સીલબંધ ડિઝાઇન શું છે?
ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં લિથિયમ બેટરી પેક રસ્તાની સપાટીથી ઇંચ સુધી બેસે છે, વરસાદ, ખાબોચિયા અને પ્રસંગોપાત પૂર આવતા આંતરછેદના સંપર્કમાં આવે છે. અંદરના કોષો સેંકડો વોલ્ટ પર કાર્ય કરે છે. પાણી અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ભળતા નથી. સીલબંધ ડિઝાઇન તેમને અલગ રાખે છે.
ખ્યાલ પૂરતો સીધો છે: એક બિડાણ બનાવો જે પાણી અને ધૂળને અંદરના કોષો અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સુધી પહોંચતા અટકાવે છે. વ્યવહારમાં, આ હાંસલ કરવા માટે ગાસ્કેટ સામગ્રી, ઉત્પાદન સહિષ્ણુતા અને મુઠ્ઠીભર વિગતો પર ધ્યાન આપવાની જરૂર છે જે ક્ષેત્રમાં કંઈક નિષ્ફળ જાય પછી જ સ્પષ્ટ થાય છે.
મોટાભાગના EV બેટરી પેક IP67 અથવા IP68 રેટિંગ્સ, IEC 60529 માં વ્યાખ્યાયિત ધોરણોને પૂર્ણ કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે. IP67 નો અર્થ છે કે બિડાણ ત્રીસ મિનિટ સુધી એક મીટર પાણીમાં ડૂબીને ટકી શકે છે. IP68 તેને ચોવીસ-કલાક સુધી લંબાવે છે. આ રેટિંગ્સ નવા ઉત્પાદન એકમો પર પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે, પરંતુ વાસ્તવિક પડકાર એ છે કે થર્મલ સાયકલિંગ, વાઇબ્રેશન અને યુવી એક્સપોઝરના આઠ કે દસ વર્ષ દરમિયાન સીલ અખંડિતતા જાળવી રાખવી. એક પેક જે IP67 પહેલા દિવસે પસાર કરે છે તે આઠ વર્ષ સુધી પસાર થઈ શકશે નહીં.
મોટાભાગના પેક પર પ્રાથમિક સીલ એ ઉપલા અને નીચલા બિડાણના ભાગો વચ્ચેનું ઇન્ટરફેસ છે. ઢાંકણ સાથે મોટી એલ્યુમિનિયમ ટ્રેનું ચિત્ર બનાવો. સમાગમની સપાટીઓમાં ફ્લેંજ્સ હોય છે જે તેમની વચ્ચે સેન્ડવિચ કરેલા કોમ્પ્રેસીબલ ગાસ્કેટ સાથે બોલ્ટ કરે છે. જ્યારે બોલ્ટ સજ્જડ થાય છે, ત્યારે ગાસ્કેટ નીચે સ્ક્વીશ થાય છે અને ફ્લેંજ સપાટીઓમાં કોઈપણ અવકાશ ભરે છે.
ગાસ્કેટ કમ્પ્રેશન એ તે ચલોમાંનું એક છે જે સરળ લાગે છે પરંતુ જ્યારે તે શ્રેણીની બહાર જાય છે ત્યારે સમસ્યાઓનું કારણ બને છે. બહુ ઓછું સંકુચિત કરો અને ગાસ્કેટ સપાટીની નાની અનિયમિતતાઓને અનુરૂપ નહીં હોય-પાણી પસાર થવાનો માર્ગ શોધે છે. વધુ પડતું સંકુચિત કરો અને ગાસ્કેટ સામગ્રી સમય જતાં કાયમી ધોરણે વિકૃત થઈ જાય છે, તાપમાનના બદલાવ પછી પાછા આવવાની ક્ષમતા ગુમાવે છે. સામાન્ય લક્ષ્ય ક્યાંક લગભગ ચાલીસ ટકા કમ્પ્રેશન છે, જો કે આ સામગ્રીના પ્રકાર સાથે બદલાય છે.
આમાંનું કંઈ વિચિત્ર એન્જિનિયરિંગ નથી. તે એક પ્રકારનું વિગતવાર કાર્ય છે જે મોટા ભાગના ઉત્પાદન વાહનો પર યોગ્ય રીતે નિયંત્રિત થાય છે અને પછી પ્રસંગોપાત સમાચાર બનાવે છે તે રીતે નિષ્ફળ જાય છે.
કેસ સ્ટડીઝ
2022 ના અંતમાં, જીએમ એ શોધ્યું કે યુરેથેન સીલંટ લાગુ કરવામાં આવે તે પહેલાં બેટરી એન્ક્લોઝર ફ્લેંજ્સ યોગ્ય રીતે પ્રાઈમ કરવામાં આવ્યા ન હતા તે શોધ્યા પછી કેટલાક સો હમર ઈવીને પાછા બોલાવ્યા. સંલગ્નતા નબળી હતી. પાણી થોડા પેકમાં આવી ગયું. વાહન ચલાવતી વખતે વાહનો કાં તો સ્ટાર્ટ થતા નથી અથવા પાવર ગુમાવતા નથી. મેગ્ના, એન્ક્લોઝર સપ્લાયર, તેમના પ્લાન્ટમાં પ્રક્રિયા નિયંત્રણ સમસ્યા હતી. ફિક્સ સીધું હતું-સપાટીને યોગ્ય રીતે પ્રાઈમ કરે છે-પરંતુ રિકોલ હજુ પણ થયું હતું.
તે જ પાનખરમાં, વાવાઝોડાં ઇયાન અને ઇડાલિયાએ સમગ્ર ફ્લોરિડામાં હજારો વાહનોમાં પૂર આવ્યું. કેટલાક ઈલેક્ટ્રીકમાં દિવસો પછી આગ લાગી હતી. ખારું પાણી તાજા પાણી કરતાં ઘણું વધારે વાહક છે, અને જ્યારે તે બેટરીના ઘેરામાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે તે કોષો વચ્ચે અથવા ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ બસ બાર વચ્ચે ટૂંકા-સર્કિટ પાથ બનાવી શકે છે. પરિણામી આગ ગરમ થાય છે અને સરળતાથી ફરી સળગે છે. ફ્લોરિડાના સ્ટેટ ફાયર માર્શલે ભલામણ કરવાનું શરૂ કર્યું કે પૂરથી ભરેલી ઇવીને કોઈપણ સ્ટ્રક્ચરથી પચાસ ફૂટની ઊંચાઈએ પાર્ક કરવી જોઈએ.
આ ઘટનાઓ IP રેટિંગ્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેની મર્યાદા દર્શાવે છે. પ્રમાણભૂત પરીક્ષણો તાજા પાણીનો ઉપયોગ કરે છે. ખારું પાણી અલગ રીતે વર્તે છે. અને ત્રીસ મિનિટ માટે ડૂબવું એ પૂરથી ભરાયેલા પાર્કિંગ ગેરેજમાં રાતોરાત બેસી રહેવા જેવું નથી. વાસ્તવિક-વિશ્વની સ્થિતિ ઘણીવાર પ્રમાણભૂત નિર્દિષ્ટ કરતા વધારે હોય છે.
સીલબંધ બિડાણોને પણ શ્વાસ લેવાની જરૂર છે. તાપમાનના ફેરફારોને કારણે પેકની અંદરની હવા વિસ્તરે છે અને સંકુચિત થાય છે. ઊંચાઈના ફેરફારો અંદર અને બહારના દબાણના તફાવતને બદલે છે. ખરેખર હવાચુસ્ત બિડાણ આખરે સીલ પૉપ કરશે અથવા હાઉસિંગને વિકૃત કરશે. દબાણ રાહત વેન્ટ્સ હાઇડ્રોફોબિક મેમ્બ્રેન-સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને આને હલ કરે છે જે હવા પસાર કરે છે પરંતુ પ્રવાહી પાણીને અવરોધે છે. ગોર-ટેક્સ એ પ્રખ્યાત ગ્રાહક ઉદાહરણ છે; ડોનાલ્ડસન અથવા પોરેક્સ જેવી કંપનીઓના ઔદ્યોગિક સંસ્કરણો બેટરી પેકમાં સમાન કાર્ય કરે છે.
વેન્ટ પોતે જ અન્ય સંભવિત લિક બિંદુ બની જાય છે. ટેસ્લાએ 2025 માં "ફ્લડ પોર્ટ પ્લેન્જર્સ" ને બદલવા માટે અમુક મોડેલ એસ અને મોડલ X વાહનો પર સેવા અભિયાન ચલાવ્યું હતું જે ડૂબકી દરમિયાન પાણીની ઘૂસણખોરી સામે પૂરતા મજબૂત ન હતા. મૂળ ડિઝાઈન જો પાણી અંદર જાય તો તેને બહાર નીકળી જવા દે છે પરંતુ પૂરની ઘટનાઓ દરમિયાન પાણીને પ્રવેશતા પર્યાપ્ત રીતે અવરોધતું નથી.
જીએમ હમરની સ્થિતિને કારણે વેચાણ અને વિતરણમાં વિલંબ-નો ખર્ચ થાય છે. પોર્શ અને ઓડીએ 2023માં ટેકન અને ઇ-ટ્રોન જીટી બેટરીઓ-તેમના સપ્લાયર Dräxlmaier પર સીલંટ સંલગ્નતાની સમસ્યા-લીક પરીક્ષણ અને અસરગ્રસ્ત વાહનો પર સંભવિત બેટરી રિપ્લેસમેન્ટની આવશ્યકતા માટે યાદ કર્યું. રિકોલ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરવાળા મોટા OEM માટે આ વ્યવસ્થાપિત સમસ્યાઓ છે. નાના માટેકસ્ટમ લિથિયમ બેટરી ઉત્પાદકોઔદ્યોગિક અથવા વિશિષ્ટ વાહન એપ્લિકેશનો માટેના પેક બનાવવા, સીલના મુદ્દાઓમાંથી ફીલ્ડ નિષ્ફળતાને શોષવું મુશ્કેલ હોઈ શકે છે.
માર્કેટિંગ સ્પેક્સમાં સીલબંધ ડિઝાઇન દેખાતી નથી. ગ્રાહકો જે રીતે રેન્જ અથવા ચાર્જિંગ સ્પીડની તુલના કરે છે તે રીતે IP67 વિરુદ્ધ IP68 ની સરખામણી કરતા નથી. પરંતુ તે પાયાના છે. એક પેક કે જે લીક થાય છે તે તેની વચનબદ્ધ સેવા જીવનને વિતરિત કરી શકતું નથી. એક પેક જે પૂર પછી નિષ્ફળ જાય છે તે જવાબદારી અને હેડલાઇન્સ પેદા કરે છે. એન્જિનિયરિંગ ગ્લેમરસ નથી, પરંતુ તેને યોગ્ય રીતે મેળવવું તે છે જે બાકીનું બધું કામ કરવા દે છે.
પૅક એન્ક્લોઝર સીલિંગ એ ઘણા ક્ષેત્રોમાંનું એક છે જ્યાં અનુભવી સાથે કામ કરે છેલિથિયમ બેટરી OEM ભાગીદારચૂકવે છે. નિષ્ફળતા મોડ્સ સારી રીતે સમજી શકાય છે. સામગ્રી અને પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ પરિપક્વ છે. જે વિશ્વસનીય પેકને સમસ્યારૂપ પેકથી અલગ કરે છે તે સામાન્ય રીતે અમલીકરણ છે: ઉત્પાદનમાં પ્રક્રિયા નિયંત્રણ, ઘટકો પર ઇનકમિંગ ઇન્સ્પેક્શન, અને માન્યતા પરીક્ષણ કે જે સ્પેક શીટ પરના બૉક્સને ચેક કરવાને બદલે વાસ્તવમાં વાસ્તવિક-વિશ્વ પરિસ્થિતિઓને પ્રતિબિંબિત કરે છે.
