लिथियम बैटरी पैक इंजन की तरह होते हैं जिनका रखरखाव नहीं होता;बीएमएसबिना बैलेंसिंग फ़ंक्शन के यह सिर्फ़ डेटा कलेक्टर है और इसे प्रबंधन प्रणाली नहीं माना जा सकता। सक्रिय और निष्क्रिय बैलेंसिंग दोनों का उद्देश्य बैटरी पैक के भीतर विसंगतियों को खत्म करना है, लेकिन उनके कार्यान्वयन सिद्धांत मौलिक रूप से अलग हैं।
स्पष्टता के लिए, यह लेख एल्गोरिदम के माध्यम से BMS द्वारा शुरू किए गए संतुलन को सक्रिय संतुलन के रूप में परिभाषित करता है, जबकि ऊर्जा को नष्ट करने के लिए प्रतिरोधों का उपयोग करने वाले संतुलन को निष्क्रिय संतुलन कहा जाता है। सक्रिय संतुलन में ऊर्जा हस्तांतरण शामिल है, जबकि निष्क्रिय संतुलन में ऊर्जा अपव्यय शामिल है।
बुनियादी बैटरी पैक डिजाइन सिद्धांत
- जब पहला सेल पूरी तरह चार्ज हो जाए तो चार्जिंग बंद कर देनी चाहिए।
- पहला सेल समाप्त होने पर डिस्चार्जिंग समाप्त हो जाना चाहिए।
- कमजोर कोशिकाएं मजबूत कोशिकाओं की तुलना में तेजी से बूढ़ी होती हैं।
- -सबसे कम चार्ज वाला सेल अंततः बैटरी पैक को सीमित कर देगा'इसकी प्रयोज्य क्षमता (सबसे कमजोर कड़ी)
- बैटरी पैक के भीतर सिस्टम तापमान प्रवणता, उच्च औसत तापमान पर संचालित सेलों को कमजोर बना देती है।
- संतुलन के बिना, सबसे कमज़ोर और सबसे मज़बूत सेल के बीच वोल्टेज का अंतर प्रत्येक चार्ज और डिस्चार्ज चक्र के साथ बढ़ता जाता है। अंततः, एक सेल अधिकतम वोल्टेज के करीब पहुँच जाएगा जबकि दूसरा न्यूनतम वोल्टेज के करीब पहुँच जाएगा, जिससे पैक की चार्ज और डिस्चार्ज क्षमता बाधित होगी।
समय के साथ कोशिकाओं के बेमेल होने तथा स्थापना के समय से लेकर तापमान की बदलती परिस्थितियों के कारण, कोशिकाओं का संतुलन आवश्यक है।
लिथियम-आयन बैटरियों को मुख्य रूप से दो प्रकार के बेमेल का सामना करना पड़ता है: चार्जिंग बेमेल और क्षमता बेमेल। चार्जिंग बेमेल तब होता है जब एक ही क्षमता वाले सेल धीरे-धीरे चार्ज में भिन्न होते हैं। क्षमता बेमेल तब होता है जब अलग-अलग प्रारंभिक क्षमता वाले सेल एक साथ उपयोग किए जाते हैं। हालाँकि सेल आम तौर पर अच्छी तरह से मेल खाते हैं यदि वे समान विनिर्माण प्रक्रियाओं के साथ एक ही समय के आसपास उत्पादित होते हैं, लेकिन बेमेल अज्ञात स्रोतों या महत्वपूर्ण विनिर्माण अंतर वाले सेल से उत्पन्न हो सकते हैं।
सक्रिय संतुलन बनाम निष्क्रिय संतुलन
1. उद्देश्य
बैटरी पैक में कई श्रृंखला-जुड़े सेल होते हैं, जो एक जैसे होने की संभावना नहीं है। संतुलन सुनिश्चित करता है कि सेल वोल्टेज विचलन अपेक्षित सीमाओं के भीतर रखा जाता है, जिससे समग्र प्रयोज्यता और नियंत्रणीयता बनी रहती है, जिससे क्षति को रोका जा सकता है और बैटरी का जीवन बढ़ाया जा सकता है।
2. डिज़ाइन तुलना
- निष्क्रिय संतुलन: आम तौर पर प्रतिरोधकों का उपयोग करके उच्च वोल्टेज कोशिकाओं को डिस्चार्ज किया जाता है, अतिरिक्त ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित किया जाता है। यह विधि अन्य कोशिकाओं के लिए चार्जिंग समय बढ़ाती है लेकिन इसकी दक्षता कम होती है।
- सक्रिय संतुलन: एक जटिल तकनीक जो चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों के दौरान कोशिकाओं के भीतर चार्ज को पुनर्वितरित करती है, चार्जिंग समय को कम करती है और डिस्चार्ज अवधि को बढ़ाती है। यह आम तौर पर डिस्चार्ज के दौरान नीचे संतुलन रणनीतियों और चार्जिंग के दौरान शीर्ष संतुलन रणनीतियों को नियोजित करता है।
- पक्ष और विपक्ष तुलना: निष्क्रिय संतुलन सरल और सस्ता है, लेकिन कम कुशल है, क्योंकि यह ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में बर्बाद करता है और इसका संतुलन प्रभाव धीमा होता है। सक्रिय संतुलन अधिक कुशल है, यह कोशिकाओं के बीच ऊर्जा स्थानांतरित करता है, जिससे समग्र उपयोग दक्षता में सुधार होता है और संतुलन अधिक तेज़ी से प्राप्त होता है। हालाँकि, इसमें जटिल संरचनाएँ और उच्च लागत शामिल है, इन प्रणालियों को समर्पित IC में एकीकृत करने में चुनौतियाँ हैं।
निष्कर्ष
बीएमएस की अवधारणा शुरू में विदेश में विकसित की गई थी, जिसमें शुरुआती आईसी डिजाइन वोल्टेज और तापमान का पता लगाने पर ध्यान केंद्रित करते थे। संतुलन की अवधारणा बाद में शुरू की गई थी, शुरू में आईसी में एकीकृत प्रतिरोधक निर्वहन विधियों का उपयोग किया गया था। यह दृष्टिकोण अब व्यापक है, टीआई, मैक्सिम और लीनियर जैसी कंपनियां ऐसे चिप्स का उत्पादन करती हैं, कुछ चिप्स में स्विच ड्राइवर एकीकृत करती हैं।
निष्क्रिय संतुलन सिद्धांतों और आरेखों से, यदि बैटरी पैक की तुलना बैरल से की जाए, तो सेल डंडे की तरह होते हैं। उच्च ऊर्जा वाले सेल लंबे तख्ते होते हैं, और कम ऊर्जा वाले छोटे तख्ते होते हैं। निष्क्रिय संतुलन केवल लंबे तख्तों को "छोटा" करता है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा की बर्बादी और अक्षमता होती है। इस विधि की सीमाएँ हैं, जिसमें बड़ी क्षमता वाले पैक में महत्वपूर्ण गर्मी अपव्यय और धीमी संतुलन प्रभाव शामिल हैं।
इसके विपरीत, सक्रिय संतुलन, "छोटे तख्तों को भरता है," उच्च-ऊर्जा कोशिकाओं से ऊर्जा को कम-ऊर्जा वाले में स्थानांतरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च दक्षता और त्वरित संतुलन प्राप्ति होती है। हालाँकि, यह जटिलता और लागत के मुद्दों को पेश करता है, जिसमें स्विच मैट्रिसेस को डिज़ाइन करने और ड्राइव को नियंत्रित करने में चुनौतियाँ शामिल हैं।
व्यापार-नापसंद को देखते हुए, निष्क्रिय संतुलन अच्छी संगति वाले सेलों के लिए उपयुक्त हो सकता है, जबकि सक्रिय संतुलन अधिक विसंगतियों वाले सेलों के लिए बेहतर है।
पोस्ट करने का समय: अगस्त-27-2024
