पार्श्वभूमी

मॉड्यूलच्या थर्मल प्रसारामध्ये पुढील टप्प्यांचा अनुभव येतो: सेल थर्मल गैरवर्तनानंतर उष्णता जमा होणे, सेल थर्मल रनअवे आणि नंतर मॉड्यूल थर्मल रनअवे.एका पेशीपासून थर्मल पळून जाणे प्रभावशाली नाही;तथापि, जेव्हा उष्णता इतर पेशींमध्ये पसरते, तेव्हा प्रसारामुळे डोमिनो इफेक्ट होतो, ज्यामुळे संपूर्ण मॉड्यूलची थर्मल पळवाट होते आणि मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा मुक्त होते.आकृती 1दाखवाथर्मल रनअवे चाचणीचा निकाल.अप्रतिरोधक प्रसारामुळे मॉड्यूलला आग लागली आहे.

सेलमधील उष्णता चालकता वेगवेगळ्या दिशानिर्देशांनुसार भिन्न असेल.उष्ण वाहकतेचे गुणांक दिशेने जास्त असेलसमांतरसेलच्या रोल कोरसह;रोल कोअरला उभ्या असलेल्या दिशेची चालकता कमी असते.त्यामुळे पेशींमध्ये थर्मल स्प्रेड टॅबद्वारे पेशींपेक्षा वेगाने होते.म्हणून प्रसार एक-आयामी प्रसार म्हणून पाहिले जाऊ शकते.बॅटरी मॉड्युल्स उच्च उर्जेच्या घनतेसाठी डिझाइन केलेले असल्याने, पेशींमधील जागा कमी होत आहे, ज्यामुळे थर्मल प्रसार खराब होईल.म्हणून, मॉड्यूलमध्ये उष्णतेचा प्रसार दाबणे किंवा अवरोधित करणे हे मानले जाईलपरिणामधोके कमी करण्याचा मार्ग. 

मॉड्यूलमध्ये थर्मल रनअवे दाबण्याचा मार्ग

आम्ही थर्मल रनअवे सक्रियपणे किंवा निष्क्रियपणे रोखू शकतो.

सक्रिय दडपशाही

सक्रिय थर्मल स्प्रेड सप्रेशन हे मुख्यतः थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टमवर आधारित असते, जसे की:

1) मॉड्युलच्या तळाशी किंवा आतील बाजूंना कुलिंग पाईप्स सेट करा आणि कूलिंग लिक्विडने भरा.कूलिंग लिक्विडचा प्रवाह प्रभावीपणे प्रसार कमी करू शकतो.

2) मॉड्यूलच्या शीर्षस्थानी अग्निशामक पाईप्स सेट करा.जेव्हा थर्मल रनअवे असते, तेव्हा बॅटरीमधून बाहेर पडणारा उच्च तापमानाचा वायू प्रसार रोखण्यासाठी पाईप्सना विझवणारा फवारणी करण्यास चालना देईल.

तथापि, थर्मल व्यवस्थापनास अतिरिक्त घटकांची आवश्यकता असते, ज्यामुळे जास्त खर्च येतो आणि कमी ऊर्जा घनता.व्यवस्थापन प्रणाली प्रभावी होणार नाही अशीही शक्यता आहे.

निष्क्रीय दडपशाही

निष्क्रीय दडपशाही थर्मल रनअवे पेशी आणि सामान्य पेशी यांच्यातील ॲडिबॅटिक सामग्रीद्वारे प्रसार रोखून कार्य करते.

सामान्यत: सामग्रीमध्ये हे वैशिष्ट्य असावे:

1. कमी थर्मल चालकता.हे उष्णता पसरवण्याचा वेग कमी करण्यासाठी आहे.
2. उच्च तापमान प्रतिकार.सामग्री उच्च तापमानात निराकरण करू नये आणि थर्मल प्रतिकार क्षमता गमावू नये.
3. कमी घनता.हे व्हॉल्यूम-ऊर्जा दर आणि वस्तुमान-ऊर्जा दराचा प्रभाव कमी करण्यासाठी आहे.

आदर्श सामग्री दरम्यानच्या काळात उष्णता पसरवण्यास अडथळा आणू शकते तसेच उष्णता शोषून घेऊ शकते.

सामग्रीचे विश्लेषण

• एअरजेल

एअरजेलला "सर्वात हलकी उष्णता इन्सुलेशन सामग्री" असे नाव देण्यात आले आहे.हे उष्णता इन्सुलेशन आणि वजन प्रकाशात चांगले कार्य करते.हे थर्मल प्रसार संरक्षणासाठी बॅटरी मॉड्यूलमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.सिलिकॉन डायऑक्साइड एरोजेल, एरोजेल, ग्लास फायबर एअरजेल आणि प्री-ऑक्सिडाइज्ड फायबरसारखे अनेक प्रकारचे एरोजेल आहेत.वेगवेगळ्या सामग्रीच्या एअरजेल हीट इन्सुलेशन लेयरचा थर्मल रनअवेवर विविध प्रभाव पडतो.याचे कारण म्हणजे थर्मल चालकता गुणांकाची विविधता, जी त्याच्या सूक्ष्म संरचनेशी अत्यंत संबंधित आहे.आकृती 2 बर्न करण्यापूर्वी आणि नंतर भिन्न सामग्रीचे SEM स्वरूप दर्शवते.

संशोधनात असे दिसून आले आहे की फायबर हीट इन्सुलेशनची किंमत कमी असली तरी, उष्णता प्रसार रोखण्याची कामगिरी एअरजेल सामग्रीपेक्षा वाईट आहे.विविध प्रकारच्या एअरजेल मटेरिअलमध्ये, प्री-ऑक्सिडाइज्ड फायबर एअरजेल सर्वोत्तम कामगिरी करते, कारण ते बर्न झाल्यानंतर संरचना राखते.सिरेमिक फायबर एअरजेल उष्णता इन्सुलेशनमध्ये देखील चांगले कार्य करते.

• फेज बदल साहित्य

थर्मल रनअवे प्रसार दडपण्यासाठी फेज चेंज मटेरिअल देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते ज्यामुळे उष्णता साठवली जाते.मेण एक सामान्य पीसीएम आहे, स्थिर फेज बदल तापमानासह.थर्मल दरम्यानपळून जाणे, उष्णता मोठ्या प्रमाणात सोडली जाते.म्हणून पीसीएम उच्च असावेकामगिरीउष्णता शोषून घेणे.तथापि, मेणामध्ये कमी उष्णता चालकता असते, ज्यामुळे उष्णता शोषून घेण्यावर परिणाम होतो.त्याच्या कार्यक्षमतेला प्रोत्साहन देण्यासाठी, संशोधक मेणाला इतर सामग्रीसह एकत्र करण्याचा प्रयत्न करतात, जसे की धातूचे कण जोडणे, पीसीएम लोड करण्यासाठी मेटल फोम वापरणे, जोडणेग्रेफाइट, कार्बन नॅनो ट्यूब किंवा विस्तारित ग्रेफाइट, इ. विस्तारित ग्रेफाइट थर्मल रनअवेमुळे होणारी ज्योत देखील रोखू शकतात.

थर्मल रनवे रोखण्यासाठी हायड्रोफिलिक पॉलिमर देखील एक प्रकारचा पीसीएम आहे.सामान्य हायड्रोफिलिक पॉलिमर सामग्री आहेत: कोलाइडल सिलिकॉन डायऑक्साइड, संतृप्त कॅल्शियम क्लोराईड द्रावण,टेट्राथिल फॉस्फेट, टेट्राफिनाइल हायड्रोजन फॉस्फेट, एसodium polyacrylate, इ.

•  संकरित साहित्य

आपण केवळ एरोजेलवर अवलंबून राहिल्यास थर्मल पळापळ रोखता येणार नाही.यशस्वीपणेउष्णतारोधकउष्णता, आम्हाला पीसीएमसह एअरजेल एकत्र करणे आवश्यक आहे.

हायब्रीड मटेरिअल व्यतिरिक्त, आम्ही वेगवेगळ्या दिशांमध्ये विविध थर्मल चालकता गुणांकांसह बहु-स्तर सामग्री देखील तयार करू शकतो.मॉड्यूलमधून उष्णता बाहेर काढण्यासाठी आम्ही उच्च थर्मल चालकता सामग्री वापरू शकतो आणि थर्मल प्रसार प्रतिबंधित करण्यासाठी पेशींमध्ये उष्णता इन्सुलेशन सामग्री ठेवू शकतो.

निष्कर्ष

थर्मल रनअवे प्रसार नियंत्रित करणे हा एक गुंतागुंतीचा विषय आहे.काही उत्पादकांनी उष्णतेचा प्रसार रोखण्यासाठी काही उपाय केले, परंतु ते अजूनही नवीन काहीतरी शोधत आहेत, जेणेकरून खर्च आणि ऊर्जा घनतेवर प्रभाव कमी होईल.आम्ही अजूनही नवीनतम संशोधनावर लक्ष केंद्रित करत आहोत.नाही आहे"सुपर सामग्री" जे थर्मल रनअवे पूर्णपणे अवरोधित करू शकते.उत्तम उपाय मिळविण्यासाठी अनेक प्रयोग करावे लागतात.