લિથિયમ બેટરી પેક એ એન્જિન જેવા છે જેમાં જાળવણીનો અભાવ હોય છે; aબીએમએસસંતુલન કાર્ય વિના, તે ફક્ત ડેટા કલેક્ટર છે અને તેને મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ ગણી શકાય નહીં. સક્રિય અને નિષ્ક્રિય સંતુલન બંનેનો હેતુ બેટરી પેકમાં અસંગતતાઓને દૂર કરવાનો છે, પરંતુ તેમના અમલીકરણ સિદ્ધાંતો મૂળભૂત રીતે અલગ છે.
સ્પષ્ટતા માટે, આ લેખ BMS દ્વારા અલ્ગોરિધમ્સ દ્વારા શરૂ કરાયેલ સંતુલનને સક્રિય સંતુલન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરે છે, જ્યારે સંતુલન જે ઊર્જાને વિખેરી નાખવા માટે રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરે છે તેને નિષ્ક્રિય સંતુલન કહેવામાં આવે છે. સક્રિય સંતુલનમાં ઊર્જા સ્થાનાંતરણનો સમાવેશ થાય છે, જ્યારે નિષ્ક્રિય સંતુલનમાં ઊર્જા વિસર્જનનો સમાવેશ થાય છે.
મૂળભૂત બેટરી પેક ડિઝાઇન સિદ્ધાંતો
- પહેલો સેલ સંપૂર્ણ ચાર્જ થઈ જાય પછી ચાર્જિંગ બંધ થવું જોઈએ.
- જ્યારે પ્રથમ કોષ ખાલી થઈ જાય ત્યારે ડિસ્ચાર્જિંગ સમાપ્ત થવું જોઈએ.
- નબળા કોષો મજબૂત કોષો કરતાં ઝડપથી વૃદ્ધ થાય છે.
- -સૌથી ઓછો ચાર્જ ધરાવતો સેલ આખરે બેટરી પેકને મર્યાદિત કરશે'ઉપયોગી ક્ષમતા (સૌથી નબળી કડી).
- બેટરી પેકમાં સિસ્ટમ તાપમાન ઢાળ ઊંચા સરેરાશ તાપમાને કાર્યરત કોષોને નબળા બનાવે છે.
- સંતુલન વિના, દરેક ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ચક્ર સાથે સૌથી નબળા અને મજબૂત કોષો વચ્ચેનો વોલ્ટેજ તફાવત વધે છે. આખરે, એક કોષ મહત્તમ વોલ્ટેજની નજીક પહોંચશે જ્યારે બીજો લઘુત્તમ વોલ્ટેજની નજીક પહોંચશે, જે પેકની ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતાઓને અવરોધે છે.
સમય જતાં કોષોના મેળ ખાતા ન હોવાને કારણે અને ઇન્સ્ટોલેશનથી બદલાતી તાપમાનની સ્થિતિને કારણે, કોષોનું સંતુલન જરૂરી છે.
લિથિયમ-આયન બેટરી મુખ્યત્વે બે પ્રકારના મિસમેચનો સામનો કરે છે: 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 છે ત્યારે ક્ષમતા મિસમેચ થાય છે. જોકે કોષો સામાન્ય રીતે સારી રીતે મેળ ખાતા હોય છે જો તેઓ સમાન ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ સાથે એક જ સમયે ઉત્પન્ન થાય છે, તો અજાણ્યા સ્ત્રોતો અથવા નોંધપાત્ર ઉત્પાદન તફાવતો ધરાવતા કોષોમાંથી મિસમેચ ઊભી થઈ શકે છે.
સક્રિય સંતુલન વિરુદ્ધ નિષ્ક્રિય સંતુલન
૧. હેતુ
બેટરી પેકમાં ઘણા શ્રેણી-જોડાયેલા કોષો હોય છે, જે સમાન હોવાની શક્યતા નથી. સંતુલન સુનિશ્ચિત કરે છે કે સેલ વોલ્ટેજ વિચલનો અપેક્ષિત શ્રેણીમાં રાખવામાં આવે છે, એકંદર ઉપયોગીતા અને નિયંત્રણક્ષમતા જાળવી રાખે છે, જેનાથી નુકસાન થતું અટકાવે છે અને બેટરીનું જીવન લંબાય છે.
2. ડિઝાઇન સરખામણી
- નિષ્ક્રિય સંતુલન: સામાન્ય રીતે રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ કોષોને ડિસ્ચાર્જ કરે છે, વધારાની ઊર્જાને ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ પદ્ધતિ અન્ય કોષો માટે ચાર્જિંગ સમય લંબાવે છે પરંતુ તેની કાર્યક્ષમતા ઓછી છે.
- સક્રિય સંતુલન: એક જટિલ તકનીક જે ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ચક્ર દરમિયાન કોષોમાં ચાર્જનું પુનઃવિતરણ કરે છે, ચાર્જિંગ સમય ઘટાડે છે અને ડિસ્ચાર્જ સમયગાળો લંબાવે છે. તે સામાન્ય રીતે ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન બોટમ બેલેન્સિંગ વ્યૂહરચના અને ચાર્જિંગ દરમિયાન ટોપ બેલેન્સિંગ વ્યૂહરચનાનો ઉપયોગ કરે છે.
- ફાયદા અને ગેરફાયદાની સરખામણી: નિષ્ક્રિય સંતુલન સરળ અને સસ્તું છે પરંતુ ઓછું કાર્યક્ષમ છે, કારણ કે તે ગરમી તરીકે ઊર્જાનો બગાડ કરે છે અને તેની સંતુલન અસરો ધીમી હોય છે. સક્રિય સંતુલન વધુ કાર્યક્ષમ છે, કોષો વચ્ચે ઊર્જાનું પરિવહન કરે છે, જે એકંદર ઉપયોગ 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 એકીકૃત કરવામાં પડકારો છે.
નિષ્કર્ષ
BMS ની વિભાવના શરૂઆતમાં વિદેશમાં વિકસાવવામાં આવી હતી, જેમાં પ્રારંભિક IC ડિઝાઇન વોલ્ટેજ અને તાપમાન શોધ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતી હતી. સંતુલનનો ખ્યાલ પાછળથી રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો, શરૂઆતમાં IC માં સંકલિત પ્રતિકારક ડિસ્ચાર્જ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આ અભિગમ હવે વ્યાપક છે, TI, MAXIM અને LINEAR જેવી કંપનીઓ આવી ચિપ્સનું ઉત્પાદન કરે છે, કેટલીક સ્વીચ ડ્રાઇવરોને ચિપ્સમાં સંકલિત કરે છે.
નિષ્ક્રિય સંતુલન સિદ્ધાંતો અને આકૃતિઓ પરથી, જો બેટરી પેકની તુલના બેરલ સાથે કરવામાં આવે, તો કોષો સ્ટેવ્સ જેવા હોય છે. વધુ ઉર્જા ધરાવતા કોષો લાંબા પાટિયા હોય છે, અને ઓછી ઉર્જા ધરાવતા કોષો ટૂંકા પાટિયા હોય છે. નિષ્ક્રિય સંતુલન ફક્ત લાંબા પાટિયાઓને "ટૂંકા" કરે છે, જેના પરિણામે ઉર્જાનો બગાડ અને બિનકાર્યક્ષમતા થાય છે. આ પદ્ધતિમાં મર્યાદાઓ છે, જેમાં મોટી ક્ષમતાવાળા પેકમાં નોંધપાત્ર ગરમીનું વિસર્જન અને ધીમી સંતુલન અસરોનો સમાવેશ થાય છે.
તેનાથી વિપરીત, સક્રિય સંતુલન "ટૂંકા પાટિયા ભરે છે," ઉચ્ચ-ઊર્જા કોષોમાંથી ઓછી-ઊર્જા કોષોમાં ઊર્જા સ્થાનાંતરિત કરે છે, જેના પરિણામે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને ઝડપી સંતુલન પ્રાપ્તિ થાય છે. જો કે, તે સ્વીચ મેટ્રિસિસ ડિઝાઇન કરવામાં અને ડ્રાઇવ્સને નિયંત્રિત કરવામાં પડકારો સાથે જટિલતા અને ખર્ચના મુદ્દાઓ રજૂ કરે છે.
ટ્રેડ-ઓફને ધ્યાનમાં રાખીને, 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
