نئی توانائی سے چلنے والی گاڑیوں کے لیے لیتھیم بیٹری کی تھرمل مینجمنٹ ٹیکنالوجی پر تحقیق

1. نئی توانائی کی گاڑیوں کے لیے لتیم بیٹریوں کی خصوصیات

لتیم بیٹریاں بنیادی طور پر کم خود خارج ہونے والے مادہ کی شرح، اعلی توانائی کی کثافت، ہائی سائیکل ٹائمز، اور استعمال کے دوران اعلی آپریٹنگ کارکردگی کے فوائد رکھتی ہیں۔نئی توانائی کے لیے لتیم بیٹریوں کو طاقت کے اہم آلے کے طور پر استعمال کرنا طاقت کا ایک اچھا ذریعہ حاصل کرنے کے مترادف ہے۔لہذا، نئی توانائی کی گاڑیوں کے اہم اجزاء کی تشکیل میں، لیتھیم بیٹری سیل سے متعلق لتیم بیٹری پیک اس کا سب سے اہم بنیادی جزو اور بنیادی حصہ بن گیا ہے جو بجلی فراہم کرتا ہے۔لتیم بیٹریوں کے کام کے عمل کے دوران، ارد گرد کے ماحول کے لیے کچھ تقاضے ہوتے ہیں۔تجرباتی نتائج کے مطابق، کام کرنے کا بہترین درجہ حرارت 20 ° C سے 40 ° C پر رکھا جاتا ہے۔ایک بار جب بیٹری کے ارد گرد کا درجہ حرارت مقررہ حد سے بڑھ جاتا ہے تو، لتیم بیٹری کی کارکردگی بہت کم ہو جائے گی، اور سروس کی زندگی بہت کم ہو جائے گی۔چونکہ لیتھیم بیٹری کے ارد گرد کا درجہ حرارت بہت کم ہے، اس لیے خارج ہونے کی حتمی صلاحیت اور ڈسچارج وولٹیج پہلے سے طے شدہ معیار سے ہٹ جائے گا، اور اس میں تیزی سے کمی واقع ہوگی۔

اگر محیطی درجہ حرارت بہت زیادہ ہے، تو لیتھیم بیٹری کے تھرمل رن وے کا امکان بہت زیادہ بڑھ جائے گا، اور اندرونی حرارت ایک مخصوص جگہ پر جمع ہو جائے گی، جس سے گرمی کے جمع ہونے میں سنگین مسائل پیدا ہوں گے۔اگر گرمی کے اس حصے کو آسانی سے برآمد نہیں کیا جا سکتا ہے، لتیم بیٹری کے کام کے وقت کے ساتھ ساتھ، بیٹری دھماکے کا شکار ہو جاتی ہے۔یہ حفاظتی خطرہ ذاتی حفاظت کے لیے بہت بڑا خطرہ ہے، اس لیے لیتھیم بیٹریاں کام کرتے وقت مجموعی آلات کی حفاظت کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے برقی مقناطیسی کولنگ آلات پر انحصار کرتی ہیں۔یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ جب محققین لتیم بیٹریوں کے درجہ حرارت کو کنٹرول کرتے ہیں، تو انہیں حرارت برآمد کرنے اور لتیم بیٹریوں کے زیادہ سے زیادہ کام کرنے والے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے کے لیے عقلی طور پر بیرونی آلات کا استعمال کرنا چاہیے۔درجہ حرارت کنٹرول کے متعلقہ معیار تک پہنچنے کے بعد، نئی توانائی والی گاڑیوں کے محفوظ ڈرائیونگ ہدف کو شاید ہی کوئی خطرہ لاحق ہو گا۔

2. نئی توانائی کی گاڑی کی طاقت لتیم بیٹری کی حرارت پیدا کرنے کا طریقہ کار

اگرچہ یہ بیٹریاں پاور ڈیوائسز کے طور پر استعمال کی جا سکتی ہیں، لیکن اصل اطلاق کے عمل میں، ان کے درمیان فرق زیادہ واضح ہے۔کچھ بیٹریوں کے زیادہ نقصانات ہوتے ہیں، اس لیے نئی انرجی گاڑیاں بنانے والوں کو احتیاط سے انتخاب کرنا چاہیے۔مثال کے طور پر، لیڈ ایسڈ بیٹری درمیانی شاخ کے لیے کافی طاقت فراہم کرتی ہے، لیکن یہ اپنے آپریشن کے دوران ارد گرد کے ماحول کو بہت زیادہ نقصان پہنچاتی ہے، اور یہ نقصان بعد میں ناقابل تلافی ہوگا۔لہذا، ماحولیاتی تحفظ کے تحفظ کے لیے، ملک میں لیڈ ایسڈ بیٹریوں کو ممنوعہ فہرست میں شامل کیا گیا ہے۔ترقی کی مدت کے دوران، نکل میٹل ہائیڈرائڈ بیٹریاں نے اچھے مواقع حاصل کیے ہیں، ترقی کی ٹیکنالوجی آہستہ آہستہ پختہ ہوئی ہے، اور درخواست کا دائرہ بھی وسیع ہوا ہے۔تاہم، لتیم بیٹریوں کے مقابلے میں، اس کے نقصانات قدرے واضح ہیں۔مثال کے طور پر، عام بیٹری بنانے والوں کے لیے نکل میٹل ہائیڈرائیڈ بیٹریوں کی پیداواری لاگت کو کنٹرول کرنا مشکل ہے۔اس کے نتیجے میں، مارکیٹ میں نکل ہائیڈروجن بیٹریوں کی قیمتیں بلند رہیں۔انرجی گاڑیوں کے کچھ نئے برانڈز جو لاگت کی کارکردگی کو آگے بڑھاتے ہیں شاید ہی انہیں آٹو پارٹس کے طور پر استعمال کرنے پر غور کریں گے۔زیادہ اہم بات یہ ہے کہ Ni-MH بیٹریاں محیطی درجہ حرارت کے لیے لیتھیم بیٹریوں کے مقابلے کہیں زیادہ حساس ہوتی ہیں، اور زیادہ درجہ حرارت کی وجہ سے ان میں آگ لگنے کا امکان زیادہ ہوتا ہے۔متعدد موازنہ کے بعد، لیتھیم بیٹریاں نمایاں ہیں اور اب نئی توانائی کی گاڑیوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔

لیتھیم بیٹریاں نئی ​​توانائی والی گاڑیوں کو بجلی فراہم کرنے کی وجہ یہ ہے کہ ان کے مثبت اور منفی الیکٹروڈز میں فعال مواد ہوتا ہے۔مواد کے مسلسل سرایت اور نکالنے کے عمل کے دوران، بڑی مقدار میں برقی توانائی حاصل کی جاتی ہے، اور پھر توانائی کی تبدیلی کے اصول کے مطابق، برقی توانائی اور حرکی توانائی کے تبادلے کے مقصد کو حاصل کرنے کے لیے، اس طرح ایک مضبوط طاقت فراہم کی جاتی ہے۔ نئی توانائی کی گاڑیاں، گاڑی کے ساتھ چلنے کا مقصد حاصل کر سکتے ہیں۔ایک ہی وقت میں، جب لیتھیم بیٹری سیل ایک کیمیائی رد عمل سے گزرتا ہے، تو اس میں حرارت جذب کرنے اور توانائی کی تبدیلی کو مکمل کرنے کے لیے حرارت جاری کرنے کا کام ہوگا۔اس کے علاوہ، لتیم ایٹم جامد نہیں ہے، یہ الیکٹرولائٹ اور ڈایافرام کے درمیان مسلسل حرکت کر سکتا ہے، اور پولرائزیشن اندرونی مزاحمت ہے۔

اب گرمی بھی مناسب طریقے سے چھوڑ دی جائے گی۔تاہم، نئی توانائی والی گاڑیوں کی لیتھیم بیٹری کے ارد گرد کا درجہ حرارت بہت زیادہ ہوتا ہے، جو مثبت اور منفی الگ کرنے والوں کو آسانی سے گلنے کا باعث بن سکتا ہے۔اس کے علاوہ، نئی انرجی لیتھیم بیٹری کی ترکیب ایک سے زیادہ بیٹری پیک پر مشتمل ہے۔تمام بیٹری پیک سے پیدا ہونے والی حرارت ایک بیٹری سے کہیں زیادہ ہے۔جب درجہ حرارت پہلے سے طے شدہ قدر سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو بیٹری دھماکے کا بہت زیادہ خطرہ ہوتی ہے۔

3. بیٹری تھرمل مینجمنٹ سسٹم کی کلیدی ٹیکنالوجیز

نئی توانائی والی گاڑیوں کے بیٹری مینجمنٹ سسٹم کے لیے اندرون اور بیرون ملک بہت زیادہ توجہ دی گئی ہے، تحقیق کا ایک سلسلہ شروع کیا ہے، اور بہت سارے نتائج حاصل کیے ہیں۔یہ مضمون نئی انرجی وہیکل بیٹری تھرمل مینجمنٹ سسٹم، بیٹری بیلنس مینجمنٹ اور اس میں لاگو کی جانے والی کلیدی ٹیکنالوجیز کی بقیہ بیٹری پاور کی درست تشخیص پر توجہ مرکوز کرے گا۔تھرمل مینجمنٹ سسٹم.

3.1 بیٹری تھرمل مینجمنٹ سسٹم بقایا طاقت کی تشخیص کا طریقہ
محققین نے SOC کی تشخیص میں بہت زیادہ توانائی اور محنتی کوششیں کی ہیں، بنیادی طور پر سائنسی ڈیٹا الگورتھم جیسے ایمپیئر آور انٹیگرل طریقہ، لکیری ماڈل طریقہ، نیورل نیٹ ورک کا طریقہ اور کلمان فلٹر طریقہ استعمال کرتے ہوئے بڑی تعداد میں نقلی تجربات کیے ہیں۔تاہم، حساب کی غلطیاں اکثر اس طریقہ کار کے استعمال کے دوران ہوتی ہیں۔اگر غلطی کو بروقت درست نہیں کیا گیا تو حساب کے نتائج کے درمیان فاصلہ بڑھتا چلا جائے گا۔اس خرابی کو پورا کرنے کے لیے، محققین عام طور پر انشی تشخیصی طریقہ کو دوسرے طریقوں کے ساتھ جوڑ کر ایک دوسرے کی تصدیق کرتے ہیں، تاکہ انتہائی درست نتائج حاصل کیے جا سکیں۔درست ڈیٹا کے ساتھ، محققین بیٹری کے خارج ہونے والے کرنٹ کا درست اندازہ لگا سکتے ہیں۔

3.2 بیٹری تھرمل مینجمنٹ سسٹم کا متوازن انتظام
بیٹری تھرمل مینجمنٹ سسٹم کا بیلنس مینجمنٹ بنیادی طور پر پاور بیٹری کے ہر حصے کی وولٹیج اور پاور کو مربوط کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔مختلف حصوں میں مختلف بیٹریاں استعمال ہونے کے بعد، پاور اور وولٹیج مختلف ہوں گے۔اس وقت دونوں کے درمیان فرق کو ختم کرنے کے لیے بیلنس مینجمنٹ کا استعمال کیا جانا چاہیے۔عدم مطابقتفی الحال سب سے زیادہ استعمال شدہ بیلنس مینجمنٹ تکنیک

اسے بنیادی طور پر دو اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: غیر فعال مساوات اور فعال مساوات۔اطلاق کے نقطہ نظر سے، ان دو طرح کے مساوات کے طریقوں کے ذریعے استعمال کیے جانے والے نفاذ کے اصول بالکل مختلف ہیں۔

(1) غیر فعال توازن۔غیر فعال مساوات کا اصول بیٹری کی طاقت اور وولٹیج کے درمیان متناسب تعلق کو استعمال کرتا ہے، بیٹریوں کے ایک تار کے وولٹیج ڈیٹا کی بنیاد پر، اور دونوں کی تبدیلی عام طور پر مزاحمتی خارج ہونے والے مادہ کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے: ایک اعلیٰ طاقت والی بیٹری کی توانائی حرارت پیدا کرتی ہے۔ مزاحمتی حرارتی نظام کے ذریعے، پھر توانائی کے نقصان کے مقصد کو حاصل کرنے کے لیے ہوا کے ذریعے پھیلائیں۔تاہم، یہ مساوات کا طریقہ بیٹری کے استعمال کی کارکردگی کو بہتر نہیں کرتا ہے۔اس کے علاوہ، اگر گرمی کی کھپت ناہموار ہے، تو بیٹری زیادہ گرم ہونے کے مسئلے کی وجہ سے بیٹری تھرمل مینجمنٹ کا کام مکمل نہیں کر پائے گی۔

(2) فعال توازن۔فعال توازن غیر فعال توازن کی ایک اپ گریڈ شدہ پیداوار ہے، جو غیر فعال توازن کے نقصانات کو پورا کرتی ہے۔ادراک کے اصول کے نقطہ نظر سے، فعال مساوات کا اصول غیر فعال مساوات کے اصول کی طرف اشارہ نہیں کرتا ہے، لیکن ایک بالکل مختلف نیا تصور اپناتا ہے: فعال مساوات بیٹری کی برقی توانائی کو حرارت کی توانائی میں تبدیل نہیں کرتی ہے اور اسے ختم نہیں کرتی ہے۔ ، تاکہ اعلی توانائی کو منتقل کیا جائے بیٹری سے توانائی کو کم توانائی والی بیٹری میں منتقل کیا جاتا ہے۔مزید برآں، اس قسم کی ترسیل توانائی کے تحفظ کے قانون کی خلاف ورزی نہیں کرتی ہے، اور اس میں کم نقصان، زیادہ استعمال کی کارکردگی اور فوری نتائج کے فوائد ہیں۔تاہم، بیلنس مینجمنٹ کی ساخت کا ڈھانچہ نسبتاً پیچیدہ ہے۔اگر بیلنس پوائنٹ کو مناسب طریقے سے کنٹرول نہیں کیا جاتا ہے، تو یہ پاور بیٹری پیک کو اس کے زیادہ سائز کی وجہ سے ناقابل واپسی نقصان پہنچا سکتا ہے۔خلاصہ یہ کہ ایکٹو بیلنس مینجمنٹ اور غیر فعال بیلنس مینجمنٹ دونوں کے نقصانات اور فوائد ہیں۔مخصوص ایپلی کیشنز میں، محققین لیتھیم بیٹری پیک کی صلاحیت اور تاروں کی تعداد کے مطابق انتخاب کر سکتے ہیں۔کم صلاحیت، کم تعداد والے لتیم بیٹری پیک غیر فعال مساوات کے انتظام کے لیے موزوں ہیں، اور اعلیٰ صلاحیت، اعلیٰ عدد پاور لتیم بیٹری پیک فعال مساوات کے انتظام کے لیے موزوں ہیں۔

3.3 بیٹری تھرمل مینجمنٹ سسٹم میں استعمال ہونے والی اہم ٹیکنالوجیز
(1) بیٹری کے بہترین آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد کا تعین کریں۔تھرمل مینجمنٹ سسٹم بنیادی طور پر بیٹری کے ارد گرد درجہ حرارت کو مربوط کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے، لہذا تھرمل مینجمنٹ سسٹم کے اطلاق کے اثر کو یقینی بنانے کے لئے، محققین کی طرف سے تیار کردہ کلیدی ٹیکنالوجی بنیادی طور پر بیٹری کے کام کرنے والے درجہ حرارت کا تعین کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.جب تک بیٹری کا درجہ حرارت مناسب حد کے اندر رکھا جاتا ہے، لیتھیم بیٹری ہمیشہ بہترین کام کرنے کی حالت میں رہ سکتی ہے، جو نئی توانائی والی گاڑیوں کو چلانے کے لیے کافی طاقت فراہم کرتی ہے۔اس طرح نئی توانائی والی گاڑیوں کی لیتھیم بیٹری کی کارکردگی ہمیشہ بہترین حالت میں رہ سکتی ہے۔

(2) بیٹری تھرمل رینج کا حساب کتاب اور درجہ حرارت کی پیشن گوئی۔اس ٹیکنالوجی میں ریاضیاتی ماڈل کی ایک بڑی تعداد شامل ہے۔سائنسدان بیٹری کے اندر درجہ حرارت کے فرق کو حاصل کرنے کے لیے حساب کے متعلقہ طریقے استعمال کرتے ہیں، اور اسے بیٹری کے ممکنہ تھرمل رویے کی پیش گوئی کرنے کے لیے ایک بنیاد کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔

(3) ہیٹ ٹرانسفر میڈیم کا انتخاب۔تھرمل مینجمنٹ سسٹم کی اعلی کارکردگی گرمی کی منتقلی کے ذریعہ کے انتخاب پر منحصر ہے۔زیادہ تر موجودہ نئی توانائی والی گاڑیاں ایئر/کولنٹ کو کولنگ میڈیم کے طور پر استعمال کرتی ہیں۔کولنگ کا یہ طریقہ کام کرنے کے لیے آسان ہے، مینوفیکچرنگ لاگت میں کم ہے، اور بیٹری کی گرمی کی کھپت کے مقصد کو اچھی طرح سے حاصل کر سکتا ہے۔(پی ٹی سی ایئر ہیٹر/پی ٹی سی کولنٹ ہیٹر)

(4) متوازی وینٹیلیشن اور گرمی کی کھپت کے ڈھانچے کے ڈیزائن کو اپنایں۔لتیم بیٹری پیک کے درمیان وینٹیلیشن اور گرمی کی کھپت کا ڈیزائن ہوا کے بہاؤ کو بڑھا سکتا ہے تاکہ اسے بیٹری پیک کے درمیان یکساں طور پر تقسیم کیا جا سکے، جس سے بیٹری کے ماڈیولز کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کو مؤثر طریقے سے حل کیا جا سکے۔

(5) پنکھے اور درجہ حرارت کی پیمائش پوائنٹ کا انتخاب۔اس ماڈیول میں، محققین نے نظریاتی حساب کتاب کرنے کے لیے بڑی تعداد میں تجربات کا استعمال کیا، اور پھر پنکھے کی بجلی کی کھپت کی قدروں کو حاصل کرنے کے لیے سیال میکینکس کے طریقے استعمال کیے تھے۔اس کے بعد، محققین بیٹری کے درجہ حرارت کے ڈیٹا کو درست طریقے سے حاصل کرنے کے لیے موزوں ترین درجہ حرارت کی پیمائش کے نقطہ کو تلاش کرنے کے لیے محدود عناصر کا استعمال کریں گے۔