लिथियम बैटरियों को स्मार्ट क्या बनाता है?

बैटरियों की दुनिया में, मॉनिटरिंग सर्किट वाली बैटरियाँ होती हैं और बिना मॉनिटरिंग सर्किट वाली बैटरियाँ भी होती हैं। लिथियम को एक स्मार्ट बैटरी माना जाता है क्योंकि इसमें एक प्रिंटेड सर्किट बोर्ड होता है जो लिथियम बैटरी के प्रदर्शन को नियंत्रित करता है। दूसरी ओर, एक मानक सीलबंद लेड एसिड बैटरी में इसके प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए कोई बोर्ड नियंत्रण नहीं होता है।

में एक स्मार्ट लिथियम बैटरीनियंत्रण के 3 बुनियादी स्तर हैं। पहला नियंत्रण स्तर सरल संतुलन है जो केवल सेलों के वोल्टेज को अनुकूलित करता है। दूसरा नियंत्रण स्तर एक सुरक्षात्मक सर्किट मॉड्यूल (PCM) है जो चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान उच्च/निम्न वोल्टेज और धाराओं से सेलों की सुरक्षा करता है। तीसरा नियंत्रण स्तर एक बैटरी प्रबंधन प्रणाली (BMS) है। BMS में संतुलन सर्किट और सुरक्षात्मक सर्किट मॉड्यूल की सभी क्षमताएँ होती हैं, लेकिन इसमें बैटरी के पूरे जीवनकाल में उसके प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए अतिरिक्त कार्यक्षमता भी होती है (जैसे कि चार्जिंग और स्वास्थ्य की स्थिति की निगरानी)।

लिथियम संतुलन सर्किट

बैलेंसिंग चिप वाली बैटरी में, चिप बैटरी के चार्ज होने के दौरान उसमें मौजूद अलग-अलग सेलों के वोल्टेज को संतुलित करती है। एक बैटरी को तब संतुलित माना जाता है जब सभी सेल वोल्टेज एक-दूसरे से थोड़ी सहनशीलता के भीतर हों। बैलेंसिंग के दो प्रकार हैं, सक्रिय और निष्क्रिय। सक्रिय बैलेंसिंग उच्च वोल्टेज वाले सेलों का उपयोग करके कम वोल्टेज वाले सेलों को चार्ज करने से होती है, जिससे सेलों के बीच वोल्टेज का अंतर कम हो जाता है जब तक कि सभी सेलों का मिलान करीब-करीब न हो जाए और बैटरी पूरी तरह चार्ज न हो जाए। निष्क्रिय बैलेंसिंग, जिसका उपयोग सभी पावर सोनिक लिथियम बैटरियों में किया जाता है, वह है जब प्रत्येक सेल के समानांतर एक प्रतिरोधक होता है जो तब चालू हो जाता है जब सेल वोल्टेज एक सीमा से ऊपर होता है।

सेल संतुलन क्यों महत्वपूर्ण है? लिथियम बैटरियों में, जैसे ही सबसे कम वोल्टेज वाला सेल डिस्चार्ज वोल्टेज कट-ऑफ पर पहुँचता है, पूरी बैटरी बंद हो जाती है। इसका मतलब यह हो सकता है कि कुछ सेलों में अप्रयुक्त ऊर्जा बची है। इसी तरह, अगर चार्जिंग के दौरान सेलों का संतुलन ठीक नहीं है, तो सबसे ज़्यादा वोल्टेज वाला सेल कट-ऑफ वोल्टेज पर पहुँचते ही चार्जिंग रुक जाएगी और सभी सेलों का पूरा चार्ज नहीं हो पाएगा।

इसमें इतनी बुरी बात क्या है? असंतुलित बैटरी को लगातार चार्ज और डिस्चार्ज करने से समय के साथ उसकी क्षमता कम होती जाएगी। इसका मतलब यह भी है कि कुछ सेल पूरी तरह चार्ज हो जाएँगे और कुछ नहीं, जिसके परिणामस्वरूप बैटरी कभी भी 100% चार्ज नहीं हो पाएगी।

सिद्धांत यह है कि संतुलित सेल सभी एक ही दर से डिस्चार्ज होते हैं, और इसलिए एक ही वोल्टेज पर कट-ऑफ होते हैं। यह हमेशा सच नहीं होता, इसलिए बैलेंसिंग चिप होने से यह सुनिश्चित होता है कि चार्ज करते समय, बैटरी की क्षमता की रक्षा करने और पूरी तरह चार्ज होने के लिए बैटरी सेल पूरी तरह से मेल खा सकें।

लिथियम सुरक्षात्मक सर्किट मॉड्यूल

एक सुरक्षात्मक सर्किट मॉड्यूल में एक संतुलन सर्किट और अतिरिक्त सर्किटरी होती है जो बैटरी के मापदंडों को नियंत्रित करके उसे ओवर-चार्जिंग और ओवर-डिस्चार्जिंग से बचाती है। यह चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान करंट, वोल्टेज और तापमान की निगरानी करके और उनकी पूर्व निर्धारित सीमाओं से तुलना करके ऐसा करता है। यदि बैटरी का कोई भी सेल इन सीमाओं में से किसी एक सीमा तक पहुँच जाता है, तो बैटरी तब तक चार्जिंग या डिस्चार्जिंग बंद कर देती है जब तक कि रिलीज़ विधि पूरी न हो जाए।

सुरक्षा बंद होने के बाद चार्जिंग या डिस्चार्जिंग को फिर से चालू करने के कुछ तरीके हैं। पहला तरीका समय-आधारित है, जहाँ एक टाइमर थोड़े समय (उदाहरण के लिए, 30 सेकंड) के लिए गिनती करता है और फिर सुरक्षा जारी कर देता है। यह टाइमर हर सुरक्षा के लिए अलग-अलग हो सकता है और यह एकल-स्तरीय सुरक्षा है।

दूसरा मान आधारित है, जहाँ मान को एक सीमा से नीचे गिरना चाहिए ताकि उसे मुक्त किया जा सके। उदाहरण के लिए, ओवर-चार्जिंग सुरक्षा को मुक्त करने के लिए सभी वोल्टेज प्रति सेल 3.6 वोल्ट से नीचे गिरना चाहिए। यह रिलीज़ की स्थिति पूरी होने के तुरंत बाद हो सकता है। यह पूर्व निर्धारित समय के बाद भी हो सकता है। उदाहरण के लिए, ओवर-चार्जिंग सुरक्षा के लिए सभी वोल्टेज प्रति सेल 3.6 वोल्ट से नीचे गिरना चाहिए और पीसीएम द्वारा सुरक्षा जारी करने से पहले 6 सेकंड तक उस सीमा से नीचे रहना चाहिए।

तीसरा तरीका गतिविधि आधारित है, जहाँ सुरक्षा जारी करने के लिए एक कार्रवाई की जानी चाहिए। उदाहरण के लिए, कार्रवाई लोड हटाना या चार्ज लगाना हो सकती है। मान-आधारित सुरक्षा रिलीज़ की तरह, यह रिलीज़ भी तुरंत हो सकती है या समय-आधारित हो सकती है। इसका मतलब यह हो सकता है कि सुरक्षा जारी करने से पहले बैटरी से लोड को 30 सेकंड के लिए हटाना होगा। समय और मान या गतिविधि और समय-आधारित रिलीज़ के अलावा, यह ध्यान रखना ज़रूरी है कि ये रिलीज़ विधियाँ अन्य संयोजनों में भी हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, ओवर-डिस्चार्ज रिलीज़ वोल्टेज तब हो सकता है जब सेल 2.5 वोल्ट से नीचे गिर गए हों, लेकिन उस वोल्टेज तक पहुँचने के लिए 10 सेकंड तक चार्ज करना आवश्यक है। इस प्रकार की रिलीज़ तीनों प्रकार की रिलीज़ को कवर करती है।

हम समझते हैं कि सर्वश्रेष्ठ चुनने में कई कारक शामिल होते हैं लिथियम बैटरी, और हमारे विशेषज्ञ आपकी मदद के लिए मौजूद हैं। अगर आपके पास अपने इस्तेमाल के लिए सही बैटरी चुनने के बारे में कोई और सवाल है, तो कृपया आज ही हमारे किसी विशेषज्ञ से संपर्क करें।