ایئر کولنگ کے مقابلے میں، EV گاڑیوں کی ترقی میں بیٹری کی کارکردگی اور حفاظت کو یقینی بنانے کے لیے ایک موثر کولنگ سسٹم بہت اہم ہے۔ تھرمل مینجمنٹ سسٹم کے اندر ایک بنیادی کولنگ جزو کے طور پر جانا جاتا ہے، کولڈ پلیٹ EV گاڑی کے کولنگ سسٹم میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ یہ مضمون ڈیزائن آپٹیمائزیشن کے ذریعے کولڈ پلیٹوں کی تھرمل چالکتا کو بڑھانے پر غور کرتا ہے، جو ٹھنڈک چینلز کی ترتیب اور تعداد کو بہتر بنانے، اعلی تھرمل چالکتا کے ساتھ مواد کا انتخاب، سطح کے علاج کی جدید ٹیکنالوجیز کا اطلاق، تھرمل انٹرفیس مواد (TIM) کو بہتر بنانے جیسی حکمت عملیوں کی کھوج کرتا ہے۔ پیشن گوئی کی اصلاح کے لیے نقلی اور ماڈل تجزیہ کا استعمال۔ یہ طریقے نئی توانائی والی گاڑیوں کی کولنگ کی کارکردگی کو بڑھاتے ہیں اور بیٹری کی زندگی کو بڑھاتے ہیں، گاڑیوں کی حفاظت اور بھروسے کو بڑھاتے ہیں۔ ان حکمت عملیوں کی تفصیلی کھوج EV گاڑیوں کے لیے کولنگ سسٹم کو ڈیزائن کرنے اور اسے بہتر بنانے میں گہری تکنیکی بصیرت فراہم کرتی ہے۔
حصہ 1: حرارت کی کھپت کے لیے مائع کولنگ پلیٹ کی کلیدی ٹیکنالوجیز
حصہ 1 A: ملٹی چینل ڈیزائن آپٹیمائزیشن
چینل لے آؤٹ کی اصلاح
ای وی گاڑیوں میں بہتر تھرمل مینجمنٹ سسٹم کی تلاش میں، ہیٹ سنک یا مائع کولنگ پلیٹوں کے اندر کولنگ چینلز کی ترتیب کو بہتر بنانا ایک اہم حکمت عملی کے طور پر کھڑا ہے۔ کولنگ چینلز کی ترتیب تھرمل ترسیل کے راستے کو براہ راست متاثر کرتی ہے، جس کے نتیجے میں تھرمل مزاحمت اور کولنگ سسٹم کی مجموعی ہیٹ ایکسچینج کی کارکردگی متاثر ہوتی ہے۔ مختلف چینل جیومیٹریوں میں سے - سیدھے، سرپل، اور برانچڈ - ہر ایک گرمی کی تقسیم، مینوفیکچرنگ پیچیدگی، اور سیال حرکیات کے رویے کے لحاظ سے منفرد فوائد اور تحفظات پیش کرتا ہے۔
سیدھے چینل کولڈ پلیٹس:
اس کے سادہ ڈیزائن اور مینوفیکچرنگ میں آسانی کے ساتھ، سیدھا چینل لے آؤٹ بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ یہ ترتیب براہ راست ٹھنڈک کا راستہ فراہم کرتی ہے، جس سے کولنگ فلوئڈ بیٹری پیکج سے تیزی سے گزرتا ہے، یہ بیٹری پیک کے لیے موزوں بناتا ہے جس میں گرمی کی یکساں کھپت کی ضرورت ہوتی ہے اور نسبتاً کم تھرمل بوجھ ہوتا ہے۔ نئی توانائی والی گاڑیوں میں، سیدھے چینل کی ترتیب خاص طور پر کمپیکٹ اور سادہ بیٹری پیک کے لیے موزوں ہے، جیسے کہ چھوٹی الیکٹرک گاڑیوں یا ہائبرڈ کاروں میں، جہاں موثر گرمی کی کھپت کی ضرورت ہوتی ہے لیکن جگہ اور لاگت محدود ہوتی ہے۔
مثال کے طور پر، شیورلیٹ وولٹ کو ایک پلگ ان ہائبرڈ الیکٹرک وہیکل (PHEV) کے طور پر درجہ بندی کیا گیا ہے، شیورلیٹ وولٹ کا بیٹری پیک ڈیزائن ہے جس میں بیٹری کو کام کرنے کی بہترین حالت میں برقرار رکھنے کے لیے ایک موثر کولنگ میکانزم شامل کیا گیا ہے۔ اس کا کولنگ سسٹم ٹھنڈک کے عمل کو آسان بنانے کے لیے سیدھے چینلز کا استعمال کر سکتا ہے اور اس کی تھرمل کارکردگی کو اپ گریڈ کرنے کے لیے جگہ کے قبضے کو کم سے کم کر سکتا ہے۔
سرپل چینلز کولڈ پلیٹس:
سرپل چینلز کولنٹ کے بہاؤ کے راستے کو بڑھا کر اور سیال اور چینل کی دیواروں کے درمیان رابطے کا وقت بڑھا کر تھرمل ایکسچینج کی کارکردگی کو بڑھاتے ہیں۔ یہ ڈیزائن خاص طور پر ان ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے جن میں تھرمل بوجھ زیادہ ہو یا جن کو موثر تھرمل ترسیل کی ضرورت ہو۔ مثال کے طور پر،سرپل چینل کولڈ پلیٹیںEV گاڑی کی گرمی کی کھپت کے لیے زیادہ گرمی کے بوجھ کو کم کرتے ہوئے، زیادہ یکساں حرارت کی منتقلی بھی حاصل کریں۔ تاہم، یہ ڈیزائن زیادہ بہاؤ مزاحمت کا باعث بن سکتا ہے، بہاؤ کو برقرار رکھنے کے لیے مضبوط پمپوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہذا، سرپل چینلز کا انتخاب مناسب ہے جب نظام زیادہ توانائی کی کھپت کو برداشت کر سکتا ہے اور ٹھنڈک کی کارکردگی کے لیے اعلی تقاضے رکھتا ہے۔
برانچڈ چینل کولڈ پلیٹس:
برانچڈ چینل مائع کولنگ پلیٹس کی ترتیب مرکزی چینل کو متعدد شاخوں میں تقسیم کرتی ہے، جس سے کولنٹ کو بیٹری پیک کے مختلف حصوں میں زیادہ یکساں طور پر تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ یہ ڈیزائن بے قاعدہ شکلوں یا گرمی کے بوجھ کی ناہموار تقسیم کے ساتھ بیٹری پیک کے مطابق ہے۔ یہ کولنٹ کے بہاؤ کو بہتر بناتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ زیادہ گرمی کے بوجھ والے بیٹری پیک کے اندر بھی مناسب ٹھنڈک حاصل ہو۔ برانچڈ چینل لے آؤٹ ان ایپلی کیشنز پر لاگو ہوتا ہے جن کے لیے درجہ حرارت میں زیادہ یکسانیت کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ بڑی الیکٹرک گاڑیوں اور ہائی اینڈ الیکٹرک اسپورٹس کاروں میں۔ بہترین کارکردگی اور حفاظت کو یقینی بنانے کے لیے ان بیٹری پیک کو ہر بیٹری سیل کے لیے درست درجہ حرارت کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔
مثال کے طور پر، پورش ٹائیکن ایک اعلیٰ کارکردگی والی الیکٹرک اسپورٹس کار ہے، جو اپنی غیر معمولی ڈرائیونگ کارکردگی اور تیز رفتار چارجنگ کی صلاحیتوں کے لیے مشہور ہے۔ بیٹری کی کارکردگی کو برقرار رکھنے اور اس کی عمر کو بڑھانے کے لیے، Taycan بیٹری پیک کے اندر درجہ حرارت کی یکساں تقسیم کو حاصل کرنے کے لیے ایک پیچیدہ کولنگ سسٹم ڈیزائن، بشمول برانچڈ چینل لے آؤٹ استعمال کر سکتا ہے۔
اس نقطہ نظر کا سب سے اہم فائدہ یہ ہے کہ یہ بیٹری سیلز/ماڈیولز سے کولنٹ کو الگ کرتا ہے، ممکنہ حفاظتی خطرہ کو ختم کرتا ہے۔ Taycan کے ماڈیول لے آؤٹ کو اوپری اور نچلی تہوں میں تقسیم کیا گیا ہے، اس لیے اس کے پانی کے کولنگ سسٹم کو بھی اوپری اور نچلی تہوں میں تقسیم کیا گیا ہے، کل 13 کولنگ برانچز ہیں۔ ہر ٹیوب والی کولڈ پلیٹس برانچ میں دو متوازی واٹر کولنگ پائپ ہوتے ہیں جن میں 10 متوازی فلو چینلز ہوتے ہیں، اور ہر چینل کا سائز 3mm*2mm ہوتا ہے۔ پورے کولنگ پائپ کی موٹائی تقریباً 4 ملی میٹر اور چوڑائی تقریباً 35 ملی میٹر ہے۔
چینل کا سائز اور تقسیم کی حکمت عملی
چینل کے سائز کا انتخاب EV گاڑیوں کے لیے مائع کولڈ پلیٹس کے ڈیزائن میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے، جو ثانوی کولنگ سسٹم کی مجموعی کارکردگی کو بھی متاثر کرتا ہے۔ کولڈ پلیٹ میں بڑے اور چھوٹے دونوں سوراخ EV گاڑیوں کی مخصوص ضروریات اور ڈیزائن کی بنیاد پر اپنی ایپلی کیشنز رکھتے ہیں۔
-بڑے چینل کولڈ پلیٹس:
بڑے چینل کولڈ پلیٹس ان لوگوں کا حوالہ دیتے ہیں جن کا اندرونی قطر وسیع تر ہوتا ہے، جس میں 5 - 10 ملی میٹر ہوتے ہیں جنہیں ان کے بہاؤ کی شرح میں کم دباؤ کی وجہ سے مائع کولنٹ کی بہاؤ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ایک مؤثر انتخاب سمجھا جاتا ہے۔ یہ ڈیزائن اعلی طاقت کے بغیر پمپ کے استعمال کی اجازت دیتا ہے، اس طرح سسٹم کی توانائی کی کھپت کو کم کرتا ہے۔ بڑے چینل لے آؤٹ نئی توانائی والی گاڑیوں کے لیے موزوں ہیں جن میں نسبتاً یکساں ہیٹ لوڈ ڈسٹری بیوشن اور توانائی کی کارکردگی کی اعلی ضروریات ہیں۔ مثال کے طور پر، EV گاڑیاں جن کا مقصد شہر کے سفر کے لیے ہے، ہو سکتا ہے کہ ٹھنڈک کی معقول کارکردگی اور ہائی پاور الیکٹرانکس کی طرف کم توانائی کی کھپت حاصل کرنے کے لیے بڑے چینل ڈیزائن کو ترجیح دیں۔
ان EV گاڑیوں میں جہاں گرمی کا بوجھ نسبتاً یکساں طور پر تقسیم کیا جاتا ہے اور توانائی کی کارکردگی کی بہت زیادہ مانگ ہوتی ہے، بڑے چینل کی کولڈ پلیٹیں خاص طور پر EV اجزاء کے لیے موزوں ہوتی ہیں۔ مثال کے طور پر، کچھ سٹی بسیں ٹھنڈک کی معقول کارکردگی اور کم توانائی کی کھپت کو حاصل کرنے کے لیے بڑے چینل کے ڈیزائن کا استعمال کرتی ہیں۔ لیکن، بڑے چینل مائع کولڈ پلیٹ کا استعمال کرتے وقت زیادہ جگہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہی وجہ ہے کہ ہم نجی ای وی گاڑیوں میں بڑے چینل کی مائع کولڈ پلیٹ شاذ و نادر ہی دیکھتے ہیں کیونکہ ای وی کاریں اکثر جگہ کے استعمال اور گاڑی کے مجموعی کمپیکٹ پن پر زیادہ توجہ مرکوز کرتی ہیں تاکہ ڈرائیونگ کے تجربے کے لیے صارفین کی ضروریات کو پورا کیا جا سکے۔
-چھوٹے چینلز کولڈ پلیٹس:
اس کے برعکس میں،چھوٹے چینل کولڈ پلیٹیں۔(تقریباً 5 ملی میٹر کا قطر) اعلیٰ کارکردگی والی ای وی کاروں اور عام نجی ای وی گاڑیوں کے لیے حرارت کی منتقلی میں اعلیٰ سطح کی کارکردگی فراہم کر سکتا ہے کیونکہ وہ رابطہ کرنے کے لیے کولنٹ اور چینل کی دیواروں کے درمیان سطح کے رقبے کو بڑھاتے ہیں، اس طرح بہاؤ کو تیز کرتے ہیں۔ اندرونی کولنٹ کی شرح مزید برآں، چھوٹی چینلز کولڈ پلیٹیں اپنی بڑھتی ہوئی سطح پر ایک محدود جگہ کے اندر زیادہ بہاؤ کے راستے فراہم کرتی ہیں جو چھوٹے اسے نہیں بنا سکتے۔
اس کے علاوہ، مثالی حل، بہاؤ کی شرح، اور تھرمل مینجمنٹ کے مقاصد پر بھی غور کرنے کی ضرورت ہے۔ آپ کر سکتے ہیں۔ہمارے انجینئر سے رابطہ کریں۔مزید تکنیکی مشاورت کے لیے.
حصہ 1 B: مواد کا انتخاب اور درخواست
- مناسب مواد کا انتخاب:
اس میں کوئی شک نہیں کہ ہم نے غور کرتے وقت گرمی کی کھپت کے لیے ایلومینیم کی کولڈ پلیٹ اور تانبے کے ہیٹ پائپ کا انتخاب کیا۔ایلومینیم اور تانبے کی گرمی چالکتااور لاگت. فروری 2024 تک، فی ٹن تانبے کی قیمت $3500-4000 ایلومینیم مرکب کے ساتھ $7,600.00 ہے۔ لہذا، یہ تانبے کے کھوٹ کے بجائے ایلومینیم خریدنے کا ایک مؤثر طریقہ ہے۔
اس کے علاوہ، حجم بھی EV مائع کولڈ پلیٹوں کی تیاری کے لیے کلیدی نقطہ ہے۔ جیسا کہ واضح کیا گیا ہے، ایلومینیم کی کم کثافت کی وجہ سے 1 ٹن ایلومینیم کا مرکب تانبے کے کھوٹ سے نمایاں طور پر بڑا حجم رکھتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ ایلومینیم اپنے ہلکے وزن کے لیے اوپر کی سطح کے رقبے کی تیاری کے لیے موزوں مواد ہے اور اپنی اچھی تھرمل کارکردگی کے لیے ہیٹ پائپ بنانے کے لیے تانبا ہے۔ مثال کے طور پر، ہم جانتے ہیں کہ Audi e-Tron کے بیٹری پیک کا وزن 5 کلوگرام اور 700 کلوگرام لیتھیم بیٹری پیک کا ہے، جس کا مطلب ہے کہ مائع کولنگ پلیٹ نے کل وزن کا صرف 0.7% حصہ لیا ہے۔ لیکن اگر آپ تانبے کی کولڈ پلیٹ استعمال کرتے ہیں، تو یہ کل وزن کا 2.5 فیصد (تقریباً 7.5 کلوگرام) لیتا ہے۔
تھرمل چالکتا کی کارکردگی اور مواد کی موٹائی کے درمیان تعلق:
مواد کی موٹائی ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی کو متاثر کرتی ہے۔ موٹے مواد کے نتیجے میں تھرمل مزاحمت میں اضافہ ہو سکتا ہے، جبکہ پتلے مواد میکانکی طور پر کافی مضبوط نہیں ہو سکتے اور پھر تھرمل رسائی جیسے سنگین مسائل کا باعث بنتے ہیں۔
پہلا گراف ظاہر کرتا ہے کہ یہ ظاہر ہے کہ گرافین کی مکینیکل طاقت ایلومینیم اور تانبے کی نسبت نمایاں طور پر زیادہ ہے، اور یہ تقریباً موٹائی کے ساتھ تبدیل نہیں ہوتا ہے۔ ایلومینیم اور تانبے کی مکینیکل طاقت قدرے بڑھ جاتی ہے کیونکہ موٹائی بڑھ جاتی ہے۔ دوسرا گراف مادی موٹائی اور تھرمل مزاحمت کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔ گرافین کی تھرمل مزاحمت بہت کم ہے اور موٹائی سے تقریباً متاثر نہیں ہوتی، جب کہ ایلومینیم اور تانبے کی تھرمل مزاحمت موٹائی میں اضافے کے ساتھ لکیری طور پر بڑھ جاتی ہے۔
نیچے دکھایا گیا تیسرا گراف مکینیکل طاقت، مواد کی موٹائی، اور تھرمل مزاحمت کا مجموعہ دکھاتا ہے۔ ہم دیکھ سکتے ہیں کہ {{0}}.08m ایلومینیم مرکب بہترین ٹینسائل طاقت اور کم تھرمل مزاحمت (0.36 ڈگری ڈبلیو) رکھتا ہے۔
حصہ 2: مائع کولڈ کولڈ پلیٹس میں تھرمل مینجمنٹ ٹیکنالوجی
حصہ 2 A: سطحی علاج کی ٹیکنالوجیز
سطح کی کوٹنگ:
تھرمل کنڈکٹیو کوٹنگز سطح کے خصوصی علاج ہیں جو پانی کی کولنگ پلیٹوں کی حرارت کے تبادلے کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں۔ یہ کوٹنگز تھرمل انٹرفیس پر رابطے کے معیار کو بہتر بنا کر یا تھرمل ریڈی ایشن کی صلاحیتوں کو بڑھا کر کام کرتی ہیں، عام طور پر اعلی تھرمل چالکتا جیسے چاندی، تانبا، اور ایلومینیم کے ساتھ ساتھ کاربن نانوٹوبس (CNTs) اور گرافین جیسے نینو میٹریلز کو شامل کر کے کام کرتی ہیں۔ یہ کوٹنگز نہ صرف تھرمل کارکردگی کو بہتر کرتی ہیں، بلکہ یہ سنکنرن اور پہننے کے خلاف کچھ حد تک تحفظ بھی فراہم کرتی ہیں، اس طرح مائع کولنگ پلیٹوں کی عمر بڑھ جاتی ہے۔
سطح کی پروسیسنگ:
پانی کی کولنگ پلیٹ کی سطح کی پروسیسنگ کے ذریعے، گرمی کے تبادلے کے علاقے میں اضافہ کیا جا سکتا ہے، اس طرح گرمی کی منتقلی کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے. یہ طریقہ سطح کی کھردری کو بڑھا کر سیال اور بیس پلیٹ کے سطحی علاقے کے درمیان حرارت کے تبادلے کی صلاحیت کو بڑھاتا ہے۔ مثال کے طور پر، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے، ہم مائع کولنگ پلیٹ کو موڑ سکتے ہیں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ کولنٹ بیٹری کے ہر حصے سے گزرے، اس طرح کولڈ پلیٹوں کی تھرمل کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ کیکسن ایلومینیم آپ کی ضرورت کے مطابق اپنی مرضی کے مطابق مائع کولنگ پلیٹس اور ایلومینیم ہیٹ سنک مشین فراہم کرنے کے لیے وقف ہے۔
کیکسن ایلومینیم آپ کی ایلومینیم کولڈ پلیٹ کے لیے کئی سطحی پروسیسنگ فراہم کر سکتا ہے، مثال کے طور پر، سی این سی مشیننگ، انوڈائزنگ، پاؤڈر کوٹنگ، موڑنے، وغیرہ... یا، براہ کرم ہمارا بلاگ دیکھیں"ایلومینیم ہیٹ سنک اور مائع کولڈ پلیٹ کی تخصیص کے لیے ایک سرمایہ کاری مؤثر حل" ایلومینیم کولڈ پلیٹ اور ہیٹ سنک بنانے میں پیسے بچانے کا طریقہ سیکھیں۔
حصہ 2 B: تھرمل انٹرفیس میٹریل (TIM) آپٹیمائزیشن:
تھرمل انٹرفیس مواد کا انتخاب اور اطلاق:
تھرمل انٹرفیس میٹریلز (TIMs) وہ مادے ہیں جو دو سطحوں کے درمیان تھرمل ترسیل کو بہتر بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ وہ تھرمل چالکتا کو بہتر بنانے کے لیے دو سطحوں کے درمیان استعمال ہوتے ہیں۔ TIMs کی عام اقسام میں تھرمل پیسٹ، پیڈ، ٹیپ، اور مائع دھاتیں شامل ہیں، ہر ایک اپنی تھرمل چالکتا، استعمال میں آسانی، اور استحکام کی بنیاد پر مختلف ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔
حصہ 2 C: نقلی اور ماڈل تجزیہ-CFD اور تھرمل سمولیشن سافٹ ویئر کا اطلاق:
یہ کمپیوٹیشنل فلوئیڈ ڈائنامکس (CFD) اور تھرمل سمولیشن سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے اپنی مرضی کے مطابق کولڈ پلیٹوں کی تھرمل چالکتا کی کارکردگی کی مؤثر انداز میں پیش گوئی اور بہتر بنا سکتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ ڈیزائنر پورے کولنگ سسٹم کا تجزیہ کر سکتا ہے جیسے کولنٹ کی گردش، حرارت کی ترتیب۔ ذرائع، تھرمل پل یا زیادہ تھرمل مزاحمت والے علاقے، بڑے پیمانے پر پیداوار سے پہلے بہتر ڈیزائن کی اجازت دیتے ہیں۔
CFD کے ساتھ تخروپن کا انعقاد کرتے وقت، آپ کو Kaixin Aluminium انجینئر کے لیے اپنے کولنگ سسٹم کی تفصیلی وضاحتیں فراہم کرنے کی ضرورت ہے۔ اس میں واٹر کولنگ پلیٹ اور اس کے اجزاء کا جیومیٹری ڈیٹا، مادی خصوصیات (تھرمل چالکتا، کثافت، مخصوص حرارت)، باؤنڈری کنڈیشنز (جیسے انلیٹ اور آؤٹ لیٹ کا درجہ حرارت، اور بہاؤ کی شرح)، اور حرارت کے ذرائع سے حرارت پیدا کرنے کا ڈیٹا شامل ہے۔ مزید برآں، تخروپن کے لیے اپنے مخصوص اہداف یا کارکردگی کے معیار کی وضاحت کرنا بہت فائدہ مند ہو سکتا ہے۔Kaixin ایلومینیم ٹیکنیکل انجینئرز سے رابطہ کریں۔اور ہم آپ کو اپنی مرضی کے مطابق کولڈ پلیٹوں کے لیے مثالی حل فراہم کرنے پر خوش ہیں۔