ფონი

მოდულის თერმული გავრცელება განიცდის შემდეგ ეტაპებს: სითბოს დაგროვება უჯრედის თერმული ბოროტად გამოყენების შემდეგ, უჯრედის თერმული გაქცევა და შემდეგ მოდულის თერმული გაქცევა. თერმული გაქცევა ერთი უჯრედიდან არ არის გავლენიანი; თუმცა, როდესაც სითბო სხვა უჯრედებზე გავრცელდება, გავრცელება გამოიწვევს დომინოს ეფექტს, რაც გამოიწვევს მთელი მოდულის თერმულ გაქცევას და გამოყოფს მასიურ ენერგიას. სურათი 1შოუთერმული გაქცევის ტესტის შედეგი. მოდული იწვის დაუძლეველი გამრავლების გამო.

უჯრედის შიგნით სითბოს გამტარობა განსხვავებული იქნება სხვადასხვა მიმართულების მიხედვით. თბოგამტარობის კოეფიციენტი უფრო მაღალი იქნება მიმართულებითპარალელურადუჯრედის რულონის ბირთვით; ხოლო მიმართულებას, რომელიც ვერტიკალურია რულონის ბირთვზე, აქვს უფრო დაბალი გამტარობა. ამიტომ თერმული გავრცელება უჯრედებს შორის გვერდიდან მხარეს უფრო სწრაფად ხდება, ვიდრე უჯრედებში ჩანართებით. ამიტომ გამრავლება შეიძლება ჩაითვალოს როგორც ერთგანზომილებიანი გამრავლება. რამდენადაც ბატარეის მოდულები შექმნილია უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივისთვის, უჯრედებს შორის სივრცე მცირდება, რაც გააუარესებს თერმული გავრცელებას. ამიტომ მოდულში სითბოს გავრცელების ჩახშობა ან ბლოკირება განიხილება, როგორცეფექტირისკების შემცირების საშუალება. 

მოდულში თერმული გაქცევის ჩახშობის გზა

ჩვენ შეგვიძლია შევიკავოთ თერმული გაქცევა აქტიურად ან პასიურად.

აქტიური ჩახშობა

აქტიური თერმული გავრცელების ჩახშობა ძირითადად ეფუძნება თერმული მართვის სისტემას, როგორიცაა:

1) დააყენეთ გამაგრილებელი მილები მოდულის ქვედა ან შიდა გვერდებზე და შეავსეთ გამაგრილებელი სითხით. გამაგრილებელი სითხის დინებას შეუძლია ეფექტურად შეამციროს გამრავლება.

2) დააყენეთ ხანძარსაწინააღმდეგო მილები მოდულის თავზე. როდესაც არსებობს თერმული გაქცევა, ბატარეიდან გამოთავისუფლებული მაღალი ტემპერატურის გაზი გამოიწვევს მილების გამოფრქვევას ჩამქრალი საშუალებების გავრცელების შესაჩერებლად.

თუმცა, თერმული მართვა მოითხოვს დამატებით კომპონენტებს, რაც იწვევს უფრო მაღალ ღირებულებას და ენერგიის დაბალ სიმკვრივეს. ასევე არსებობს შესაძლებლობა, რომ მართვის სისტემა არ ამოქმედდეს.

პასიური ჩახშობა

პასიური ჩახშობა მუშაობს ადიაბატური მასალის მეშვეობით გავრცელების ბლოკირებით თერმულ გაქცეულ უჯრედებსა და ნორმალურ უჯრედებს შორის.

როგორც წესი, მასალა უნდა შეიცავდეს შემდეგს:

1. დაბალი თბოგამტარობა. ეს არის სითბოს გავრცელების სიჩქარის შესამცირებლად.
2. მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობა. მასალა არ უნდა გაფუჭდეს მაღალ ტემპერატურაზე და დაკარგოს თერმული წინააღმდეგობის უნარი.
3. დაბალი სიმკვრივე. ეს არის მოცულობით-ენერგეტიკული სიჩქარისა და მასა-ენერგეტიკული სიჩქარის გავლენის შესამცირებლად.

იდეალურ მასალას შეუძლია ამავდროულად დაბლოკოს სითბოს გავრცელება და ასევე შთანთქას სითბო.

ანალიზი მასალაზე

• აეროგელი

აეროგელი დასახელებულია "ყველაზე მსუბუქ თბოსაიზოლაციო მასალად". იგი კარგად არის შესრულებული თბოიზოლაციაში და მსუბუქი წონაში. იგი ფართოდ გამოიყენება ბატარეის მოდულში თერმული გავრცელების დაცვის მიზნით. არსებობს მრავალი სახის აეროგელი, როგორიცაა სილიციუმის დიოქსიდის აეროგელი, აეროგელი, მინის ბოჭკოვანი აეროგელი და წინასწარ დაჟანგული ბოჭკო. სხვადასხვა მასალის აეროგელის თბოსაიზოლაციო ფენა სხვადასხვაგვარ გავლენას ახდენს თერმულ გაქცევაზე. ეს იმის გამო ხდება, რომ თბოგამტარობის კოეფიციენტის მრავალფეროვნება, რაც დიდად არის დაკავშირებული მის მიკრო სტრუქტურასთან. სურათი 2 გვიჩვენებს სხვადასხვა მასალის SEM გარეგნობას დამწვრობის წინ და შემდეგ.

კვლევებმა აჩვენა, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ბოჭკოვანი თბოიზოლაცია უფრო დაბალი ფასია, სითბოს გავრცელების ბლოკირების მოქმედება უარესია, ვიდრე აეროგელის მასალა. სხვადასხვა სახის აეროგელის მასალებს შორის, წინასწარ დაჟანგული ბოჭკოვანი აეროგელი საუკეთესოდ მოქმედებს, რადგან ის ინარჩუნებს სტრუქტურას დამწვრობის შემდეგ. კერამიკული ბოჭკოვანი აეროგელი ასევე კარგად მუშაობს თბოიზოლაციაში.

• ფაზის შეცვლის მასალა

ფაზის შემცვლელი მასალა ასევე ფართოდ გამოიყენება თერმული გაფანტული გავრცელების ჩასახშობად მისი სითბოს შენახვის გამო. ცვილი არის ჩვეულებრივი PCM, სტაბილური ფაზის ცვლილების ტემპერატურით. თერმული დროსგაქცეული, სითბო მასიურად გამოიყოფა. ამიტომ PCM უნდა ჰქონდეს მაღალიშესრულებასითბოს შთანთქმის. თუმცა, ცვილს აქვს დაბალი სითბოს გამტარობა, რაც გავლენას მოახდენს სითბოს შთანთქმაზე. მისი მუშაობის გასაუმჯობესებლად, მკვლევარები ცდილობენ დააკავშირონ ცვილი სხვა მასალებთან, როგორიცაა ლითონის ნაწილაკების დამატება, ლითონის ქაფის გამოყენება PCM-ის ჩასატვირთად, დამატებაგრაფიტი, ნახშირბადის ნანო მილაკი ან გაფართოებული გრაფიტი და ა.შ. გაფართოებულ გრაფიტს ასევე შეუძლია შეაკავოს თერმული გაქცევით გამოწვეული ალი.

ჰიდროფილური პოლიმერი ასევე არის ერთგვარი PCM თერმული ასაფრენი ბილიკის შეკავებისთვის. გავრცელებული ჰიდროფილური პოლიმერული მასალებია: კოლოიდური სილიციუმის დიოქსიდი, გაჯერებული კალციუმის ქლორიდის ხსნარი,ტეტრაეთილის ფოსფატი, ტეტრაფენილ წყალბადის ფოსფატი, სოდიუმის პოლიაკრილატიდა ა.შ.

•  ჰიბრიდული მასალა

თერმული გაქცევის შეკავება შეუძლებელია, თუ მხოლოდ აეროგელს დავეყრდნობით. წარმატებითიზოლირებასითბოს, ჩვენ უნდა გავაერთიანოთ აეროგელი PCM-თან.

ჰიბრიდული მასალის გარდა, ჩვენ ასევე შეგვიძლია ავაშენოთ მრავალშრიანი მასალა სხვადასხვა თბოგამტარობის კოეფიციენტებით სხვადასხვა მიმართულებით. ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ მაღალი თბოგამტარობის მასალა მოდულიდან სითბოს გასატარებლად და თბოიზოლაციის მასალა უჯრედებს შორის დავაყენოთ თერმული გავრცელების შესაზღუდად.

დასკვნა

თერმული გაქცევის კონტროლი რთული საკითხია. ზოგიერთმა მწარმოებელმა გააკეთა გარკვეული გადაწყვეტილებები სითბოს გავრცელების შესაჩერებლად, მაგრამ ისინი კვლავ ეძებენ რაიმე ახალს, რათა შეამცირონ ღირებულება და გავლენა მოახდინოს ენერგიის სიმკვრივეზე. ჩვენ კვლავ ვაკეთებთ ყურადღებას უახლეს კვლევებზე. არ არსებობს"სუპერ მასალა” რომელსაც შეუძლია მთლიანად დაბლოკოს თერმული გაქცევა. საუკეთესო გადაწყვეტილებების მისაღებად საჭიროა მრავალი ექსპერიმენტი.