Lifepo4 कोशिकाओं को संतुलित करना क्यों मायने रखता है?

जब एक लिथियम बैटरी पैक श्रृंखला में कई कोशिकाओं का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया है, सेल वोल्टेज को लगातार संतुलित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक सुविधाओं को डिज़ाइन करना बहुत महत्वपूर्ण है।यह न केवल बैटरी पैक के प्रदर्शन के लिए बल्कि इष्टतम जीवन चक्र के लिए भी है।

सेल बैलेंसिंग का उपयोग हमें किसी एप्लिकेशन के लिए बड़ी क्षमता वाली बैटरी डिजाइन करने में सक्षम बनाता है क्योंकि बैलेंसिंग बैटरी को चार्ज की उच्च स्थिति (SOC) प्राप्त करने की अनुमति देता है।बहुत सारी कंपनियां लागत कम करने के लिए अपने डिजाइन की शुरुआत में सेल बैलेंसिंग का उपयोग नहीं करने का विकल्प चुनती हैं, लेकिन सेल बैलेंसिंग हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर में निवेश के बिना, डिजाइन एसओसी को 100 प्रतिशत तक पहुंचने की अनुमति नहीं देता है।

बैटरी के निर्माण से पहले, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि सभी LiFePO4 सेल वोल्टेज और आंतरिक प्रतिरोध में मिलान और अक्षमता रेटिंग में हों - और उन्हें निर्माण के बाद भी संतुलित किया जाना चाहिए।

सेल संतुलन क्या है?

सेल संतुलन कोशिकाओं के बीच वोल्टेज और आवेश की स्थिति को बराबर करने की प्रक्रिया है जब वे पूर्ण आवेश पर होते हैं।कोई भी दो कोशिकाएँ एक जैसी नहीं होती हैं।चार्ज की स्थिति, स्व-निर्वहन दर, क्षमता, प्रतिबाधा और तापमान विशेषताओं में हमेशा मामूली अंतर होता है।यह तब भी सच है जब सेल एक ही मॉडल, एक ही निर्माता और एक ही प्रोडक्शन लॉट हों।निर्माता समान वोल्टेज द्वारा कोशिकाओं को जितना संभव हो उतना करीब मिलान करने के लिए सॉर्ट करेंगे, लेकिन व्यक्तिगत कोशिकाओं की प्रतिबाधा, क्षमता और स्व-निर्वहन दर में अभी भी मामूली बदलाव हैं जो अंततः समय के साथ वोल्टेज में विचलन का कारण बन सकते हैं।

LifePO4 कोशिकाओं को संतुलित करना

LiFePO4 बैटरी पैक (या किसी भी लिथियम बैटरी पैक) में एक संतुलित सर्किट, सुरक्षात्मक सर्किट मॉड्यूल (पीसीएम), या के साथ एक सर्किट बोर्ड होता है बैटरी प्रबंधन सर्किट (बीएमएस) बोर्ड जो बैटरी और उसके सेल पर नज़र रखता है, इस ब्लॉग को और पढ़ें स्मार्ट लिथियम सर्किट सुरक्षा के बारे में जानकारी .बैलेंसिंग सर्किट वाली बैटरी में, सर्किट केवल हार्डवेयर के साथ बैटरी में अलग-अलग सेल के वोल्टेज को संतुलित करता है जब बैटरी 100% एसओसी तक पहुंचती है, लिथियम आयरन फॉस्फेट के लिए उद्योग मानक 3.6-वोल्ट के सेल वोल्टेज से ऊपर संतुलन होता है।एक पीसीएम या बीएमएस में, संतुलन भी आमतौर पर हार्डवेयर द्वारा बनाए रखा जाता है, हालांकि, सर्किटरी के भीतर अतिरिक्त सुरक्षा या प्रबंधन क्षमताएं होती हैं जो बैटरी की सुरक्षा करती हैं जो एक संतुलित सर्किट से परे होती हैं, जैसे कि बैटरी चार्ज/डिस्चार्ज करंट को सीमित करना।

SLA बैटरी पैक की निगरानी लिथियम की तरह नहीं की जाती है, इसलिए वे उसी तरह संतुलित नहीं होते हैं।बैटरी को सामान्य से थोड़े अधिक वोल्टेज के साथ चार्ज करके एक SLA बैटरी को संतुलित किया जाता है।चूंकि बैटरी में कोई आंतरिक निगरानी नहीं होती है, इसलिए थर्मल पलायन को रोकने के लिए हाइड्रोमीटर या व्यक्ति नामक बाहरी उपकरण द्वारा इसकी निगरानी करने की आवश्यकता होगी।यह स्वचालित रूप से नहीं किया जाता है लेकिन आमतौर पर नियमित रखरखाव कार्यक्रम में किया जाता है।

संतुलन LifePO4 सेल तकनीक

सेल संतुलन का मौलिक समाधान कोशिकाओं के बीच वोल्टेज और आवेश की स्थिति को बराबर करता है जब वे पूरी तरह से चार्ज अवस्था में होते हैं।सेल संतुलन को आमतौर पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है:

निष्क्रिय

● सक्रिय

● निष्क्रिय सेल संतुलन

निष्क्रिय सेल संतुलन विधि कुछ सरल और सीधी है।एक क्षयकारी बाईपास मार्ग के माध्यम से कोशिकाओं का निर्वहन करें।यह बायपास एकीकृत सर्किट (आईसी) के लिए या तो एकीकृत या बाहरी हो सकता है।कम लागत वाले सिस्टम अनुप्रयोगों में ऐसा दृष्टिकोण अनुकूल है।तथ्य यह है कि उच्च ऊर्जा सेल से 100% अतिरिक्त ऊर्जा नष्ट हो जाती है क्योंकि गर्मी निष्क्रिय विधि को डिस्चार्ज के दौरान उपयोग करने के लिए कम बेहतर बनाती है क्योंकि बैटरी चलने के समय पर स्पष्ट प्रभाव पड़ता है।

सक्रिय संतुलन LifePO4 सेल

सक्रिय सेल संतुलन, जो बैटरी कोशिकाओं के बीच चार्ज ट्रांसफर करने के लिए कैपेसिटिव या इंडक्टिव चार्ज शटरिंग का उपयोग करता है, काफी अधिक कुशल है क्योंकि ऊर्जा को ब्लीड होने के बजाय जहां जरूरत होती है वहां स्थानांतरित किया जाता है।बेशक, इस बेहतर दक्षता के लिए व्यापार-बंद उच्च लागत पर अतिरिक्त घटकों की आवश्यकता है।

बैटरी पैक के लिए उचित सेल संतुलन क्यों आवश्यक है

में LiFePO4 बैटरी , जैसे ही सबसे कम वोल्टेज वाला सेल BMS या PCM द्वारा निर्दिष्ट डिस्चार्ज वोल्टेज कट ऑफ से टकराता है, यह पूरी बैटरी को बंद कर देगा।यदि डिस्चार्ज के दौरान सेल असंतुलित थे, तो इसका मतलब यह हो सकता है कि कुछ सेल में अप्रयुक्त ऊर्जा है और बैटरी वास्तव में "खाली" नहीं है।इसी तरह, यदि चार्ज करते समय सेल संतुलित नहीं होते हैं, तो जैसे ही उच्चतम वोल्टेज वाला सेल कट-ऑफ वोल्टेज तक पहुंचता है, चार्जिंग बाधित हो जाएगी, और सभी LiFePO4 सेल पूरी तरह से चार्ज नहीं होंगे, और बैटरी नहीं होगी या।

इसमें इतना बुरा क्या है?शुरू करने के लिए, एक असंतुलित बैटरी की क्षमता कम होगी और बैटरी स्तर पर उच्च कट-ऑफ वोल्टेज होगा।इसके अतिरिक्त, असंतुलित बैटरी को लगातार चार्ज और डिस्चार्ज करना समय के साथ इसे और बढ़ा देगा।LiFePO4 कोशिकाओं का अपेक्षाकृत रेखीय निर्वहन प्रोफ़ाइल यह तेजी से महत्वपूर्ण बनाता है कि सभी कोशिकाओं का मिलान और संतुलित किया जाता है - सेल वोल्टेज के बीच अंतर जितना अधिक होगा, प्राप्त करने योग्य क्षमता उतनी ही कम होगी।

सिद्धांत यह है कि संतुलित कोशिकाएं सभी एक ही दर पर डिस्चार्ज होती हैं, और इसलिए हर बार एक ही वोल्टेज पर कट-ऑफ होती हैं।यह हमेशा सच नहीं होता है, इसलिए बैलेंसिंग सर्किट (या पीसीएम/बीएमएस) होने से यह सुनिश्चित होता है कि चार्ज करने पर, बैटरी की डिजाइन क्षमता को बनाए रखने और पूरी तरह चार्ज होने के लिए बैटरी सेल पूरी तरह से संतुलित हो सकते हैं।उचित रखरखाव आपके लिथियम बैटरी से पूर्ण जीवन काल प्राप्त करने की कुंजी है, और सेल संतुलन इसका एक बड़ा हिस्सा है।

सारांश

सेल संतुलन न केवल बैटरी के प्रदर्शन और जीवन चक्र में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि यह बैटरी में सुरक्षा का एक तत्व जोड़ता है।बैटरी सुरक्षा बढ़ाने और बैटरी लाइफ बढ़ाने के लिए उभरती प्रौद्योगिकियों में से एक उन्नत सेल संतुलन है।चूंकि नई सेल बैलेंसिंग प्रौद्योगिकियां व्यक्तिगत कोशिकाओं द्वारा आवश्यक संतुलन की मात्रा को ट्रैक करती हैं, इसलिए बैटरी पैक का उपयोग करने योग्य जीवन बढ़ जाता है, और समग्र बैटरी सुरक्षा बढ़ जाती है।

यदि आपके पास सेल बैलेंसिंग, लिथियम बैटरी, या किसी और चीज के बारे में कोई और प्रश्न हैं, तो कृपया निःसंकोच पूछें संपर्क करें .