वृद्धि की दर को कम कर सकता है।
हालांकि, पीसीएम को सक्रिय कूलिंग सिस्टम के प्रतिस्थापन के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।
सामग्री में एक सीमित अव्यक्त गर्मी क्षमता होती है। एक बार उपलब्ध चरण-परिवर्तन क्षमता समाप्त हो जाने पर, पीसीएम समान बफरिंग प्रभाव प्रदान नहीं कर सकता है।
इसलिए, पीसीएम सबसे प्रभावी तब होता है जब इसे उपयुक्त गर्मी अस्वीकृति प्रणाली के साथ एकीकृत किया जाता है।
ईवी बैटरी थर्मल प्रबंधन पर 2024 की समीक्षा साहित्य पीसीएम-आधारित दृष्टिकोणों को महत्वपूर्ण निष्क्रिय या हाइब्रिड थर्मल प्रबंधन प्रौद्योगिकियों में से एक के रूप में पहचानती है।
4. थर्मल इन्सुलेशन और फायर बैरियर सामग्री
सामान्य सामग्री प्रौद्योगिकियों में शामिल हैं:
एरोजेल
एरोजेल-आधारित कंबल पतली संरचना में बहुत कम तापीय चालकता प्रदान कर सकते हैं।
हालांकि, यांत्रिक सुरक्षा की आवश्यकता हो सकती है क्योंकि कुछ एरोजेल संरचनाएं संपीड़न, घर्षण और हैंडलिंग के प्रति संवेदनशील हो सकती हैं।
सिलिकॉन फोम
सिलिकॉन फोम एक संयोजन प्रदान करता है:
कुशनिंग
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वेंटिंग संरचनाएं
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पर्यावरणीय प्रतिरोध
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विद्युत इन्सुलेशन
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ज्वाला मंदता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए,
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ईवी बैटरी का थर्मल वास्तुकला शायद ही कभी एक सामग्री से हल किया जाता है।
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0.06 डब्ल्यू/एम·के
की तापीय चालकता, यूएल 94 वी-0 रेटिंग और 200 डिग्री सेल्सियस तक तापमान क्षमताओं वाले ग्रेड शामिल हैं, जो विशिष्ट ग्रेड पर निर्भर करता है।अभ्रक और सिरेमिक सामग्रीअभ्रक और सिरेमिक शीट विद्युत इन्सुलेशन और उच्च तापमान सुरक्षा प्रदान कर सकती हैं।
उपयुक्त सामग्री बैटरी वास्तुकला, तापीय घटना परिदृश्य और लागू सुरक्षा आवश्यकताओं पर निर्भर करती है।
थर्मल रनवे सुरक्षा के लिए एक से अधिक सामग्री की आवश्यकता होती है
केवल थर्मल इन्सुलेशन हर बैटरी सुरक्षा घटना को नहीं रोक सकता है।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली नियंत्रण
सेल निगरानी
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थर्मल इन्सुलेशन
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अग्नि प्रतिरोधी अवरोध
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वेंटिंग संरचनाएं
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यांत्रिक बाड़े डिजाइन
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कूलिंग सिस्टम
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ज्वाला-मंदक सामग्री
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मानक और परीक्षण विधियां जैसे
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यूएल 2596
थर्मल रनवे का प्रतिनिधित्व करने वाली स्थितियों के तहत बैटरी बाड़े सामग्री के थर्मल और यांत्रिक प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।महत्वपूर्ण रूप से, सामग्री-स्तरीय परीक्षण परिणामों को सिस्टम-स्तरीय बैटरी सुरक्षा की प्रत्यक्ष गारंटी के रूप में नहीं समझा जाना चाहिए। वास्तविक प्रदर्शन सामग्री, ज्यामिति, मोटाई, सेल डिजाइन और अंतिम-उपयोग विन्यास पर निर्भर करता है।5. बैटरी पैक सीलिंग सामग्री
बैटरी थर्मल प्रबंधन पर्यावरणीय सुरक्षा से निकटता से जुड़ा हुआ है।
इसलिए सीलिंग सामग्री को आवश्यक सेवा जीवन भर संपीड़न और सीलिंग बल बनाए रखने की आवश्यकता होती है।
महत्वपूर्ण विनिर्देशों में शामिल हैं:
संपीड़न सेट
पानी का अवशोषण
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5. क्या आपूर्तिकर्ता सामग्री को अनुकूलित कर सकता है?
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ज्वाला मंदता
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तन्य और आंसू गुण
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एकीकृत सामग्री रणनीति क्यों मायने रखती है
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पर्यावरणीय प्रतिरोध
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कम आउटगैसिंग
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ज्वाला मंदता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए,
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यूएल 94 वी-0
ओईएम और सिस्टम आवश्यकताओं के आधार पर निर्दिष्ट किया जा सकता है। यूएल यूएल 94 वी रेटिंग को परिभाषित परीक्षण स्थितियों के आधार पर सामग्री ज्वलनशीलता वर्गीकरण के रूप में वर्णित करता है।आईपी67 या आईपी68जैसे प्रवेश सुरक्षा आवश्यकताएं भी बैटरी बाड़े और ओईएम विनिर्देश के आधार पर लागू हो सकती हैं।
ईवी बैटरी सीलिंग के लिए सिलिकॉन फोमसिलिकॉन फोम एक ही सामग्री में सीलिंग, कुशनिंग और इन्सुलेशन कार्यों को जोड़ सकता है।ZIITEK की Z-FOAM800 श्रृंखला, उदाहरण के लिए, बैटरी बाड़े सीलिंग और थर्मल सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किए गए ग्रेड शामिल हैं। उपलब्ध विनिर्देशों में कम संपीड़न सेट, यूएल 94 वी-0 ज्वाला मंदता और व्यापक तापमान प्रतिरोध शामिल हैं, सटीक मान ग्रेड पर निर्भर करते हैं।
सामग्री, खांचे की ज्यामिति, संपीड़न अनुपात, सहनशीलता और पर्यावरणीय जोखिम सभी दीर्घकालिक सीलिंग प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं।
6. कोल्ड-क्लाइमेट ईवी ऑपरेशन के लिए हीटिंग सामग्री
बैटरी थर्मल प्रबंधन केवल गर्मी हटाने के बारे में नहीं है।
कम तापमान वाले वातावरण में, बैटरी को चार्जिंग से पहले या उसके दौरान गर्म करने की भी आवश्यकता हो सकती है।
इसलिए लचीले हीटिंग तत्वों को सेल तापमान को एक उपयुक्त ऑपरेटिंग रेंज तक बढ़ाने के लिए बैटरी पैक में एकीकृत किया जा सकता है।
सामान्य प्रौद्योगिकियों में शामिल हैं:
पॉलीमाइड हीटिंग फिल्म्स
पॉलीमाइड हीटर प्रदान करते हैं:
पतली निर्माण
उच्च लचीलापन
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कस्टम हीटिंग पैटर्न
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अच्छा तापमान प्रतिरोध
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सिलिकॉन रबर हीटर
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सिलिकॉन रबर हीटर प्रदान करते हैं:
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लचीला निर्माण
यांत्रिक स्थायित्व
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कस्टम हीटिंग जोन
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बैटरी पैक संरचनाओं के साथ संगतता
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ZIITEK के Kheat हीटर समाधानों में पॉलीमाइड और सिलिकॉन-आधारित हीटर प्रौद्योगिकियां शामिल हैं, जिसमें कस्टम डिजाइन लगभग
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1-2 डब्ल्यू/सेमी² पावर घनत्व
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तक सक्षम हैं, जो डिजाइन और आवेदन पर निर्भर करता है।
अत्यधिक तापमान ग्रेडिएंट या ओवरहीटिंग से बचने के लिए हीटिंग सिस्टम को तापमान सेंसर और नियंत्रण एल्गोरिदम के साथ डिजाइन किया जाना चाहिए।सेल-टू-पैक डिजाइन सामग्री आवश्यकताओं को कैसे बदलता हैसेल-टू-पैक (सीटीपी) आर्किटेक्चर कुछ पारंपरिक मॉड्यूल संरचनाओं को कम या समाप्त करते हैं।
आईडीटेकएक्स ने रिपोर्ट किया है कि सीटीपी डिजाइन टीआईएम की मात्रा को काफी कम कर सकते हैं क्योंकि आर्किटेक्चर पारंपरिक मॉड्यूल से जुड़े कुछ इंटरफेस को हटा देता है।
कुछ सीटीपी डिजाइनों में, शेष सेल-से-कोल्ड-प्लेट इंटरफ़ेस और भी महत्वपूर्ण हो जाता है।
इंजीनियरों को प्रबंधन की आवश्यकता हो सकती है:
बड़े इंटरफ़ेस क्षेत्र
अधिक आयामी भिन्नता
सेल विस्तार
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संपीड़न आवश्यकताएं
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दीर्घकालिक यांत्रिक स्थिरता
-
कतरनी आंदोलन
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स्वचालित अनुप्रयोग
-
नतीजतन, कम सामग्री की ओर प्रवृत्ति वास्तव में शेष सामग्री पर रखे गए प्रदर्शन आवश्यकताओं को बढ़ा सकती है।
-
विद्युत इन्सुलेशन
-
सामग्री चयन उत्पाद कैटलॉग के साथ नहीं, बल्कि थर्मल वास्तुकला के साथ शुरू होना चाहिए।
एक व्यावहारिक चयन प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं।
गर्मी उत्पन्न करने वाली सेल और कूलिंग माध्यम के बीच हर इंटरफ़ेस की पहचान करें।
उदाहरण के लिए:
फिर उन अन्य क्षेत्रों की पहचान करें जहां गर्मी को अवरुद्ध, फैलाया, सील या सक्रिय रूप से उत्पन्न किया जाना चाहिए।
चरण 2: थर्मल आवश्यकता को परिभाषित करें
निर्धारित करें:
अधिकतम स्वीकार्य सेल तापमान
गर्मी उत्पादन दर
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लक्षित थर्मल प्रतिरोध
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इंटरफ़ेस क्षेत्र
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अपेक्षित तापमान सीमा
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केवल चयन मानदंड के रूप में तापीय चालकता का उपयोग न करें।
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चरण 3: इंटरफ़ेस ज्यामिति को परिभाषित करें
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मापें:
न्यूनतम गैप
समतलता
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सतह खुरदरापन
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घटक सहनशीलता
-
संपीड़न सीमा
-
यह जानकारी निर्धारित करती है कि थर्मल पैड, गैप फिलर, चिपकने वाला या अन्य इंटरफ़ेस तकनीक उपयुक्त है या नहीं।
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चरण 4: यांत्रिक आवश्यकताओं का मूल्यांकन करें
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विचार करें:
संपीड़न बल
सेल विस्तार
-
कंपन
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5. क्या आपूर्तिकर्ता सामग्री को अनुकूलित कर सकता है?
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कतरनी आंदोलन
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थर्मल प्रतिबाधा
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एक टीआईएम को बैटरी पैक के यांत्रिक जीवन भर कार्यात्मक रहना चाहिए।
-
चरण 5: विद्युत और सुरक्षा आवश्यकताओं की जाँच करें
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इसके स्थान के आधार पर, सामग्री की आवश्यकता हो सकती है:
विद्युत इन्सुलेशन
ज्वाला मंदता
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ईवी बैटरी का थर्मल वास्तुकला शायद ही कभी एक सामग्री से हल किया जाता है।
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कम आउटगैसिंग
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एकीकृत सामग्री रणनीति क्यों मायने रखती है
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रीच अनुपालन
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सामग्री-स्तरीय रेटिंग की हमेशा वास्तविक ओईएम और सिस्टम आवश्यकताओं के मुकाबले जांच की जानी चाहिए।
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चरण 6: विनिर्माण के लिए डिजाइन करें
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तकनीकी रूप से उत्कृष्ट सामग्री अभी भी अनुपयुक्त हो सकती है यदि इसे कुशलतापूर्वक निर्मित नहीं किया जा सकता है।
मूल्यांकन करें:
डिस्पेंसिंग गति
मिक्सिंग आवश्यकताएं
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क्योर टाइम
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ऑटोमेशन संगतता
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सामग्री उपयोग
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पुनः कार्य आवश्यकताएं
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शेल्फ लाइफ
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उच्च मात्रा वाली ईवी बैटरी उत्पादन के लिए, विनिर्माण प्रक्रिया संगतता का कुल लागत पर बड़ा प्रभाव पड़ सकता है।
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चरण 7: पूर्ण असेंबली को मान्य करें
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अंत में, वास्तविक बैटरी स्टैक-अप में सामग्री का परीक्षण करें।
प्रासंगिक मूल्यांकन में शामिल हो सकते हैं:
कंपन
संपीड़न एजिंग
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संपीड़न सेट
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थर्मल प्रतिबाधा
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आसंजन
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संपीड़न सेट
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विद्युत इन्सुलेशन
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एक आपूर्तिकर्ता जो फॉर्मूलेशन और रूपांतरण समर्थन में सक्षम है, विकास समय को कम कर सकता है।
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5. क्या आपूर्तिकर्ता सामग्री को अनुकूलित कर सकता है?
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ईवी बैटरी का थर्मल वास्तुकला शायद ही कभी एक सामग्री से हल किया जाता है।
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इंजीनियरों को थर्मल सामग्री आपूर्तिकर्ता से क्या पूछना चाहिए?
ईवी बैटरी कार्यक्रम के लिए सामग्री का चयन करने से पहले, आपूर्तिकर्ता से कई व्यावहारिक प्रश्न पूछना उचित है।
1. वास्तविक थर्मल प्रतिबाधा क्या है?
पूछें:
दबाव
बॉन्ड-लाइन मोटाई
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तापमान
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नमूना विन्यास
-
2. क्या सामग्री वास्तविक गैप को समायोजित कर सकती है?
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संपीड़न वक्र और वास्तविक गैप रेंज में प्रदर्शन के लिए पूछें।
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3. क्या सामग्री स्वचालित उत्पादन के अनुकूल है?
डिस्पेंसिंग उपकरण
पॉट लाइफ
-
क्योर प्रोफाइल
-
डिस्पेंस सटीकता
-
4. दीर्घकालिक एजिंग के बाद क्या होता है?
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के लिए डेटा का अनुरोध करें:
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थर्मल साइकलिंग
आर्द्रता
-
संपीड़न सेट
-
पंप-आउट या प्रवासन
-
आसंजन स्थिरता
-
5. क्या आपूर्तिकर्ता सामग्री को अनुकूलित कर सकता है?
-
बैटरी डिजाइन में अक्सर अनुकूलित की आवश्यकता होती है:
-
मोटाई
कठोरता
-
तापीय चालकता
-
आसंजन
-
ज्वाला मंदता
-
विद्युत इन्सुलेशन
-
एक आपूर्तिकर्ता जो फॉर्मूलेशन और रूपांतरण समर्थन में सक्षम है, विकास समय को कम कर सकता है।
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एकीकृत सामग्री रणनीति क्यों मायने रखती है
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ईवी बैटरी का थर्मल वास्तुकला शायद ही कभी एक सामग्री से हल किया जाता है।
एक विशिष्ट पैक को जोड़ सकता है:
प्रत्येक सामग्री एक अलग कार्य करती है।
ZIITEK, उदाहरण के लिए, ईवी और नई ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री, सिलिकॉन फोम सीलिंग सामग्री और लचीले हीटिंग समाधान प्रदान करता है। इसके वर्तमान ईवी पोर्टफोलियो में सेल-टू-कोल्ड-प्लेट इंटरफेस के लिए थर्मल जैल, टीआईएफ श्रृंखला थर्मल पैड, जेड-फोम800 सिलिकॉन फोम और केहीट हीटिंग समाधान शामिल हैं।
एक एकीकृत सामग्री दृष्टिकोण का मूल्य केवल अधिक उत्पाद होने का नहीं है। यह
संपूर्ण थर्मल, यांत्रिक, विद्युत और पर्यावरणीय स्टैक-अप
का एक प्रणाली के रूप में मूल्यांकन करने की क्षमता है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नईवी बैटरी के लिए सबसे अच्छा थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री क्या है?कोई सार्वभौमिक सर्वश्रेष्ठ टीआईएम नहीं है। थर्मल पैड अक्सर नियंत्रित गैप और सरल असेंबली के लिए उपयुक्त होते हैं, जबकि डिस्पेंस्ड थर्मल गैप फिलर परिवर्तनीय गैप और जटिल ज्यामिति के लिए फायदेमंद होते हैं। सही विकल्प थर्मल प्रतिबाधा, गैप, संपीड़न, विद्युत इन्सुलेशन, विनिर्माण प्रक्रिया और विश्वसनीयता आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।
थर्मल पैड और थर्मल जेल के बीच क्या अंतर है?
बैटरी कोशिकाओं के बीच थर्मल इन्सुलेशन सामग्री का उपयोग क्यों किया जाता है?



