الیکٹرک وہیکل پاور ٹرینوں میں تھرمل مینجمنٹ کا ایک جائزہ

آٹوموٹو پاور سسٹم کے تھرمل مینجمنٹ کو روایتی ایندھن گاڑی کے پاور سسٹم کے تھرمل مینجمنٹ اور نئی انرجی گاڑی پاور سسٹم کے تھرمل مینجمنٹ میں تقسیم کیا گیا ہے۔اب روایتی ایندھن گاڑی پاور سسٹم کا تھرمل انتظام بہت سمجھدار ہے۔روایتی ایندھن والی گاڑی انجن سے چلتی ہے، لہذا انجن تھرمل مینجمنٹ روایتی آٹوموٹو تھرمل مینجمنٹ کا مرکز ہے۔انجن کے تھرمل مینجمنٹ میں بنیادی طور پر انجن کا کولنگ سسٹم شامل ہوتا ہے۔گاڑی کے نظام میں 30% سے زیادہ گرمی کو انجن کولنگ سرکٹ کے ذریعے خارج کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ انجن کو زیادہ بوجھ والے آپریشن میں زیادہ گرم ہونے سے روکا جا سکے۔کیبن کو گرم کرنے کے لیے انجن کا کولنٹ استعمال کیا جاتا ہے۔

روایتی ایندھن والی گاڑیوں کا پاور پلانٹ روایتی ایندھن والی گاڑیوں کے انجن اور ٹرانسمیشن پر مشتمل ہوتا ہے، جب کہ نئی توانائی والی گاڑیاں بیٹریوں، موٹروں اور الیکٹرانک کنٹرولز پر مشتمل ہوتی ہیں۔دونوں کے تھرمل مینجمنٹ کے طریقوں میں بڑی تبدیلیاں آئی ہیں۔نئی توانائی والی گاڑیوں کی پاور بیٹری عام کام کرنے والے درجہ حرارت کی حد 25～40℃ ہے۔لہذا، بیٹری کے تھرمل انتظام کے لیے اسے گرم رکھنے اور اسے ختم کرنے دونوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ایک ہی وقت میں، موٹر کا درجہ حرارت بہت زیادہ نہیں ہونا چاہئے.اگر موٹر کا درجہ حرارت بہت زیادہ ہے، تو یہ موٹر کی سروس کی زندگی کو متاثر کرے گا.لہذا، موٹر کو بھی استعمال کے دوران ضروری گرمی کی کھپت کے اقدامات کرنے کی ضرورت ہے.بیٹری کے تھرمل مینجمنٹ سسٹم اور موٹر الیکٹرانک کنٹرول اور دیگر اجزاء کے تھرمل مینجمنٹ سسٹم کا تعارف درج ذیل ہے۔

پاور بیٹری تھرمل مینجمنٹ سسٹم

پاور بیٹری کے تھرمل مینجمنٹ سسٹم کو بنیادی طور پر مختلف کولنگ میڈیا کی بنیاد پر ایئر کولنگ، مائع کولنگ، فیز چینج میٹریل کولنگ اور ہیٹ پائپ کولنگ میں تقسیم کیا گیا ہے۔ٹھنڈک کے مختلف طریقوں کے اصول اور نظام کے ڈھانچے بالکل مختلف ہیں۔

1) پاور بیٹری ایئر کولنگ: بیٹری پیک اور باہر کی ہوا ہوا کے بہاؤ کے ذریعے محرک حرارت کا تبادلہ کرتی ہے۔ایئر کولنگ کو عام طور پر قدرتی کولنگ اور زبردستی کولنگ میں تقسیم کیا جاتا ہے۔قدرتی کولنگ اس وقت ہوتی ہے جب گاڑی چل رہی ہو تو باہر کی ہوا بیٹری پیک کو ٹھنڈا کرتی ہے۔زبردستی ایئر کولنگ بیٹری پیک کے خلاف زبردستی کولنگ کے لیے پنکھا لگانا ہے۔ایئر کولنگ کے فوائد کم لاگت اور آسان تجارتی استعمال ہیں۔نقصانات ہیں کم گرمی کی کھپت کی کارکردگی، بڑی جگہ پر قبضے کا تناسب، اور شور کے سنگین مسائل۔(پی ٹی سی ایئر ہیٹر)

2) پاور بیٹری مائع کولنگ: بیٹری پیک کی حرارت مائع کے بہاؤ سے دور ہوجاتی ہے۔چونکہ مائع کی مخصوص حرارت کی گنجائش ہوا سے زیادہ ہوتی ہے، اس لیے مائع کولنگ کا ٹھنڈک اثر ہوا کی ٹھنڈک سے بہتر ہوتا ہے، اور ٹھنڈک کی رفتار بھی ہوا کی ٹھنڈک سے تیز ہوتی ہے، اور گرمی کی کھپت کے بعد درجہ حرارت کی تقسیم بیٹری پیک نسبتاً یکساں ہے۔لہذا، مائع کولنگ بھی بڑے پیمانے پر تجارتی طور پر استعمال کیا جاتا ہے.پی ٹی سی کولنٹ ہیٹر)

3) فیز چینج میٹریل کی کولنگ: فیز چینج میٹریل (PhaseChangeMaterial، PCM) میں پیرافین، ہائیڈریٹڈ نمکیات، فیٹی ایسڈز وغیرہ شامل ہیں، جو فیز میں تبدیلی کے وقت اویکت گرمی کی بڑی مقدار کو جذب یا چھوڑ سکتے ہیں، جبکہ ان کا اپنا درجہ حرارت برقرار رہتا ہے۔ غیر تبدیل شدہلہذا، PCM میں اضافی توانائی کی کھپت کے بغیر ایک بڑی تھرمل توانائی ذخیرہ کرنے کی گنجائش ہے، اور یہ موبائل فون جیسی الیکٹرانک مصنوعات کی بیٹری کولنگ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔تاہم، آٹوموٹو پاور بیٹریوں کا اطلاق ابھی بھی تحقیقی حالت میں ہے۔فیز چینج میٹریل میں کم تھرمل چالکتا کا مسئلہ ہوتا ہے، جس کی وجہ سے بیٹری کے ساتھ رابطے میں پی سی ایم کی سطح پگھل جاتی ہے، جبکہ دیگر حصے نہیں پگھلتے، جس سے سسٹم کی حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کم ہوتی ہے اور یہ بڑے سائز کی بجلی کے لیے موزوں نہیں ہے۔ بیٹریاںاگر ان مسائل کو حل کیا جاسکتا ہے تو، پی سی ایم کولنگ نئی توانائی کی گاڑیوں کے تھرمل مینجمنٹ کے لئے سب سے زیادہ ممکنہ ترقیاتی حل بن جائے گا۔

4) ہیٹ پائپ کولنگ: ہیٹ پائپ ایک ڈیوائس ہے جس کی بنیاد فیز چینج ہیٹ ٹرانسفر پر ہوتی ہے۔ہیٹ پائپ ایک مہر بند کنٹینر یا سیل شدہ پائپ ہوتا ہے جس میں سیر شدہ کام کرنے والے میڈیم/ مائع (پانی، ایتھیلین گلائکول، یا ایسیٹون وغیرہ) سے بھرا ہوتا ہے۔گرمی کے پائپ کا ایک حصہ بخارات کا اختتام ہے، اور دوسرا اختتام گاڑھا ہونا ہے۔یہ نہ صرف بیٹری پیک کی گرمی کو جذب کر سکتا ہے بلکہ بیٹری پیک کو بھی گرم کر سکتا ہے۔یہ فی الحال سب سے مثالی پاور بیٹری تھرمل مینجمنٹ سسٹم ہے۔تاہم، یہ ابھی تک تحقیق کے تحت ہے.

5) ریفریجرینٹ ڈائریکٹ کولنگ: ڈائریکٹ کولنگ R134a ریفریجرینٹ اور دیگر ریفریجرینٹس کے اصول کو استعمال کرنے کا ایک طریقہ ہے تاکہ گرمی کو بخارات اور جذب کیا جاسکے، اور بیٹری باکس کو تیزی سے ٹھنڈا کرنے کے لیے بیٹری باکس میں ایئر کنڈیشنگ سسٹم کے بخارات کو انسٹال کریں۔براہ راست کولنگ سسٹم میں اعلی کولنگ کی کارکردگی اور بڑی کولنگ کی گنجائش ہے۔