सेल बॅलन्सिंगमुळे Po4 बॅटरी पॅकचे आयुष्य कसे वाढते?

जेव्हा उपकरणांना दीर्घकाळ टिकणाऱ्या, उच्च-कार्यक्षमतेची आवश्यकता असतेLifePo4 बॅटरी पॅक, त्यांना प्रत्येक पेशी संतुलित करणे आवश्यक आहे. LifePo4 बॅटरी पॅकला बॅटरी बॅलन्सिंगची आवश्यकता का आहे? LifePo4 बॅटरीजमध्ये ओव्हरव्होल्टेज, अंडरव्होल्टेज, ओव्हरचार्ज आणि डिस्चार्ज करंट, थर्मल रनअवे आणि बॅटरी व्होल्टेज असंतुलन अशा अनेक वैशिष्ट्यांचा समावेश असतो. सर्वात महत्त्वाच्या घटकांपैकी एक म्हणजे सेल असंतुलन, जे कालांतराने पॅकमधील प्रत्येक सेलच्या व्होल्टेजमध्ये बदल करते, ज्यामुळे बॅटरीची क्षमता वेगाने कमी होते. जेव्हा LifePo4 बॅटरी पॅक मालिकेत अनेक सेल वापरण्यासाठी डिझाइन केले जाते, तेव्हा सेल व्होल्टेजचे सातत्याने संतुलन राखण्यासाठी विद्युत वैशिष्ट्ये डिझाइन करणे महत्वाचे आहे. हे केवळ बॅटरी पॅकच्या कामगिरीसाठीच नाही तर जीवनचक्र ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी देखील आहे. सिद्धांताची आवश्यकता अशी आहे की बॅटरी बॅलन्सिंग बॅटरी तयार होण्यापूर्वी आणि नंतर होते आणि बॅटरीची कार्यक्षमता राखण्यासाठी बॅटरीच्या संपूर्ण जीवनचक्रात ते केले पाहिजे! बॅटरी बॅलन्सिंगचा वापर आपल्याला अॅप्लिकेशन्ससाठी उच्च क्षमतेच्या बॅटरी डिझाइन करण्यास अनुमती देतो कारण बॅलन्सिंगमुळे बॅटरीला उच्च चार्ज स्टेट (SOC) प्राप्त होते. तुम्ही अनेक LifePo4 सेल युनिट्सना मालिकेत जोडण्याची कल्पना करू शकता जसे की तुम्ही अनेक स्लेज डॉग्ससह स्लेज ओढत आहात. जर सर्व स्लेज डॉग्स एकाच वेगाने धावत असतील तरच स्लेज जास्तीत जास्त कार्यक्षमतेने ओढता येते. चार स्लेज डॉग्ससह, जर एक स्लेज डॉग हळू धावत असेल, तर इतर तीन स्लेज डॉग्सना देखील त्यांचा वेग कमी करावा लागतो, ज्यामुळे कार्यक्षमता कमी होते आणि जर एक स्लेज डॉग वेगाने धावत असेल, तर ते इतर तीन स्लेज डॉग्सचा भार ओढून स्वतःलाच इजा पोहोचवेल. म्हणून, जेव्हा अनेक LifePo4 सेल्स मालिकेत जोडले जातात, तेव्हा अधिक कार्यक्षम LifePo4 बॅटरी पॅक मिळविण्यासाठी सर्व सेल्सचे व्होल्टेज मूल्य समान असले पाहिजे. नाममात्र LifePo4 बॅटरी फक्त 3.2V वर रेट केली जाते, परंतु मध्येघरगुती ऊर्जा साठवण प्रणाली, पोर्टेबल पॉवर सप्लाय, औद्योगिक, टेलिकॉम, इलेक्ट्रिक वाहन आणि मायक्रोग्रिड अॅप्लिकेशन्स, आपल्याला नाममात्र व्होल्टेजपेक्षा खूप जास्त व्होल्टेजची आवश्यकता असते. अलिकडच्या वर्षांत, रिचार्जेबल LifePo4 बॅटरीजने त्यांचे वजन कमी, उच्च ऊर्जा घनता, दीर्घ आयुष्य, उच्च क्षमता, जलद चार्जिंग, कमी स्व-डिस्चार्ज पातळी आणि पर्यावरणीय मैत्री यामुळे पॉवर बॅटरीज आणि ऊर्जा साठवण प्रणालींमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावली आहे. सेल बॅलन्सिंग हे सुनिश्चित करते की प्रत्येक LifePo4 सेलचा व्होल्टेज आणि क्षमता समान पातळीवर आहे, अन्यथा, LiFePo4 बॅटरी पॅकची श्रेणी आणि आयुष्यमान मोठ्या प्रमाणात कमी होईल आणि बॅटरीची कार्यक्षमता कमी होईल! म्हणून, बॅटरीची गुणवत्ता निश्चित करण्यासाठी LifePo4 सेल बॅलन्स हा सर्वात महत्वाचा घटक आहे. ऑपरेशन दरम्यान, थोडा व्होल्टेज गॅप निर्माण होईल, परंतु आपण सेल बॅलन्सिंगद्वारे ते स्वीकार्य श्रेणीत ठेवू शकतो. बॅलन्सिंग दरम्यान, उच्च क्षमतेच्या पेशी पूर्ण चार्ज/डिस्चार्ज चक्रातून जातात. सेल बॅलन्सिंगशिवाय, सर्वात कमी क्षमता असलेला सेल एक कमकुवत बिंदू असतो. सेल बॅलन्सिंग हे बीएमएसच्या मुख्य कार्यांपैकी एक आहे, तसेच तापमान निरीक्षण, चार्जिंग आणि पॅक लाइफ वाढवण्यास मदत करणारी इतर कार्ये देखील आहेत. बॅटरी बॅलन्सिंगची इतर कारणे: LifePo4 बॅटरी pcak अपूर्ण ऊर्जा वापर बॅटरी ज्यासाठी डिझाइन केलेली आहे त्यापेक्षा जास्त विद्युत प्रवाह शोषून घेणे किंवा बॅटरी कमी करणे यामुळे बॅटरी अकाली बिघाड होण्याची शक्यता जास्त असते. जेव्हा LifePo4 बॅटरी पॅक डिस्चार्ज होत असतो, तेव्हा कमकुवत पेशी निरोगी पेशींपेक्षा वेगाने डिस्चार्ज होतात आणि ते इतर पेशींपेक्षा कमीत कमी व्होल्टेजपर्यंत जलद पोहोचतात. जेव्हा सेल किमान व्होल्टेजपर्यंत पोहोचतो तेव्हा संपूर्ण बॅटरी पॅक देखील लोडपासून डिस्कनेक्ट होतो. यामुळे बॅटरी पॅक उर्जेची न वापरलेली क्षमता कमी होते. पेशींचा ऱ्हास जेव्हा LifePo4 सेल थोडा जास्त चार्ज केला जातो तेव्हा त्याची प्रभावीता कमी होते आणि सेलची आयुष्यमान देखील कमी होते. उदाहरणार्थ, चार्जिंग व्होल्टेज 3.2V वरून 3.25V पर्यंत थोडीशी वाढ केल्याने बॅटरी 30% वेगाने खराब होईल. म्हणून जर सेल बॅलन्सिंग अचूक नसेल तर कमी जास्त चार्जिंगमुळे बॅटरीचे आयुष्यमान कमी होईल. सेल पॅकचे अपूर्ण चार्जिंग LifePo4 बॅटरीचे बिल ०.५ ते १.० च्या दरम्यान सतत चालू दराने केले जाते. पूर्णपणे बिल केल्यानंतर चार्जिंग वाढल्याने LifePo4 बॅटरी व्होल्टेज वाढते आणि परिणामी ते कमी होते. अनुक्रमे ८५ Ah, ८६ Ah आणि ८७ Ah आणि १०० टक्के SoC असलेल्या तीन सेलचा विचार करा आणि सर्व सेल नंतर सोडले जातात आणि त्यांचे SoC कमी होते. तुम्हाला लवकरच कळेल की सेल १ ची क्षमता सर्वात कमी असल्याने तो सर्वात आधी वीज संपवतो. जेव्हा सेल पॅकवर वीज टाकली जाते आणि पेशींमधून तीच वीज वाहते, तेव्हा पुन्हा एकदा, सेल १ चार्जिंग दरम्यान मागे लटकतो आणि इतर दोन पेशी पूर्णपणे चार्ज झाल्यामुळे तो पूर्णपणे चार्ज झालेला मानला जाऊ शकतो. याचा अर्थ असा की सेल १ मध्ये सेलच्या स्वयं-गरमतेमुळे कमी क्युलोमेट्रिक कार्यक्षमता (CE) असते ज्यामुळे सेल असमानता निर्माण होते. थर्मल रनअवे सर्वात भयानक गोष्ट म्हणजे थर्मल रनअवे. जसे आपण समजतोलिथियम पेशीजास्त चार्जिंग आणि जास्त डिस्चार्जिंगसाठी ते खूप संवेदनशील असतात. ४ सेल्सच्या पॅकमध्ये जर एक सेल ३.५ व्ही असेल तर दुसरा ३.२ व्ही असेल तर चार्ज सर्व सेल्सना एकत्रितपणे बिल करेल कारण ते मालिकेत आहेत आणि ते ३.५ व्ही सेलला शिफारस केलेल्या व्होल्टेजपेक्षा जास्त बिल करेल कारण इतर बॅटरीजना अजूनही चार्जिंगची आवश्यकता आहे. यामुळे जेव्हा अंतर्गत उष्णता निर्मितीचा दर उष्णता सोडण्याच्या दरापेक्षा जास्त होतो तेव्हा थर्मल रनअवे होतो. यामुळे LifePo4 बॅटरी पॅक थर्मली अनियंत्रित होतो. बॅटरी पॅकमध्ये सेल असंतुलित होण्याचे कारण काय आहे? आता आपल्याला समजले आहे की बॅटरी पॅकमध्ये सर्व पेशी संतुलित ठेवणे का आवश्यक आहे. परंतु या समस्येचे योग्य निराकरण करण्यासाठी आपल्याला प्रथमच पेशी असंतुलित का होतात हे जाणून घेतले पाहिजे. आधी सांगितल्याप्रमाणे, जेव्हा पेशींना मालिकेत ठेवून बॅटरी पॅक तयार केला जातो तेव्हा सर्व पेशी समान व्होल्टेज पातळीत राहतील याची खात्री केली जाते. म्हणून नवीन बॅटरी पॅकमध्ये नेहमीच संतुलित पेशी असतील. परंतु पॅक वापरात आणला जात असताना, खालील घटकांमुळे पेशी संतुलित होतात. एसओसी विसंगती सेलचा SOC मोजणे गुंतागुंतीचे आहे; म्हणून बॅटरीमधील विशिष्ट पेशींचा SOC मोजणे खूप गुंतागुंतीचे आहे. एक इष्टतम सेल हार्मोनायझिंग पद्धत समान व्होल्टेज (OCV) अंशांऐवजी त्याच SOC च्या पेशींशी जुळली पाहिजे. परंतु पॅक बनवताना केवळ व्होल्टेजच्या अटींवर पेशी जुळवणे जवळजवळ शक्य नसल्यामुळे, SOC मधील प्रकारामुळे योग्य वेळी OCV मध्ये बदल होऊ शकतो. अंतर्गत प्रतिकार प्रकार समान अंतर्गत प्रतिकार (IR) असलेल्या पेशी शोधणे अत्यंत कठीण आहे आणि बॅटरीचे वय जसजसे वाढत जाते तसतसे सेलचा IR देखील बदलतो आणि म्हणूनच बॅटरी पॅकमध्ये सर्व पेशींमध्ये सारखा IR नसतो. जसे आपण समजतो तसे IR सेलच्या अंतर्गत असंवेदनशीलतेत भर घालतो जे सेलमधून प्रवाहित होणारा विद्युत प्रवाह निश्चित करते. IR मध्ये बदल झाल्यामुळे सेलमधून विद्युत प्रवाह येतो आणि त्याचा व्होल्टेज देखील बदलतो. तापमान पातळी सेलची बिलिंग आणि रिलीजिंग क्षमता देखील त्याच्या सभोवतालच्या तापमानावर अवलंबून असते. ईव्ही किंवा सोलर अॅरे सारख्या महत्त्वाच्या बॅटरी पॅकमध्ये, सेल एका कचरा क्षेत्रावर वितरित केले जातात आणि पॅकमध्येच तापमानाचा फरक असू शकतो ज्यामुळे एक सेल उर्वरित पेशींपेक्षा वेगाने चार्ज किंवा डिस्चार्ज होतो ज्यामुळे असमानता निर्माण होते. वरील बाबींवरून, हे स्पष्ट होते की आपण संपूर्ण प्रक्रियेदरम्यान पेशींना असंतुलित होण्यापासून रोखू शकत नाही. म्हणून, एकमेव उपाय म्हणजे बाह्य प्रणालीचा वापर करणे ज्यामुळे पेशी असंतुलित झाल्यानंतर पुन्हा संतुलित होतात. या प्रणालीला बॅटरी बॅलन्सिंग सिस्टम म्हणतात. LiFePo4 बॅटरी पॅक बॅलन्स कसा मिळवायचा? बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली (BMS) साधारणपणे LiFePo4 बॅटरी पॅक स्वतःहून बॅटरी बॅलन्सिंग साध्य करू शकत नाही, ते याद्वारे साध्य केले जाऊ शकतेबॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली(BMS). बॅटरी उत्पादक या BMS बोर्डवर बॅटरी बॅलन्सिंग फंक्शन आणि चार्ज ओव्हर व्होल्टेज प्रोटेक्शन, SOC इंडिकेटर, ओव्हर टेम्परेचर अलार्म/प्रोटेक्सन इत्यादी इतर प्रोटेक्शन फंक्शन्स एकत्रित करेल. बॅलन्सिंग फंक्शनसह लिथियम-आयन बॅटरी चार्जर "बॅलन्स बॅटरी चार्जर" म्हणूनही ओळखले जाणारे, चार्जर वेगवेगळ्या स्ट्रिंग काउंटसह (उदा. १~६S) वेगवेगळ्या बॅटरींना समर्थन देण्यासाठी बॅलन्स फंक्शन एकत्रित करते. तुमच्या बॅटरीमध्ये BMS बोर्ड नसला तरीही, बॅलन्सिंग साध्य करण्यासाठी तुम्ही तुमची Li-ion बॅटरी या बॅटरी चार्जरने चार्ज करू शकता. बॅलन्सिंग बोर्ड जेव्हा तुम्ही बॅलन्स्ड बॅटरी चार्जर वापरता, तेव्हा बॅलन्सिंग बोर्डमधून विशिष्ट सॉकेट निवडून तुम्ही चार्जर आणि तुमची बॅटरी बॅलन्सिंग बोर्डशी जोडली पाहिजे. प्रोटेक्शन सर्किट मॉड्यूल (पीसीएम) PCM बोर्ड हा एक इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड आहे जो LiFePo4 बॅटरी पॅकशी जोडलेला असतो आणि त्याचे मुख्य कार्य बॅटरी आणि वापरकर्त्याला खराब होण्यापासून वाचवणे आहे. सुरक्षित वापर सुनिश्चित करण्यासाठी, LiFePo4 बॅटरी अतिशय कठोर व्होल्टेज पॅरामीटर्स अंतर्गत चालली पाहिजे. बॅटरी उत्पादक आणि रसायनशास्त्रानुसार, हे व्होल्टेज पॅरामीटर डिस्चार्ज केलेल्या बॅटरीसाठी प्रति सेल 3.2 V आणि रिचार्जेबल बॅटरीसाठी प्रति सेल 3.65 V दरम्यान बदलते. PCM बोर्ड या व्होल्टेज पॅरामीटर्सचे निरीक्षण करतो आणि जर ते ओलांडले गेले तर बॅटरी लोड किंवा चार्जरपासून डिस्कनेक्ट करतो. एकाच LiFePo4 बॅटरी किंवा समांतर जोडलेल्या अनेक LiFePo4 बॅटरीच्या बाबतीत, हे सहजपणे साध्य होते कारण PCM बोर्ड वैयक्तिक व्होल्टेजचे निरीक्षण करतो. तथापि, जेव्हा अनेक बॅटरी मालिकेत जोडल्या जातात, तेव्हा PCM बोर्डने प्रत्येक बॅटरीच्या व्होल्टेजचे निरीक्षण केले पाहिजे. बॅटरी बॅलन्सिंगचे प्रकार LiFePo4 बॅटरी पॅकसाठी विविध बॅटरी बॅलन्सिंग अल्गोरिदम विकसित केले गेले आहेत. बॅटरी व्होल्टेज आणि SOC वर आधारित ते निष्क्रिय आणि सक्रिय बॅटरी बॅलन्सिंग पद्धतींमध्ये विभागले गेले आहे. निष्क्रिय बॅटरी बॅलन्सिंग निष्क्रिय बॅटरी बॅलन्सिंग तंत्र पूर्णपणे ऊर्जावान LiFePo4 बॅटरीपासून प्रतिरोधक घटकांद्वारे अतिरिक्त चार्ज वेगळे करते आणि सर्व पेशींना सर्वात कमी LiFePo4 बॅटरी चार्जइतकेच चार्ज देते. हे तंत्र अधिक विश्वासार्ह आहे आणि कमी घटकांचा वापर करते, त्यामुळे एकूण सिस्टम खर्च कमी होतो. तथापि, तंत्रज्ञानामुळे सिस्टमची कार्यक्षमता कमी होते कारण ऊर्जा उष्णतेच्या स्वरूपात विरघळते ज्यामुळे ऊर्जा नुकसान होते. म्हणून, हे तंत्रज्ञान कमी पॉवर अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे. सक्रिय बॅटरी बॅलन्सिंग सक्रिय चार्ज बॅलन्सिंग हे LiFePo4 बॅटरीशी संबंधित आव्हानांवर उपाय आहे. सक्रिय सेल बॅलन्सिंग तंत्र उच्च उर्जेच्या LiFePo4 बॅटरीमधून चार्ज डिस्चार्ज करते आणि ते कमी उर्जेच्या LiFePo4 बॅटरीमध्ये स्थानांतरित करते. निष्क्रिय सेल बॅलन्सिंग तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, हे तंत्र LiFePo4 बॅटरी मॉड्यूलमध्ये ऊर्जा वाचवते, त्यामुळे सिस्टमची कार्यक्षमता वाढते आणि LiFePo4 बॅटरी पॅक सेल्समध्ये संतुलन राखण्यासाठी कमी वेळ लागतो, ज्यामुळे उच्च चार्जिंग करंट होतात. LiFePo4 बॅटरी पॅक विश्रांतीच्या स्थितीत असतानाही, अगदी परिपूर्णपणे जुळणाऱ्या LiFePo4 बॅटरी वेगवेगळ्या दरांनी चार्ज गमावतात कारण तापमान ग्रेडियंटवर अवलंबून स्व-डिस्चार्जचा दर बदलतो: बॅटरी तापमानात 10°C वाढ आधीच स्व-डिस्चार्जचा दर दुप्पट करते. तथापि, सक्रिय चार्ज बॅलन्सिंग पेशींना संतुलन पुनर्संचयित करू शकते, जरी ते विश्रांतीच्या स्थितीत असले तरीही. तथापि, या तंत्रात जटिल सर्किटरी आहे, ज्यामुळे एकूण सिस्टम खर्च वाढतो. म्हणून, सक्रिय सेल बॅलन्सिंग उच्च पॉवर अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे. कॅपेसिटर, इंडक्टर/ट्रान्सफॉर्मर आणि इलेक्ट्रॉनिक कन्व्हर्टर सारख्या ऊर्जा साठवण घटकांनुसार वर्गीकृत विविध सक्रिय बॅलन्सिंग सर्किट टोपोलॉजीज आहेत. एकंदरीत, सक्रिय बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली LiFePo4 बॅटरी पॅकची एकूण किंमत कमी करते कारण LiFePo4 बॅटरीमध्ये पसरणे आणि असमान वृद्धत्वाची भरपाई करण्यासाठी सेल्सचा आकार वाढवणे आवश्यक नसते. जुन्या सेल्सना नवीन सेल्सने बदलले जाते तेव्हा सक्रिय बॅटरी व्यवस्थापन महत्त्वाचे बनते आणि LiFePo4 बॅटरी पॅकमध्ये लक्षणीय फरक असतो. सक्रिय बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली LiFePo4 बॅटरी पॅकमध्ये मोठ्या पॅरामीटर फरकांसह सेल्स स्थापित करणे शक्य करतात, त्यामुळे उत्पादन उत्पादन वाढते तर वॉरंटी आणि देखभाल खर्च कमी होतो. म्हणूनच, सक्रिय बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली बॅटरी पॅकची कार्यक्षमता, विश्वासार्हता आणि सुरक्षिततेला फायदा देतात, तसेच खर्च कमी करण्यास मदत करतात. सारांश द्या सेल व्होल्टेज ड्रिफ्टचे परिणाम कमी करण्यासाठी, असंतुलन योग्यरित्या नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. कोणत्याही बॅलन्सिंग सोल्यूशनचे उद्दिष्ट LiFePo4 बॅटरी पॅकला त्याच्या इच्छित कामगिरीच्या पातळीवर कार्य करण्यास अनुमती देणे आणि त्याची उपलब्ध क्षमता वाढवणे आहे. बॅटरी बॅलन्सिंग केवळ कामगिरी सुधारण्यासाठी महत्त्वाचे नाही तरबॅटरीचे जीवनचक्र, ते LiFePo4 बॅटरी पॅकमध्ये सुरक्षितता घटक देखील जोडते. बॅटरी सुरक्षितता सुधारण्यासाठी आणि बॅटरीचे आयुष्य वाढवण्यासाठी उदयोन्मुख तंत्रज्ञानांपैकी एक. नवीन बॅटरी बॅलन्सिंग तंत्रज्ञान वैयक्तिक LiFePo4 सेलसाठी आवश्यक असलेल्या बॅलन्सिंगच्या प्रमाणात ट्रॅक करते, ते LiFePo4 बॅटरी पॅकचे आयुष्य वाढवते आणि एकूण बॅटरी सुरक्षितता वाढवते.