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सक्रिय संतुलन बनाम निष्क्रिय संतुलन

लिथियम बैटरी पैक ऐसे इंजनों की तरह हैं जिनमें रखरखाव की कमी है; एबीएमएससंतुलन फ़ंक्शन के बिना केवल एक डेटा कलेक्टर है और इसे प्रबंधन प्रणाली नहीं माना जा सकता है। सक्रिय और निष्क्रिय संतुलन 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 बीएमएस द्वारा शुरू किए गए संतुलन को सक्रिय संतुलन के रूप में परिभाषित करता है, जबकि संतुलन जो ऊर्जा को विघटित करने के लिए प्रतिरोधों का उपयोग करता है, को निष्क्रिय संतुलन कहा जाता है। सक्रिय संतुलन में ऊर्जा हस्तांतरण शामिल है, जबकि निष्क्रिय संतुलन में ऊर्जा अपव्यय शामिल है।

स्मार्ट बीएमएस

बुनियादी बैटरी पैक डिजाइन सिद्धांत

  • पहली सेल पूरी तरह से चार्ज होने पर चार्ज करना बंद करना चाहिए।
  • पहले सेल के समाप्त होने पर डिस्चार्जिंग समाप्त हो जाना चाहिए।
  • कमजोर कोशिकाएं मजबूत कोशिकाओं की तुलना में तेजी से आयु।
  • -हम सबसे कमजोर चार्ज के साथ सेल अंततः बैटरी पैक को सीमित कर देगा'एस प्रयोग करने योग्य क्षमता (सबसे कमजोर लिंक)।
  • बैटरी पैक के भीतर सिस्टम तापमान ढाल उच्च औसत तापमान पर संचालित कोशिकाओं को कमजोर बनाता है।
  • संतुलन के बिना, सबसे कमजोर और सबसे मजबूत कोशिकाओं के बीच वोल्टेज अंतर प्रत्येक चार्ज और डिस्चार्ज चक्र के साथ बढ़ता है। आखिरकार, एक सेल अधिकतम वोल्टेज पर पहुंच जाएगा, जबकि दूसरा न्यूनतम वोल्टेज के पास है, पैक के चार्ज और डिस्चार्ज क्षमताओं को बाधित करता है।

समय के साथ कोशिकाओं के बेमेल के कारण और स्थापना से तापमान की स्थिति अलग -अलग होने के कारण, सेल संतुलन आवश्यक है।

 लिथियम-आयन बैटरी मुख्य रूप से दो प्रकार के बेमेल का सामना करती हैं: चार्जिंग बेमेल और क्षमता बेमेल। चार्जिंग मिसमैच तब होती है जब समान क्षमता की कोशिकाएं धीरे -धीरे चार्ज में भिन्न होती हैं। क्षमता बेमेल तब होती है जब विभिन्न प्रारंभिक क्षमता वाली कोशिकाओं का उपयोग एक साथ किया जाता है। हालांकि कोशिकाओं को आम तौर पर अच्छी तरह से मिलान किया जाता है यदि वे समान विनिर्माण प्रक्रियाओं के साथ एक ही समय के आसपास उत्पादित होते हैं, तो अज्ञात स्रोतों या महत्वपूर्ण विनिर्माण अंतरों के साथ कोशिकाओं से बेमेल हो सकता है।

 

 

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सक्रिय संतुलन बनाम निष्क्रिय संतुलन

1। उद्देश्य

बैटरी पैक में कई श्रृंखला-जुड़े कोशिकाएं होती हैं, जो समान होने की संभावना नहीं है। बैलेंसिंग यह सुनिश्चित करता है कि सेल वोल्टेज विचलन अपेक्षित सीमाओं के भीतर रखा जाता है, समग्र प्रयोज्य और नियंत्रणीयता को बनाए रखा जाता है, जिससे क्षति और बैटरी जीवन का विस्तार होता है।

2। डिजाइन तुलना

  •    निष्क्रिय संतुलन: आमतौर पर प्रतिरोधक का उपयोग करके उच्च वोल्टेज कोशिकाओं का निर्वहन करता है, अतिरिक्त ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करता है। यह विधि अन्य कोशिकाओं के लिए चार्जिंग समय का विस्तार करती है लेकिन इसमें कम दक्षता 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 का विस्तार करती है। यह आम तौर पर चार्जिंग के दौरान डिस्चार्ज और टॉप बैलेंसिंग रणनीतियों के दौरान बॉटम बैलेंसिंग स्ट्रैटेजीज को नियुक्त करता है।
  •   पेशेवरों और विपक्ष तुलना:  निष्क्रिय संतुलन सरल और सस्ता लेकिन कम कुशल है, क्योंकि यह ऊर्जा को गर्मी के रूप में बर्बाद करता है और इसमें धीमी संतुलन प्रभाव पड़ता है। सक्रिय संतुलन अधिक कुशल है, कोशिकाओं के बीच ऊर्जा को स्थानांतरित करना, जो समग्र उपयोग दक्षता में सुधार करता है और अधिक तेज़ी से संतुलन प्राप्त करता है। हालांकि, इसमें इन प्रणालियों को समर्पित आईसी में एकीकृत करने में चुनौतियों के साथ जटिल संरचनाएं और उच्च लागत शामिल हैं।
सक्रिय संतुलन बी.एम.

निष्कर्ष 

बीएमएस की अवधारणा को शुरू में विदेश में विकसित किया गया था, जिसमें शुरुआती आईसी डिजाइन वोल्टेज और तापमान का पता लगाने पर ध्यान केंद्रित करते थे। संतुलन की अवधारणा को बाद में पेश किया गया था, शुरू में आईसीएस में एकीकृत प्रतिरोधक निर्वहन विधियों का उपयोग किया गया था। यह दृष्टिकोण अब व्यापक है, टीआई, मैक्सिम और रैखिक जैसी कंपनियों के साथ इस तरह के चिप्स का उत्पादन करना, कुछ चिप्स में स्विच ड्राइवरों को एकीकृत करना।

निष्क्रिय संतुलन सिद्धांतों और आरेखों से, यदि एक बैटरी पैक की तुलना एक बैरल से की जाती है, तो कोशिकाएं सीढ़ियों की तरह होती हैं। उच्च ऊर्जा वाली कोशिकाएं लंबे तख्त हैं, और कम ऊर्जा वाले लोग छोटे तख्त हैं। निष्क्रिय संतुलन केवल लंबे तख्तों को "छोटा" करता है, जिसके परिणामस्वरूप बर्बाद ऊर्जा और अक्षमताएं होती हैं। इस विधि की सीमाएं हैं, जिसमें बड़ी क्षमता पैक में महत्वपूर्ण गर्मी अपव्यय और धीमी गति से संतुलन प्रभाव शामिल हैं।

इसके विपरीत, सक्रिय संतुलन, "छोटे तख्तों में भरता है," उच्च-ऊर्जा कोशिकाओं से ऊर्जा को कम-ऊर्जा वाले लोगों में स्थानांतरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च दक्षता और तेज संतुलन प्राप्ति होती है। हालांकि, यह जटिलता और लागत के मुद्दों का परिचय देता है, जिसमें स्विच मैट्रिसेस डिजाइन करने और ड्राइव को नियंत्रित करने में चुनौतियां होती हैं।

ट्रेड-ऑफ को देखते हुए, निष्क्रिय संतुलन अच्छी स्थिरता वाली कोशिकाओं के लिए उपयुक्त हो सकता है, जबकि सक्रिय संतुलन अधिक विसंगतियों वाली कोशिकाओं के लिए बेहतर है।

 


पोस्ट टाइम: अगस्त -27-2024

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