લિથિયમ બેટરી પેક એ એન્જીન જેવા હોય છે જેમાં જાળવણીનો અભાવ હોય છે; aBMSસંતુલન કાર્ય વિના માત્ર ડેટા કલેક્ટર છે અને તેને મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ ગણી શકાય નહીં. સક્રિય અને નિષ્ક્રિય સંતુલન બંનેનો હેતુ બેટરી પેકની અંદરની વિસંગતતાઓને દૂર કરવાનો છે, પરંતુ તેમના અમલીકરણના સિદ્ધાંતો મૂળભૂત રીતે અલગ છે.
સ્પષ્ટતા માટે, આ લેખ એલ્ગોરિધમ્સ દ્વારા BMS દ્વારા શરૂ કરાયેલ સંતુલનને સક્રિય સંતુલન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે, જ્યારે સંતુલન કે જે ઊર્જાનો વિસર્જન કરવા માટે પ્રતિરોધકોનો ઉપયોગ કરે છે તેને નિષ્ક્રિય સંતુલન કહેવામાં આવે છે. સક્રિય સંતુલનમાં ઉર્જા સ્થાનાંતરણનો સમાવેશ થાય છે, જ્યારે નિષ્ક્રિય સંતુલનમાં ઉર્જા વિસર્જનનો સમાવેશ થાય છે.
મૂળભૂત બેટરી પેક ડિઝાઇન સિદ્ધાંતો
- જ્યારે પ્રથમ સેલ સંપૂર્ણપણે ચાર્જ થઈ જાય ત્યારે ચાર્જિંગ બંધ થવું જોઈએ.
- જ્યારે પ્રથમ કોષ ખતમ થઈ જાય ત્યારે ડિસ્ચાર્જિંગ સમાપ્ત થવું જોઈએ.
- નબળા કોષો મજબૂત કોષો કરતાં વધુ ઝડપથી વૃદ્ધ થાય છે.
- - સૌથી નબળા ચાર્જ સાથેનો સેલ આખરે બેટરી પેકને મર્યાદિત કરશે's ઉપયોગી ક્ષમતા (સૌથી નબળી કડી).
- બેટરી પેકની અંદર સિસ્ટમ ટેમ્પરેચર ગ્રેડિયન્ટ ઊંચા સરેરાશ તાપમાને કાર્યરત કોષોને નબળા બનાવે છે.
- સંતુલન વિના, સૌથી નબળા અને મજબૂત કોષો વચ્ચેનો વોલ્ટેજ તફાવત દરેક ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ચક્ર સાથે વધે છે. આખરે, એક કોષ મહત્તમ વોલ્ટેજ સુધી પહોંચશે જ્યારે બીજો લઘુત્તમ વોલ્ટેજની નજીક પહોંચશે, જે પેકની ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતાઓને અવરોધે છે.
સમયાંતરે કોષોની મેળ ખાતી ન હોવાને કારણે અને સ્થાપનથી તાપમાનની વિવિધ પરિસ્થિતિઓને કારણે, કોષ સંતુલન આવશ્યક છે.
લિથિયમ-આયન બેટરી મુખ્યત્વે બે પ્રકારની મેળ ખાતી નથી: ચાર્જિંગ મિસમેચ અને ક્ષમતા મિસમેચ. ચાર્જિંગ મિસમેચ ત્યારે થાય છે જ્યારે સમાન ક્ષમતાના કોષો ધીમે ધીમે ચાર્જમાં અલગ પડે છે. જ્યારે વિવિધ પ્રારંભિક ક્ષમતાવાળા કોષોનો એકસાથે ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે ક્ષમતા મેળ ખાતી નથી. જોકે કોષો સામાન્ય રીતે સારી રીતે મેળ ખાતા હોય છે જો તેઓ સમાન ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ સાથે એક જ સમયે ઉત્પન્ન થાય છે, અજ્ઞાત સ્ત્રોતો અથવા નોંધપાત્ર ઉત્પાદન તફાવતો ધરાવતા કોષોમાંથી મેળ ખાતી નથી.
સક્રિય સંતુલન વિ. નિષ્ક્રિય સંતુલન
1. હેતુ
બૅટરી પૅકમાં ઘણી શ્રેણી-જોડાયેલ કોષો હોય છે, જે એકસરખા હોવાની શક્યતા નથી. સંતુલન એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે સેલ વોલ્ટેજ વિચલનો અપેક્ષિત શ્રેણીમાં રાખવામાં આવે છે, એકંદર ઉપયોગિતા અને નિયંત્રણક્ષમતા જાળવી રાખે છે, ત્યાં નુકસાનને અટકાવે છે અને બેટરી જીવનને વિસ્તૃત કરે છે.
2. ડિઝાઇન સરખામણી
- નિષ્ક્રિય સંતુલન: સામાન્ય રીતે રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ કોષોને વિસર્જિત કરે છે, વધારાની ઊર્જાને ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ પદ્ધતિ અન્ય કોષો માટે ચાર્જિંગ સમયને લંબાવે છે પરંતુ તેની કાર્યક્ષમતા ઓછી છે.
- સક્રિય સંતુલન: એક જટિલ તકનીક કે જે ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ચક્ર દરમિયાન કોષોની અંદર ચાર્જનું પુનઃવિતરણ કરે છે, ચાર્જિંગનો સમય ઘટાડે છે અને ડિસ્ચાર્જનો સમયગાળો લંબાવે છે. તે સામાન્ય રીતે ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન બોટમ બેલેન્સિંગ વ્યૂહરચનાઓ અને ચાર્જિંગ દરમિયાન ટોપ બેલેન્સિંગ વ્યૂહરચનાનો ઉપયોગ કરે છે.
- ગુણદોષ સરખામણી: નિષ્ક્રિય સંતુલન સરળ અને સસ્તું છે પરંતુ ઓછું કાર્યક્ષમ છે, કારણ કે તે ગરમી તરીકે ઉર્જાનો વ્યય કરે છે અને ધીમી સંતુલન અસરો ધરાવે છે. સક્રિય સંતુલન વધુ કાર્યક્ષમ છે, કોષો વચ્ચે ઊર્જાનું પરિવહન કરે છે, જે એકંદર વપરાશ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે અને વધુ ઝડપથી સંતુલન પ્રાપ્ત કરે છે. જો કે, તેમાં જટિલ માળખાં અને ઊંચા ખર્ચનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં આ સિસ્ટમોને સમર્પિત IC માં સંકલિત કરવામાં પડકારો છે.
નિષ્કર્ષ
BMS ની વિભાવના શરૂઆતમાં વિદેશમાં વિકસાવવામાં આવી હતી, જેમાં પ્રારંભિક IC ડિઝાઇન વોલ્ટેજ અને તાપમાનની તપાસ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતી હતી. સંતુલનનો ખ્યાલ પાછળથી રજૂ કરવામાં આવ્યો, શરૂઆતમાં IC માં સંકલિત પ્રતિકારક સ્રાવ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને. આ અભિગમ હવે વ્યાપક છે, TI, MAXIM અને LINEAR જેવી કંપનીઓ આવી ચિપ્સનું ઉત્પાદન કરે છે, કેટલાક સ્વીચ ડ્રાઇવરોને ચિપ્સમાં એકીકૃત કરે છે.
નિષ્ક્રિય સંતુલન સિદ્ધાંતો અને આકૃતિઓમાંથી, જો બેટરી પેકને બેરલ સાથે સરખાવવામાં આવે, તો કોષો દાંડા જેવા હોય છે. ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતા કોષો લાંબા સુંવાળા પાટિયા હોય છે અને ઓછી ઉર્જા ધરાવતા કોષો ટૂંકા પાટિયા હોય છે. નિષ્ક્રિય સંતુલન માત્ર લાંબા પાટિયાને "ટૂંકા" કરે છે, પરિણામે ઊર્જા અને બિનકાર્યક્ષમતાનો વ્યય થાય છે. આ પદ્ધતિની મર્યાદાઓ છે, જેમાં નોંધપાત્ર ગરમીનું વિસર્જન અને મોટી ક્ષમતાના પેકમાં ધીમી સંતુલન અસરોનો સમાવેશ થાય છે.
સક્રિય સંતુલન, તેનાથી વિપરીત, "ટૂંકા પાટિયાંમાં ભરે છે," ઉચ્ચ-ઊર્જા કોષોમાંથી ઊર્જાને નીચી-ઊર્જાવાળા કોષોમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, પરિણામે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને ઝડપી સંતુલન પ્રાપ્ત થાય છે. જો કે, તે સ્વીચ મેટ્રિસીસ અને કંટ્રોલિંગ ડ્રાઇવને ડિઝાઇન કરવામાં પડકારો સાથે જટિલતા અને ખર્ચના મુદ્દાઓ રજૂ કરે છે.
ટ્રેડ-ઓફને જોતાં, સારી સુસંગતતા ધરાવતા કોષો માટે નિષ્ક્રિય સંતુલન યોગ્ય હોઈ શકે છે, જ્યારે વધુ વિસંગતતા ધરાવતા કોષો માટે સક્રિય સંતુલન વધુ સારું છે.
પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-27-2024
