सेल बॅलन्सिंग LifePo4 बॅटरी पॅकचे आयुष्य कसे वाढवते?

जेव्हा उपकरणांना दीर्घकाळ टिकणारी, उच्च-कार्यक्षमता आवश्यक असतेLifePo4 बॅटरी पॅक, त्यांना प्रत्येक पेशी संतुलित करणे आवश्यक आहे. LifePo4 बॅटरी पॅकला बॅटरी बॅलन्सिंग का आवश्यक आहे？ LifePo4 बॅटरीज ओव्हरव्होल्टेज, अंडरव्होल्टेज, ओव्हरचार्ज आणि डिस्चार्ज करंट, थर्मल रनअवे आणि बॅटरी व्होल्टेज असंतुलन यासारख्या अनेक वैशिष्ट्यांच्या अधीन असतात. सर्वात महत्वाच्या घटकांपैकी एक म्हणजे सेल असंतुलन, जे कालांतराने पॅकमधील प्रत्येक सेलचे व्होल्टेज बदलते, ज्यामुळे बॅटरीची क्षमता वेगाने कमी होते. जेव्हा LifePo4 बॅटरी पॅक मालिकेतील एकाधिक सेल वापरण्यासाठी डिझाइन केले जाते, तेव्हा सेल व्होल्टेजमध्ये सातत्याने संतुलन राखण्यासाठी विद्युत वैशिष्ट्ये डिझाइन करणे महत्त्वाचे असते. हे केवळ बॅटरी पॅकच्या कार्यक्षमतेसाठीच नाही तर जीवनचक्र ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी देखील आहे. सिद्धांताची गरज अशी आहे की बॅटरी बॅलेन्सिंग बॅटरी तयार होण्यापूर्वी आणि नंतर होते आणि बॅटरीच्या संपूर्ण आयुष्य चक्रात बॅटरीची इष्टतम कार्यक्षमता राखण्यासाठी केली पाहिजे! बॅटरी बॅलन्सिंगचा वापर आम्हाला ॲप्लिकेशन्ससाठी उच्च क्षमतेच्या बॅटरी डिझाइन करण्यास अनुमती देतो कारण बॅलन्सिंगमुळे बॅटरी उच्च चार्ज स्थिती (SOC) प्राप्त करण्यास अनुमती देते. तुम्ही अनेक LifePo4 सेल युनिटला मालिकेत जोडण्याची कल्पना करू शकता जसे की तुम्ही अनेक स्लेज कुत्र्यांसह स्लेज ओढत आहात. सर्व स्लेज कुत्रे एकाच वेगाने धावत असतील तरच स्लेज जास्तीत जास्त कार्यक्षमतेने ओढता येईल. चार स्लेज कुत्र्यांसह, जर एक स्लेज कुत्रा हळू चालत असेल, तर इतर तीन स्लेज कुत्र्यांनी देखील त्यांचा वेग कमी केला पाहिजे, त्यामुळे कार्यक्षमता कमी होईल आणि जर एक स्लेज कुत्रा वेगाने धावला तर ते इतर तीन स्लेज कुत्र्यांचा भार खेचून घेतील. स्वतःला दुखवत आहे. म्हणून, जेव्हा एकाधिक LifePo4 सेल मालिकेत जोडलेले असतात, तेव्हा अधिक कार्यक्षम LifePo4 बॅटरी पॅक मिळविण्यासाठी सर्व सेलची व्होल्टेज मूल्ये समान असली पाहिजेत. नाममात्र LifePo4 बॅटरी फक्त 3.2V वर रेट केलेली आहे, परंतु मध्येघरगुती ऊर्जा साठवण प्रणाली, पोर्टेबल वीज पुरवठा, औद्योगिक, दूरसंचार, इलेक्ट्रिक वाहन आणि मायक्रोग्रीड ऍप्लिकेशन्स, आम्हाला नाममात्र व्होल्टेजपेक्षा खूप जास्त हवे आहे. अलिकडच्या वर्षांत, रिचार्ज करण्यायोग्य LifePo4 बॅटरींनी त्यांचे हलके वजन, उच्च ऊर्जा घनता, दीर्घ आयुष्य, उच्च क्षमता, जलद चार्जिंग, कमी स्वयं-डिस्चार्ज पातळी आणि पर्यावरण मित्रत्वामुळे पॉवर बॅटरी आणि ऊर्जा साठवण प्रणालींमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावली आहे. सेल बॅलन्सिंग हे सुनिश्चित करते की प्रत्येक LifePo4 सेलची व्होल्टेज आणि क्षमता समान स्तरावर आहे, अन्यथा, LiFePo4 बॅटरी पॅकची श्रेणी आणि आयुष्यभर खूप कमी होईल आणि बॅटरीची कार्यक्षमता खराब होईल! त्यामुळे, बॅटरीची गुणवत्ता निश्चित करण्यासाठी LifePo4 सेल शिल्लक हा सर्वात महत्त्वाचा घटक आहे. ऑपरेशन दरम्यान, व्होल्टेजचे थोडे अंतर होईल, परंतु आम्ही सेल बॅलन्सिंगद्वारे ते स्वीकार्य श्रेणीमध्ये ठेवू शकतो. संतुलन करताना, उच्च क्षमतेच्या पेशी पूर्ण चार्ज/डिस्चार्ज सायकलमधून जातात. सेल बॅलन्सिंगशिवाय, सर्वात मंद क्षमतेसह सेल एक कमकुवत बिंदू आहे. तापमान निरीक्षण, चार्जिंग आणि पॅक लाइफ वाढवण्यास मदत करणाऱ्या इतर फंक्शन्ससह सेल बॅलन्सिंग हे बीएमएसच्या मुख्य कार्यांपैकी एक आहे. बॅटरी बॅलन्सिंगची इतर कारणे: LifePo4 बॅटरी pcak अपूर्ण ऊर्जा वापर बॅटरीसाठी डिझाईन केलेल्या बॅटरीपेक्षा जास्त विद्युत् प्रवाह शोषून घेणे किंवा बॅटरी कमी करणे बहुधा अकाली बॅटरी निकामी होण्याची शक्यता असते. LifePo4 बॅटरी पॅक डिस्चार्ज होत असताना, कमकुवत पेशी निरोगी पेशींपेक्षा वेगाने डिस्चार्ज होतील आणि ते इतर पेशींपेक्षा कमीत कमी व्होल्टेजपर्यंत पोहोचतील. जेव्हा सेल किमान व्होल्टेजवर पोहोचतो, तेव्हा संपूर्ण बॅटरी पॅक लोडपासून डिस्कनेक्ट केला जातो. यामुळे बॅटरी पॅक ऊर्जेची न वापरलेली क्षमता निर्माण होते. पेशींचा ऱ्हास जेव्हा LifePo4 सेलला सूचित केलेल्या मूल्यापेक्षा थोडा जास्त चार्ज केला जातो आणि सेलची जीवन प्रक्रिया देखील कमी होते. उदाहरणार्थ 3.2V ते 3.25V पर्यंत चार्जिंग व्होल्टेजमध्ये किरकोळ वाढ केल्याने बॅटरी 30% वेगाने खराब होईल. त्यामुळे सेल बॅलन्सिंग अचूक नसल्यास देखील किरकोळ ओव्हरचार्जिंगमुळे बॅटरीचे आयुष्य कमी होईल. सेल पॅकचे अपूर्ण चार्जिंग LifePo4 बॅटरीचे बिल 0.5 आणि 1.0 दरांच्या दरम्यान सतत चालू असते. LifePo4 बॅटरीचा व्होल्टेज वाढतो कारण चार्जिंग सुरू होते तेव्हा पूर्णपणे बिल केले जाते आणि परिणामी घटते. अनुक्रमे 85 Ah, 86 Ah, आणि 87 Ah आणि 100 टक्के SoC असलेल्या तीन पेशींचा विचार करा आणि सर्व पेशी त्या नंतर सोडल्या जातात आणि त्यांचा SoC कमी होतो. तुम्ही त्वरेने शोधू शकता की सेल 1 ची सर्वात कमी क्षमता असल्यामुळे ऊर्जा संपणारा पहिला सेल आहे. जेव्हा सेल पॅकवर पॉवर टाकली जाते तसेच सेल्समधून सारखीच अस्तित्वात असते, तेव्हा पुन्हा एकदा, सेल 1 चार्जिंग दरम्यान मागे थांबतो आणि इतर दोन सेल पूर्णपणे चार्ज झाल्यामुळे पूर्णपणे चार्ज झाल्याचा विचार केला जाऊ शकतो. याचा अर्थ असा आहे की सेल 1 मध्ये सेलच्या सेल्फ-हीटिंगमुळे कमी कौलोमेट्रिक प्रभावशीलता (CE) आहे ज्यामुळे सेल असमानता येते. थर्मल रनअवे सर्वात भयानक बिंदू जो होऊ शकतो तो थर्मल रनअवे आहे. जसे आपण समजतोलिथियम पेशीओव्हरचार्जिंग तसेच ओव्हर डिस्चार्जिंगसाठी अतिशय संवेदनशील असतात. 4 सेलच्या पॅकमध्ये जर एक सेल 3.5 V असेल तर इतर 3.2 V असेल तर चार्ज निश्चितपणे सर्व सेलचे बिलिंग करेल कारण ते मालिकेत आहेत आणि ते 3.5 V सेलला सूचित व्होल्टेजपेक्षा जास्त बिल करेल कारण विविध इतर बॅटरीना अजूनही चार्जिंगची गरज आहे. जेव्हा आतील उष्णता निर्मितीची किंमत उबदार सोडता येण्यापेक्षा जास्त होते तेव्हा थर्मल पळून जाते. यामुळे LifePo4 बॅटरी पॅक थर्मलली अनियंत्रित होते. बॅटरी पॅकमध्ये सेल असंतुलित होण्याचे कारण काय आहे? आता आम्हाला समजले आहे की बॅटरी पॅकमध्ये सर्व पेशी संतुलित ठेवणे का आवश्यक आहे. तरीही या समस्येचे योग्य निराकरण करण्यासाठी, पेशी प्रथमतः असंतुलित का होतात हे आपल्याला माहित असले पाहिजे. आधी सांगितल्याप्रमाणे जेव्हा सेल्सला मालिकेत ठेवून बॅटरी पॅक तयार केला जातो तेव्हा हे सुनिश्चित केले जाते की सर्व सेल समान व्होल्टेज पातळीवर राहतील. त्यामुळे ताज्या बॅटरी पॅकमध्ये नेहमीच संतुलित पेशी असतात. तरीही जेव्हा पॅक वापरला जातो तेव्हा घटकांचे पालन केल्यामुळे पेशी शिल्लक बाहेर पडतात. SOC विसंगती सेलचे SOC मोजणे क्लिष्ट आहे; त्यामुळे बॅटरीमधील विशिष्ट पेशींचे SOC मोजणे खूप क्लिष्ट आहे. एक इष्टतम सेल सामंजस्य करण्याची पद्धत अचूक समान व्होल्टेज (OCV) अंशांऐवजी समान SOC च्या पेशींशी जुळली पाहिजे. परंतु पॅक बनवताना केवळ व्होल्टेजच्या अटींवर सेल जुळणे जवळजवळ शक्य नसल्यामुळे, SOC मधील व्हेरिएंटचा परिणाम वेळेत OCV मध्ये बदल होऊ शकतो. अंतर्गत प्रतिकार प्रकार समान अंतर्गत प्रतिरोधक (IR) पेशी शोधणे अत्यंत अवघड आहे आणि बॅटरीच्या वयानुसार, सेलच्या IR मध्ये देखील बदल होतो तसेच बॅटरी पॅकमध्ये सर्व पेशींमध्ये समान IR नसतो. जसे आपण समजतो की IR सेलच्या आतील असंवेदनशीलतेमध्ये भर घालते जे सेलद्वारे वर्तमान प्रवाह निर्धारित करते. कारण IR हा सेलद्वारे प्रवाह बदलतो आणि त्याचे व्होल्टेज देखील भिन्न होते. तापमान पातळी सेलची बिलिंग आणि रिलीझिंग क्षमता देखील त्याच्या सभोवतालच्या तापमानावर अवलंबून असते. EVs किंवा सोलर ॲरे सारख्या महत्त्वाच्या बॅटरी पॅकमध्ये, पेशी कचरा क्षेत्रावर वितरीत केल्या जातात आणि पॅकमध्ये तापमानाचा फरक असू शकतो ज्यामुळे एक सेल उर्वरीत पेशींपेक्षा वेगाने चार्ज किंवा डिस्चार्ज होतो ज्यामुळे असमानता निर्माण होते. वरील घटकांवरून, हे स्पष्ट होते की संपूर्ण प्रक्रियेदरम्यान आपण पेशींना असंतुलन होण्यापासून रोखू शकत नाही. म्हणून, एकमात्र उपाय म्हणजे बाह्य प्रणालीचा वापर करणे ज्यासाठी पेशी असंतुलित झाल्यानंतर पुन्हा एकदा संतुलित होणे आवश्यक आहे. या प्रणालीला बॅटरी बॅलन्सिंग सिस्टीम म्हणतात. LiFePo4 बॅटरी पॅक शिल्लक कशी मिळवायची? बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली (BMS) साधारणपणे LiFePo4 बॅटरी पॅक स्वतःच बॅटरी बॅलन्सिंग साध्य करू शकत नाही, ते याद्वारे प्राप्त केले जाऊ शकतेबॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली(BMS). बॅटरी उत्पादक या BMS बोर्डवर बॅटरी बॅलन्सिंग फंक्शन आणि चार्ज ओव्हर व्होल्टेज प्रोटेक्शन, एसओसी इंडिकेटर, ओव्हर टेंपरेचर अलार्म/संरक्षण इत्यादी सारख्या इतर संरक्षण कार्ये एकत्रित करेल. बॅलेंसिंग फंक्शनसह ली-आयन बॅटरी चार्जर "बॅलन्स बॅटरी चार्जर" म्हणूनही ओळखले जाते, चार्जर वेगवेगळ्या स्ट्रिंग काउंटसह (उदा. 1~6S) वेगवेगळ्या बॅटरींना समर्थन देण्यासाठी बॅलन्स फंक्शन समाकलित करतो. तुमच्या बॅटरीमध्ये BMS बोर्ड नसला तरीही, संतुलन साधण्यासाठी तुम्ही तुमची Li-ion बॅटरी या बॅटरी चार्जरने चार्ज करू शकता. बॅलन्सिंग बोर्ड जेव्हा तुम्ही संतुलित बॅटरी चार्जर वापरता, तेव्हा तुम्ही बॅलन्सिंग बोर्डमधून विशिष्ट सॉकेट निवडून चार्जर आणि तुमची बॅटरी बॅलन्सिंग बोर्डशी जोडली पाहिजे. संरक्षण सर्किट मॉड्यूल (पीसीएम) PCM बोर्ड हा एक इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड आहे जो LiFePo4 बॅटरी पॅकशी जोडलेला आहे आणि त्याचे मुख्य कार्य बॅटरी आणि वापरकर्त्याला खराबीपासून संरक्षण करणे आहे. सुरक्षित वापर सुनिश्चित करण्यासाठी, LiFePo4 बॅटरी अतिशय कठोर व्होल्टेज पॅरामीटर्स अंतर्गत ऑपरेट करणे आवश्यक आहे. बॅटरी उत्पादक आणि रसायनशास्त्रावर अवलंबून, हे व्होल्टेज पॅरामीटर डिस्चार्ज केलेल्या बॅटरीसाठी 3.2 V प्रति सेल आणि रिचार्ज करण्यायोग्य बॅटरीसाठी 3.65 V प्रति सेल दरम्यान बदलते. पीसीएम बोर्ड या व्होल्टेज पॅरामीटर्सचे निरीक्षण करते आणि ते ओलांडल्यास लोड किंवा चार्जरमधून बॅटरी डिस्कनेक्ट करते. एकच LiFePo4 बॅटरी किंवा समांतर जोडलेल्या अनेक LiFePo4 बॅटरीच्या बाबतीत, हे सहजपणे पूर्ण केले जाते कारण PCM बोर्ड वैयक्तिक व्होल्टेजचे निरीक्षण करते. तथापि, जेव्हा मालिकेत अनेक बॅटरी जोडल्या जातात, तेव्हा PCM बोर्डाने प्रत्येक बॅटरीच्या व्होल्टेजचे निरीक्षण केले पाहिजे. बॅटरी बॅलन्सिंगचे प्रकार LiFePo4 बॅटरी पॅकसाठी विविध बॅटरी बॅलेंसिंग अल्गोरिदम विकसित केले गेले आहेत. हे बॅटरी व्होल्टेज आणि SOC वर आधारित निष्क्रिय आणि सक्रिय बॅटरी संतुलन पद्धतींमध्ये विभागले गेले आहे. निष्क्रिय बॅटरी संतुलन पॅसिव्ह बॅटरी बॅलन्सिंग तंत्र पूर्ण ऊर्जा असलेल्या LiFePo4 बॅटरीपासून अतिरिक्त चार्ज प्रतिरोधक घटकांद्वारे वेगळे करते आणि सर्व पेशींना सर्वात कमी LiFePo4 बॅटरी चार्ज प्रमाणे चार्ज देते. हे तंत्र अधिक विश्वासार्ह आहे आणि कमी घटक वापरते, त्यामुळे एकूण प्रणाली खर्च कमी होतो. तथापि, तंत्रज्ञानामुळे प्रणालीची कार्यक्षमता कमी होते कारण ऊर्जा उष्णतेच्या रूपात नष्ट होते ज्यामुळे ऊर्जेची हानी होते. म्हणून, हे तंत्रज्ञान कमी उर्जा अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे. सक्रिय बॅटरी संतुलन सक्रिय चार्ज बॅलन्सिंग हे LiFePo4 बॅटरीशी संबंधित आव्हानांवर उपाय आहे. सक्रिय सेल बॅलन्सिंग तंत्र उच्च उर्जेच्या LiFePo4 बॅटरीमधून चार्ज डिस्चार्ज करते आणि कमी उर्जेच्या LiFePo4 बॅटरीमध्ये स्थानांतरित करते. निष्क्रिय सेल बॅलन्सिंग तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, हे तंत्र LiFePo4 बॅटरी मॉड्यूलमध्ये उर्जेची बचत करते, त्यामुळे सिस्टमची कार्यक्षमता वाढते आणि LiFePo4 बॅटरी पॅक सेलमध्ये संतुलन राखण्यासाठी कमी वेळ लागतो, ज्यामुळे उच्च चार्जिंग करंट्स मिळू शकतात. LiFePo4 बॅटरी पॅक विश्रांतीवर असताना देखील, अगदी पूर्णपणे जुळलेल्या LiFePo4 बॅटरी वेगवेगळ्या दरांवर चार्ज गमावतात कारण तापमान ग्रेडियंटवर अवलंबून सेल्फ-डिस्चार्जचा दर बदलतो: बॅटरी तापमानात 10 डिग्री सेल्सिअस वाढ आधीच स्व-डिस्चार्ज दर दुप्पट करते. . तथापि, सक्रिय चार्ज बॅलन्सिंग सेल्सचे संतुलन पुनर्संचयित करू शकते, जरी ते विश्रांतीवर असले तरीही. तथापि, या तंत्रात जटिल सर्किटरी आहे, ज्यामुळे संपूर्ण सिस्टमची किंमत वाढते. म्हणून, सक्रिय सेल बॅलन्सिंग उच्च उर्जा अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे. कॅपॅसिटर, इंडक्टर/ट्रान्सफॉर्मर्स आणि इलेक्ट्रॉनिक कन्व्हर्टर यांसारख्या ऊर्जा साठवण घटकांनुसार वर्गीकृत विविध सक्रिय बॅलन्सिंग सर्किट टोपोलॉजीज आहेत. एकंदरीत, सक्रिय बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली LiFePo4 बॅटरी पॅकची एकूण किंमत कमी करते कारण LiFePo4 बॅटरींमधील फैलाव आणि असमान वृद्धत्वाची भरपाई करण्यासाठी सेलच्या मोठ्या आकाराची आवश्यकता नसते. जेव्हा जुन्या पेशी नवीन पेशींनी बदलल्या जातात आणि LiFePo4 बॅटरी पॅकमध्ये लक्षणीय फरक असतो तेव्हा सक्रिय बॅटरी व्यवस्थापन गंभीर बनते. सक्रिय बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली LiFePo4 बॅटरी पॅकमध्ये मोठ्या पॅरामीटर भिन्नतेसह सेल स्थापित करणे शक्य करते, उत्पादन उत्पादन वाढते तर वॉरंटी आणि देखभाल खर्च कमी होतो. त्यामुळे, सक्रिय बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीमुळे बॅटरी पॅकची कार्यक्षमता, विश्वासार्हता आणि सुरक्षिततेचा फायदा होतो, तसेच खर्च कमी करण्यात मदत होते. सारांश द्या सेल व्होल्टेज ड्रिफ्टचे परिणाम कमी करण्यासाठी, असंतुलन योग्यरित्या नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. LiFePo4 बॅटरी पॅकला त्याच्या कार्यक्षमतेच्या इच्छित स्तरावर कार्य करण्यास अनुमती देणे आणि त्याची उपलब्ध क्षमता वाढवणे हे कोणत्याही समतोल समाधानाचे ध्येय आहे. बॅटरी बॅलन्सिंग हे केवळ कामगिरी सुधारण्यासाठीच महत्त्वाचे नाहीबॅटरीचे जीवन चक्र, हे LiFePo4 बॅटरी पॅकमध्ये सुरक्षा घटक देखील जोडते. बॅटरी सुरक्षितता सुधारण्यासाठी आणि बॅटरीचे आयुष्य वाढवण्यासाठी उदयोन्मुख तंत्रज्ञानांपैकी एक. नवीन बॅटरी बॅलन्सिंग तंत्रज्ञान वैयक्तिक LiFePo4 सेलसाठी आवश्यक असलेल्या बॅलन्सिंगच्या प्रमाणाचा मागोवा घेत असल्याने, ते LiFePo4 बॅटरी पॅकचे आयुष्य वाढवते आणि एकूण बॅटरी सुरक्षितता वाढवते.