پس منظر

ماڈیول کا تھرمل پھیلاؤ مندرجہ ذیل مراحل کا تجربہ کرتا ہے: سیل تھرمل بدسلوکی کے بعد حرارت کا جمع ہونا، سیل تھرمل رن وے اور پھر ماڈیول تھرمل رن وے۔ایک خلیے سے تھرمل بھاگنا اثر انگیز نہیں ہے۔تاہم، جب گرمی دوسرے خلیات میں پھیلتی ہے، تو پھیلاؤ ایک ڈومینو اثر کا سبب بنے گا، جس سے پورے ماڈیول کے تھرمل رن وے کا باعث بنے گا، جس سے بڑے پیمانے پر توانائی خارج ہوگی۔شکل 1دکھائیںتھرمل رن وے ٹیسٹ کا نتیجہ۔ماڈیول ناقابل برداشت پھیلاؤ کی وجہ سے جل رہا ہے۔

سیل کے اندر حرارت کی چالکتا مختلف سمتوں کے مطابق مختلف ہوگی۔حرارت کی چالکتا کا گتانک سمت میں زیادہ ہوگا۔متوازیسیل کے رول کور کے ساتھ؛جبکہ رول کور کی عمودی سمت میں کم چالکتا ہے۔لہذا خلیوں کے درمیان تھرمل پھیلاؤ اس سے زیادہ تیز ہے جتنا کہ ٹیبز کے ذریعے خلیوں تک ہوتا ہے۔لہذا تبلیغ کو ایک جہتی تبلیغ کے طور پر دیکھا جاسکتا ہے۔چونکہ بیٹری کے ماڈیول زیادہ توانائی کی کثافت کے لیے بنائے گئے ہیں، خلیات کے درمیان جگہ کم ہوتی جا رہی ہے، جس سے تھرمل پھیلاؤ خراب ہو جائے گا۔لہذا، ماڈیول میں گرمی کے پھیلاؤ کو دبانا یا روکنا ایک سمجھا جائے گا۔اثرخطرات کو کم کرنے کا طریقہ 

ماڈیول میں تھرمل رن وے کو دبانے کا طریقہ

ہم تھرمل رن وے کو فعال یا غیر فعال طور پر روک سکتے ہیں۔

فعال دبانے

فعال تھرمل پھیلاؤ کا دباو زیادہ تر تھرمل مینجمنٹ سسٹم پر مبنی ہے، جیسے:

1) ماڈیول کے نیچے یا اندرونی اطراف میں کولنگ پائپ سیٹ کریں، اور کولنگ مائع سے بھریں۔کولنگ مائع کا بہاؤ مؤثر طریقے سے پھیلاؤ کو کم کر سکتا ہے۔

2) ماڈیول کے اوپری حصے پر آگ ختم ہونے والی پائپیں لگائیں۔جب تھرمل بھاگ جاتا ہے تو، بیٹری سے خارج ہونے والی اعلی درجہ حرارت کی گیس پائپوں کو پھیلنے کو دبانے کے لیے بجھانے والے اسپرے کرنے کے لیے متحرک کرے گی۔

تاہم، تھرمل مینجمنٹ کے لیے اضافی اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے زیادہ قیمت اور کم توانائی کی کثافت ہوتی ہے۔اس بات کا بھی امکان ہے کہ نظم و نسق کا نظام مؤثر نہ ہو۔

غیر فعال دباؤ

غیر فعال دباؤ تھرمل رن وے سیلز اور نارمل سیلز کے درمیان adiabatic مواد کے ذریعے پھیلاؤ کو روک کر کام کرتا ہے۔

عام طور پر مواد کو اس میں شامل ہونا چاہئے:

1. کم تھرمل چالکتا.یہ گرمی کے پھیلاؤ کی رفتار کو کم کرنے کے لیے ہے۔
2. اعلی درجہ حرارت مزاحمت.مواد کو اعلی درجہ حرارت میں حل نہیں ہونا چاہئے اور تھرمل مزاحمت کی صلاحیت سے محروم ہونا چاہئے۔
3. کم کثافت.یہ حجم توانائی کی شرح اور بڑے پیمانے پر توانائی کی شرح کے اثر و رسوخ کو کم کرنا ہے۔

مثالی مواد اس دوران گرمی کے پھیلاؤ کو روک سکتا ہے اور ساتھ ہی گرمی کو جذب کر سکتا ہے۔

مواد پر تجزیہ

• ایرجیل

ایرجیل کو "ہلکا ترین حرارت کی موصلیت کا مواد" کا نام دیا گیا ہے۔یہ گرمی کی موصلیت اور وزن کی روشنی میں اچھی طرح سے کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔یہ بیٹری ماڈیول میں تھرمل پھیلاؤ کے تحفظ کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ایروجیل کی بہت سی قسمیں ہیں، جیسے سلکان ڈائی آکسائیڈ ایروجیل، ایروجیل، گلاس فائبر ایرجیل اور پری آکسیڈائزڈ فائبر۔مختلف مواد کی ایرجیل ہیٹ موصلیت پرت کا تھرمل رن وے پر مختلف اثر پڑتا ہے۔اس کی وجہ یہ ہے کہ تھرمل چالکتا کے گتانک کی مختلف قسم، جو اس کی مائیکرو ساخت سے بہت زیادہ تعلق رکھتی ہے۔شکل 2 جلنے سے پہلے اور بعد میں مختلف مواد کی SEM ظاہری شکل دکھاتی ہے۔

تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ اگرچہ فائبر گرمی کی موصلیت قیمت میں کم ہے، لیکن گرمی کے پھیلاؤ کو روکنے کی کارکردگی ایرجیل مواد سے بدتر ہے۔مختلف قسم کے ایرجیل مواد میں، پری آکسیڈائزڈ فائبر ایرجیل بہترین کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے، کیونکہ یہ جلنے کے بعد ساخت کو برقرار رکھتا ہے۔سیرامک ​​فائبر ایرجیل گرمی کی موصلیت میں بھی اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔

• فیز تبدیلی کا مواد

فیز چینج میٹریل اس کی ذخیرہ کرنے والی حرارت کی وجہ سے تھرمل رن وے پروپیگیشن کو دبانے کے لیے بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔موم ایک عام پی سی ایم ہے، مستحکم مرحلے میں تبدیلی کے درجہ حرارت کے ساتھ۔تھرمل کے دورانبھگوڑا، گرمی بڑے پیمانے پر جاری کی جاتی ہے۔لہذا PCM زیادہ ہونا چاہئےکارکردگیگرمی جذب کرنے کا۔تاہم، موم میں حرارت کی چالکتا کم ہوتی ہے، جو گرمی جذب کرنے کو متاثر کرے گی۔اس کی کارکردگی کو فروغ دینے کے لیے، محققین موم کو دوسرے مواد کے ساتھ جوڑنے کی کوشش کرتے ہیں، جیسے دھاتی ذرہ شامل کرنا، پی سی ایم لوڈ کرنے کے لیے دھاتی جھاگ کا استعمال،گریفائٹ، کاربن نینو ٹیوب یا توسیع شدہ گریفائٹ وغیرہ۔ توسیع شدہ گریفائٹ تھرمل بھاگنے کی وجہ سے ہونے والے شعلے کو بھی روک سکتا ہے۔

ہائیڈرو فیلک پولیمر تھرمل رن وے کو روکنے کے لیے PCM کی ایک قسم بھی ہے۔عام ہائیڈرو فیلک پولیمر مواد ہیں: کولائیڈیل سلکان ڈائی آکسائیڈ، سیر شدہ کیلشیم کلورائد محلول،ٹیٹراتھیل فاسفیٹٹیٹرافینائل ہائیڈروجن فاسفیٹ, sاوڈیم پولی کریلیٹوغیرہ

•  ہائبرڈ مواد

اگر ہم صرف ایروجیل پر بھروسہ کرتے ہیں تو تھرمل رن وے کو روکا نہیں جا سکتا۔کامیابی سےموصلگرمی، ہمیں پی سی ایم کے ساتھ ایرجیل کو جوڑنے کی ضرورت ہے۔

ہائبرڈ مٹیریل کے علاوہ، ہم مختلف سمتوں میں مختلف تھرمل چالکتا گتانک کے ساتھ ملٹی لیئر میٹریل بھی بنا سکتے ہیں۔ہم ماڈیول سے گرمی نکالنے کے لیے ہائی تھرمل چالکتا کا مواد استعمال کر سکتے ہیں، اور تھرمل پھیلاؤ کو محدود کرنے کے لیے خلیوں کے درمیان حرارت کی موصلیت کا مواد رکھ سکتے ہیں۔

نتیجہ

تھرمل رن وے پروپیگیشن کو کنٹرول کرنا ایک پیچیدہ موضوع ہے۔کچھ مینوفیکچررز نے گرمی کے پھیلاؤ کو دبانے کے لیے کچھ حل نکالے، لیکن وہ اب بھی کچھ نیا تلاش کر رہے ہیں، تاکہ لاگت کو کم کیا جا سکے اور توانائی کی کثافت پر اثر پڑے۔ہم اب بھی تازہ ترین تحقیق پر توجہ مرکوز کر رہے ہیں۔وہاں نہیں ہے"سپر مواد" جو تھرمل رن وے کو مکمل طور پر روک سکتا ہے۔بہترین حل حاصل کرنے کے لیے بہت سے تجربات کی ضرورت ہوتی ہے۔