बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रौद्योगिकी
थर्मल प्रबंधन, संक्षेप में, बैटरी जैसे घटकों के लिए हीटिंग या कूलिंग विधियों का उपयोग करके लक्ष्य वस्तु के तापमान और तापमान अंतर को समायोजित और नियंत्रित करने की प्रक्रिया को संदर्भित करता है। इसमें शामिल बुनियादी सिद्धांत ऊष्मा चालन, संवहन ऊष्मा स्थानांतरण, या थर्मल विकिरण हैं, जिनमें सभी में तापमान अंतर शामिल है। इसलिए, थर्मल प्रबंधन की प्रक्रिया में लक्ष्य वस्तु और बाहरी वातावरण के बीच तापमान अंतर पैदा करने के लिए ऊर्जा की खपत की आवश्यकता होती है।
इसके अनुप्रयोग परिदृश्य बहुत विविध हैं, और इसका उद्योग, संचार, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, सर्वर, ऊर्जा भंडारण, नई ऊर्जा वाहन और अन्य परिदृश्यों जैसे उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। संबंधित उपकरण या इलेक्ट्रॉनिक घटकों के सामान्य और स्थिर संचालन पर इसका बहुत सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। संबंधित उद्योगों के तेजी से विकास के साथ, थर्मल प्रबंधन उद्योग पर भी अधिक से अधिक ध्यान दिया जाएगा।
तापीय प्रबंधन का महत्व:
थर्मल प्रबंधन ओवरहीटिंग और सिस्टम विफलताओं को रोक सकता है। थर्मल प्रबंधन से संबंधित अनुप्रयोग परिदृश्यों के तेजी से विकास के साथ, संबंधित उपकरणों के कार्यों में वृद्धि होती है, और घटकों के काम में बड़ी मात्रा में गर्मी जमा होती है। अत्यधिक गर्मी संचय से इलेक्ट्रॉनिक घटकों को नुकसान हो सकता है, उपकरण के प्रदर्शन में कमी आ सकती है और यहां तक कि पूरे सिस्टम का पतन भी हो सकता है। उचित थर्मल प्रबंधन उपायों के माध्यम से, गर्मी को प्रभावी ढंग से नष्ट किया जा सकता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सिस्टम उचित तापमान सीमा के भीतर संचालित होता है और सिस्टम की विश्वसनीयता में सुधार होता है।
थर्मल प्रबंधन ऊर्जा उपयोग दक्षता में सुधार कर सकता है। नई ऊर्जा वाहनों में, उच्च या निम्न कार्य वातावरण बैटरी के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है, जिससे नई ऊर्जा वाहनों की रेंज प्रभावित होती है। उचित और प्रभावी थर्मल प्रबंधन रणनीतियों को लागू करके, कार्यशील तापमान को उचित तापमान पर बनाए रखा जा सकता है, जिससे ऊर्जा की खपत और परिचालन लागत कम हो सकती है।
थर्मल प्रबंधन प्रौद्योगिकियों के प्रकार:
उदाहरण के तौर पर इलेक्ट्रिक वाहनों के क्षेत्र को लेते हुए, वर्तमान थर्मल प्रबंधन समाधानों को मोटे तौर पर चार प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: वायु शीतलन, तरल शीतलन, प्रत्यक्ष शीतलन और चरण परिवर्तन सामग्री।
एयर कूलिंग गर्मी अपव्यय का एक सामान्य और सरल तरीका है, रेडिएटर द्वारा अवशोषित गर्मी को दूर करने के लिए प्राकृतिक वायु प्रवाह या पंखे का उपयोग किया जाता है। इसमें कम लागत, सरल स्थापना, विश्वसनीयता और आसान रखरखाव के फायदे हैं, लेकिन यह पर्यावरण से काफी प्रभावित है, और शुरुआती इलेक्ट्रिक वाहन अनुप्रयोग अधिक सामान्य थे।
तरल शीतलन को कोल्ड प्लेट तरल शीतलन और विसर्जन तरल शीतलन में विभाजित किया जा सकता है। कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग एक अप्रत्यक्ष गर्मी अपव्यय विधि है जो कूलिंग प्लेट से संपर्क करके और कूलिंग चैनल के माध्यम से गर्मी को हटाकर बैटरी के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करने के लिए कोल्ड प्लेट में शीतलक का उपयोग करती है। इमर्शन लिक्विड कूलिंग हीट एक्सचेंज के लिए इंसुलेटेड कूलिंग लिक्विड में बैटरी मॉड्यूल को डुबोने की एक गर्मी अपव्यय विधि है। तरल शीतलन में उच्च गर्मी हस्तांतरण दक्षता और समान गर्मी के फायदे हैं, लेकिन इसकी लागत अपेक्षाकृत अधिक है।
रेफ्रिजरेंट डायरेक्ट कूलिंग में रेफ्रिजरेंट को सीधे बैटरी के आंतरिक बाष्पीकरणकर्ता में प्रवाहित करने के लिए पूरे वाहन एयर कंडीशनिंग सिस्टम से रेफ्रिजरेंट का उपयोग किया जाता है। रेफ्रिजरेंट बाष्पीकरणकर्ता में वाष्पित हो जाता है और कुशलतापूर्वक बैटरी सिस्टम से गर्मी को दूर ले जाता है। यह डिज़ाइन सरल और अलग करने में आसान है, बाद के चरण में रखरखाव की लागत कम है। हालाँकि, प्रत्यक्ष हीटिंग संभव नहीं है और अतिरिक्त हीटिंग सिस्टम जोड़ने की आवश्यकता है।
चरण परिवर्तन सामग्री को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: अकार्बनिक चरण परिवर्तन सामग्री, कार्बनिक चरण परिवर्तन सामग्री, और मिश्रित चरण परिवर्तन सामग्री। इसकी एंडोथर्मिक और एक्सोथर्मिक प्रक्रिया एक स्थिर सिस्टम तापमान सुनिश्चित करती है और लगभग स्थिर तापमान प्रभाव प्राप्त कर सकती है, जिसे कई क्षेत्रों में लागू किया गया है। इसमें सरल संरचना, छोटा द्रव्यमान और विशाल गुप्त ताप विशेषताएँ हैं, लेकिन उच्च प्रतिस्थापन लागत और खराब स्थिरता है।
संबंधित उद्योगों के विकास के साथ, संबंधित विभागों द्वारा ऊर्जा की खपत और सुरक्षा के महत्व के साथ-साथ संबंधित उत्पादों की स्थिरता के लिए ग्राहकों की मांग को निर्माताओं द्वारा तेजी से महत्व दिया गया है। सिस्टम स्थिरता बनाए रखने, प्रदर्शन बढ़ाने, सुरक्षा बढ़ाने और लागत कम करने की इसकी विशेषताओं को संबंधित उद्योग के अंदरूनी सूत्रों द्वारा भी पसंद किया जाता है। इसलिए, संबंधित सामग्री प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, अधिक से अधिक समाधान लागू किए जाएंगे, और थर्मल प्रबंधन के अनुप्रयोग परिदृश्यों का और विस्तार किया जाएगा।
