【ટેક્નોલોજી-સહકારી】 થર્મોપ્લાસ્ટિક બેટરી ટ્રે માટે બે તબક્કામાં નિમજ્જન કૂલિંગ સિસ્ટમ

થર્મોપ્લાસ્ટિક કમ્પોઝિટ બેટરી ટ્રે એ નવા એનર્જી વ્હીકલ સેક્ટરમાં મુખ્ય ટેકનોલોજી બની રહી છે. આવી ટ્રેમાં થર્મોપ્લાસ્ટિક સામગ્રીના ઘણા ફાયદાઓનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં હલકો વજન, શ્રેષ્ઠ શક્તિ, કાટ પ્રતિકાર, ડિઝાઇનની સુગમતા અને ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે. બેટરી ટ્રેની ટકાઉપણું અને વિશ્વસનીયતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે આ ગુણધર્મો મહત્વપૂર્ણ છે. આ ઉપરાંત, થર્મોપ્લાસ્ટિક બેટરી પેકમાં ઠંડક પ્રણાલી બેટરીના પ્રદર્શનને જાળવવામાં, તેનું જીવન લંબાવવામાં અને સલામત કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. અસરકારક થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ સુનિશ્ચિત કરે છે કે તમામ ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ બેટરી ઇચ્છિત તાપમાન શ્રેણીમાં જાળવવામાં આવે છે, જેનાથી બેટરીની કાર્યક્ષમતા અને સલામતી વધે છે.

ઝડપી ચાર્જિંગ માટે સક્ષમ ટેક્નોલોજી તરીકે, Kautex બે તબક્કામાં નિમજ્જન કૂલિંગના અમલીકરણનું નિદર્શન કરે છે, જ્યાં ટ્રેક્શન સેલનો ઉપયોગ ઠંડકની પ્રક્રિયામાં બાષ્પીભવક તરીકે થાય છે. બે-તબક્કામાં નિમજ્જન ઠંડક 3400 W/m^2*K નો અત્યંત ઉચ્ચ હીટ ટ્રાન્સફર રેટ હાંસલ કરે છે જ્યારે બેટરી પેકની અંદર શ્રેષ્ઠ બેટરી ઓપરેટિંગ તાપમાને મહત્તમ એકરૂપતા બનાવે છે. પરિણામે, બેટરી થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ 6C ઉપરના ચાર્જિંગ દરે થર્મલ લોડને સુરક્ષિત રીતે અને કાયમી ધોરણે સંચાલિત કરી શકે છે. દ્વિ-તબક્કાના નિમજ્જન ઠંડકનું ઠંડક પ્રદર્શન થર્મોપ્લાસ્ટિક સંયુક્ત બેટરી શેલની અંદર ગરમીના પ્રસારને પણ સફળતાપૂર્વક અટકાવી શકે છે, જ્યારે રજૂ કરાયેલ બે-તબક્કામાં નિમજ્જન ઠંડક 30 ° સે સુધી પર્યાવરણમાં ગરમીને વિસર્જન કરે છે. થર્મલ ચક્ર ઉલટાવી શકાય તેવું છે, જે ઠંડા વાતાવરણમાં બેટરીને કાર્યક્ષમ રીતે ગરમ કરવાની મંજૂરી આપે છે. ફ્લો બોઇલિંગ હીટ ટ્રાન્સફરનો અમલ વરાળના બબલના પતન અને અનુગામી પોલાણને નુકસાન વિના સતત ઉચ્ચ હીટ ટ્રાન્સફરની ખાતરી આપે છે.

કૌટેક્સના સીધા બે-તબક્કાના નિમજ્જન ઠંડકના ખ્યાલમાં, પ્રવાહી બેટરી હાઉસિંગની અંદરના બેટરી કોષો સાથે સીધા સંપર્કમાં છે, જે રેફ્રિજન્ટ ચક્રમાં બાષ્પીભવન કરનારની સમકક્ષ છે. કોષ નિમજ્જન ગરમી સ્થાનાંતરણ માટે કોષની સપાટીના વિસ્તારનો મહત્તમ ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે પ્રવાહીનું સતત બાષ્પીભવન, એટલે કે તબક્કામાં ફેરફાર, મહત્તમ તાપમાનની એકરૂપતા સુનિશ્ચિત કરે છે. યોજનાકીય આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવી છે.

ફિગ. 2 બે તબક્કામાં નિમજ્જન ઠંડકની કામગીરીનો સિદ્ધાંત

પ્રવાહી વિતરણ માટેના તમામ જરૂરી ઘટકોને સીધા થર્મોપ્લાસ્ટિક, બિન-વાહક બેટરી શેલમાં એકીકૃત કરવાનો વિચાર ટકાઉ અભિગમ હોવાનું વચન આપે છે. જ્યારે બેટરી શેલ અને બેટરી ટ્રે એક જ સામગ્રીમાંથી બને છે, ત્યારે તેને માળખાકીય સ્થિરતા માટે એકસાથે વેલ્ડિંગ કરી શકાય છે જ્યારે એન્કેપ્સ્યુલેશન સામગ્રીની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે અને રિસાયક્લિંગ પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે.

અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે SF33 શીતકનો ઉપયોગ કરીને બે-તબક્કાની નિમજ્જન ઠંડક પદ્ધતિ બેટરીની ગરમીને સ્થાનાંતરિત કરવામાં શ્રેષ્ઠ ગરમીનું વિસર્જન કરવાની ક્ષમતા દર્શાવે છે. આ સિસ્ટમ તમામ પરીક્ષણ પરિસ્થિતિઓમાં 34-35°C રેન્જમાં બેટરીનું તાપમાન જાળવી રાખે છે, જે ઉત્તમ તાપમાન સમાનતા દર્શાવે છે. SF33 જેવા શીતક મોટાભાગની ધાતુઓ, પ્લાસ્ટિક અને ઇલાસ્ટોમર્સ સાથે સુસંગત છે અને થર્મોપ્લાસ્ટિક બેટરી કેસ સામગ્રીને નુકસાન કરશે નહીં.

ફિગ. 3 બેટરી પેક હીટ ટ્રાન્સફર માપન પ્રયોગ [1]

વધુમાં, પ્રાયોગિક અભ્યાસમાં વિવિધ ઠંડક વ્યૂહરચનાઓ જેમ કે કુદરતી સંવહન, ફરજિયાત સંવહન, અને SF33 શીતક સાથે પ્રવાહી ઠંડકની સરખામણી કરવામાં આવી હતી અને પરિણામોએ દર્શાવ્યું હતું કે બે-તબક્કાની નિમજ્જન ઠંડક પ્રણાલી બેટરી સેલનું તાપમાન જાળવવામાં ખૂબ અસરકારક હતી.
એકંદરે, દ્વિ-તબક્કાની નિમજ્જન કૂલિંગ સિસ્ટમ ઇલેક્ટ્રિક વાહનો અને ઊર્જા સંગ્રહની આવશ્યકતા ધરાવતા અન્ય એપ્લિકેશનો માટે કાર્યક્ષમ અને સમાન બેટરી કૂલિંગ સોલ્યુશન પ્રદાન કરે છે, જે બેટરીની ટકાઉપણું અને સલામતી સુધારવામાં મદદ કરે છે.