ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി താപ കൈമാറ്റ സ്വഭാവവും താപ മാനേജ്മെന്റ് രൂപകൽപ്പനയും

പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളുടെ വിൽപ്പനയിലും ഉടമസ്ഥതയിലും വർദ്ധനവുണ്ടാകുന്നതിനനുസരിച്ച്, പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളുടെ തീപിടുത്തങ്ങളും ഇടയ്ക്കിടെ സംഭവിക്കാറുണ്ട്. പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളുടെ വികസനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഒരു തടസ്സ പ്രശ്നമാണ് താപ മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ രൂപകൽപ്പന. പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളുടെ സുരക്ഷ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സ്ഥിരതയുള്ളതും കാര്യക്ഷമവുമായ ഒരു താപ മാനേജ്മെന്റ് സിസ്റ്റം രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നത് വളരെ പ്രധാനമാണ്.

ലി-അയൺ ബാറ്ററി തെർമൽ മോഡലിംഗ് ആണ് ലി-അയൺ ബാറ്ററി തെർമൽ മാനേജ്മെന്റിന്റെ അടിസ്ഥാനം. അവയിൽ, താപ കൈമാറ്റ സ്വഭാവ മോഡലിംഗും താപ ജനറേഷൻ സ്വഭാവ മോഡലിംഗും ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി തെർമൽ മോഡലിംഗിന്റെ രണ്ട് പ്രധാന വശങ്ങളാണ്. ബാറ്ററികളുടെ താപ കൈമാറ്റ സവിശേഷതകളെ മോഡലിംഗ് ചെയ്യുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള നിലവിലുള്ള പഠനങ്ങളിൽ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് അനീസോട്രോപിക് താപ ചാലകത ഉണ്ടെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. അതിനാൽ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്കായുള്ള കാര്യക്ഷമവും വിശ്വസനീയവുമായ താപ മാനേജ്മെന്റ് സംവിധാനങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിന്, വ്യത്യസ്ത താപ കൈമാറ്റ സ്ഥാനങ്ങളുടെയും താപ കൈമാറ്റ പ്രതലങ്ങളുടെയും താപ വിസർജ്ജനത്തിലും താപ ചാലകതയിലും ഉള്ള സ്വാധീനം പഠിക്കുന്നത് വളരെ പ്രധാനമാണ്.

50 A·h ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററി സെൽ ഗവേഷണ വസ്തുവായി ഉപയോഗിച്ചു, അതിന്റെ താപ കൈമാറ്റ സ്വഭാവ സവിശേഷതകൾ വിശദമായി വിശകലനം ചെയ്തു, ഒരു പുതിയ താപ മാനേജ്മെന്റ് ഡിസൈൻ ആശയം നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടു. സെല്ലിന്റെ ആകൃതി ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു, നിർദ്ദിഷ്ട വലുപ്പ പാരാമീറ്ററുകൾ പട്ടിക 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ലി-അയൺ ബാറ്ററി ഘടനയിൽ സാധാരണയായി പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ്, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്, സെപ്പറേറ്റർ, പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് ലെഡ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് ലെഡ്, സെന്റർ ടെർമിനൽ, ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയൽ, സുരക്ഷാ വാൽവ്, പോസിറ്റീവ് താപനില ഗുണകം (PTC) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.പി‌ടി‌സി കൂളന്റ് ഹീറ്റർ/പി‌ടി‌സി എയർ ഹീറ്റർ) തെർമിസ്റ്ററും ബാറ്ററി കേസും. പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് പോൾ കഷണങ്ങൾക്കിടയിൽ ഒരു സെപ്പറേറ്റർ സാൻഡ്‌വിച്ച് ചെയ്യുന്നു, ബാറ്ററി കോർ വൈൻഡിംഗ് വഴിയോ പോൾ ഗ്രൂപ്പ് ലാമിനേഷൻ വഴിയോ രൂപപ്പെടുന്നു. മൾട്ടി-ലെയർ സെൽ ഘടനയെ ഒരേ വലുപ്പമുള്ള ഒരു സെൽ മെറ്റീരിയലാക്കി ലളിതമാക്കുക, ചിത്രം 2 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ സെല്ലിന്റെ തെർമോഫിസിക്കൽ പാരാമീറ്ററുകളിൽ തുല്യമായ ചികിത്സ നടത്തുക. ബാറ്ററി സെൽ മെറ്റീരിയൽ അനീസോട്രോപിക് താപ ചാലകത സവിശേഷതകളുള്ള ഒരു ക്യൂബോയിഡ് യൂണിറ്റാണെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ സ്റ്റാക്കിംഗ് ദിശയ്ക്ക് ലംബമായി താപ ചാലകത (λz) സ്റ്റാക്കിംഗ് ദിശയ്ക്ക് സമാന്തരമായി താപ ചാലകതയേക്കാൾ (λ x, λy) ചെറുതായി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.