लिथियम बैटरी के लिए फास्ट चार्जिंग तकनीक और बैटरी प्रबंधन प्रणाली

लिथियम बैटरी के लिए फास्ट चार्जिंग तकनीक और बैटरी प्रबंधन प्रणाली

लिथियम बैटरी की फास्ट चार्जिंग तकनीक और बैटरी प्रबंधन प्रणाली इलेक्ट्रिक वाहनों और पोर्टेबल उपकरणों के क्षेत्र में महत्वपूर्ण अनुसंधान दिशाएं हैं। फास्ट चार्जिंग तकनीक बैटरी चार्जिंग समय को काफी कम कर सकती है और उपयोगकर्ता चार्जिंग सुविधा में सुधार कर सकती है, जबकि बैटरी प्रबंधन प्रणाली बैटरी चार्जिंग की सुरक्षा और जीवनकाल सुनिश्चित कर सकती है। हम लिथियम बैटरी फास्ट चार्जिंग तकनीक और बैटरी प्रबंधन प्रणालियों की अनुसंधान स्थिति, चुनौतियों और संभावनाओं का संक्षेप में परिचय देंगे।

1、 लिथियम बैटरी के लिए फास्ट चार्जिंग तकनीक

(1) फास्ट चार्जिंग का सिद्धांत और डिज़ाइन

1）. फास्ट चार्जिंग का सिद्धांत: लिथियम बैटरी की फास्ट चार्जिंग तकनीक मुख्य रूप से बैटरी सामग्री को अनुकूलित करने, बैटरी संरचना में सुधार करने और चार्जिंग प्रक्रिया को नियंत्रित करने के द्वारा प्राप्त की जाती है। उदाहरण के लिए, उच्च क्षमता वाले इलेक्ट्रोड सामग्रियों का उपयोग करना, इलेक्ट्रोड संरचना को बदलना, इलेक्ट्रोलाइट संरचना को समायोजित करना आदि बैटरी की चार्जिंग गति और क्षमता उपयोग में सुधार कर सकते हैं।

2）. फास्ट चार्जिंग बिजली आपूर्ति डिजाइन: उच्च-शक्ति चार्जिंग जरूरतों को पूरा करने के लिए, एक कुशल और स्थिर चार्जिंग बिजली आपूर्ति डिजाइन करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, उच्च-शक्ति चार्जर का उपयोग करना और सॉफ़्टवेयर हार्डवेयर सहयोगी डिज़ाइन को अपनाने से चार्जिंग दक्षता और पावर स्थिरता में प्रभावी ढंग से सुधार हो सकता है।

3）. थर्मल प्रबंधन और कूलिंग डिजाइन: तेजी से चार्जिंग के दौरान, बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होती है, और बैटरी को ओवरहीटिंग और क्षति से बचाने के लिए प्रभावी थर्मल प्रबंधन और कूलिंग डिजाइन की आवश्यकता होती है। गर्मी अपव्यय उपकरणों, हीट पाइप, तरल शीतलन और अन्य प्रौद्योगिकियों का उपयोग चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान तापमान को प्रभावी ढंग से नियंत्रित कर सकता है।

(2) फास्ट चार्जिंग के प्रकार

1）. उच्च शक्ति चार्जिंग: चार्जिंग गति में सुधार करने के लिए चार्जिंग करंट को बढ़ाकर, लेकिन बैटरी की सुरक्षा और जीवनकाल को ध्यान में रखते हुए।

2）. फास्ट चार्जिंग एल्गोरिदम: चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान वर्तमान और वोल्टेज नियंत्रण रणनीतियों को अनुकूलित करके, यह चार्जिंग दक्षता और गति में सुधार करता है।

3）. तेज़ चार्जिंग सामग्री: चार्जिंग गति में सुधार के लिए उच्च आयन चालकता और तेज़ लिथियम आयन सम्मिलन/निष्कर्षण क्षमताओं के साथ सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री विकसित करें।

2、 लिथियम बैटरी प्रबंधन प्रणाली

बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) लिथियम बैटरी की निगरानी, ​​​​नियंत्रण और सुरक्षा के लिए जिम्मेदार एक महत्वपूर्ण प्रणाली है। इसमें मुख्य रूप से निम्नलिखित कार्य शामिल हैं:

1）. बैटरी स्थिति की निगरानी: बैटरी प्रबंधन प्रणाली को वोल्टेज, करंट और तापमान जैसे मापदंडों सहित बैटरी की स्थिति की निगरानी करने की आवश्यकता होती है। सेंसर और मॉनिटरिंग सर्किट का उपयोग करके बैटरी की वास्तविक समय स्थिति की जानकारी प्राप्त की जा सकती है।

2）. चार्जिंग प्रक्रिया नियंत्रण: बैटरी प्रबंधन प्रणाली को चार्जिंग दर, चार्जिंग समय आदि के अनुकूलन को प्राप्त करने के लिए चार्जिंग प्रक्रिया को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। बुद्धिमान चार्जिंग एल्गोरिदम और नियंत्रण रणनीतियों का उपयोग चार्जिंग प्रक्रिया की सुरक्षा और दक्षता सुनिश्चित कर सकता है।

3）. बैटरी संतुलन तकनीक: चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, बैटरी कोशिकाओं के बीच असंतुलन हो सकता है, जिससे चार्जिंग दक्षता और बैटरी जीवन में कमी आ सकती है। गतिशील संतुलन और स्थैतिक संतुलन जैसी बैटरी संतुलन तकनीकों का उपयोग, बैटरी पैक के प्रदर्शन और जीवनकाल में सुधार कर सकता है।

4）. दोष निदान और सुरक्षा: बैटरी प्रबंधन प्रणाली को ओवरचार्जिंग, डिस्चार्जिंग, ओवरकरंट और अन्य स्थितियों के कारण बैटरी प्रदर्शन क्षति या सुरक्षा दुर्घटनाओं से बचने के लिए दोष निदान और सुरक्षा करने की आवश्यकता है। दोष का पता लगाने और सुरक्षा उपायों को अपनाकर बैटरियों की विश्वसनीयता और सुरक्षा में सुधार किया जा सकता है।

3、 चुनौतियों का सामना करना पड़ा

1）. तापमान वृद्धि नियंत्रण: तेजी से चार्जिंग के दौरान, बड़ी मात्रा में गर्मी आसानी से उत्पन्न होती है, और बैटरी को ओवरहीटिंग और क्षति से बचाने के लिए बैटरी के तापमान को प्रभावी ढंग से नियंत्रित और प्रबंधित करना आवश्यक है।

2）. चार्जिंग उपकरण आवश्यकताएँ: तेज़ चार्जिंग प्राप्त करने के लिए उच्च शक्ति और अधिक उन्नत चार्जिंग उपकरण की आवश्यकता होती है, और संबंधित बुनियादी ढांचे का निर्माण और निवेश भी चुनौतियाँ हैं।

3）. सुरक्षा: तेज़ चार्जिंग से कुछ सुरक्षा खतरे पैदा होते हैं, जैसे बैटरी का अधिक गर्म होना और अधिक चार्ज होना। चार्जिंग प्रक्रिया की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एक सख्त बैटरी प्रबंधन प्रणाली की आवश्यकता है।

4）. बैटरी जीवन पर विचार करें: तीव्र चार्जिंग प्रक्रिया का बैटरी जीवन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, और तीव्र चार्जिंग तकनीक और बैटरी प्रबंधन प्रणालियों के डिजाइन में बैटरी प्रदर्शन और जीवन के बीच संतुलन पर व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए।

4、 अनुसंधान एवं विकास दिशा

1）. नई सामग्री अनुसंधान और विकास: फास्ट चार्जिंग की जरूरतों को पूरा करने के लिए उच्च क्षमता, उच्च चालकता और अच्छी साइकलिंग स्थिरता के साथ इलेक्ट्रोड सामग्री का अनुसंधान और विकास करना।

2）. चार्जिंग उपकरण प्रौद्योगिकी: चार्जिंग दक्षता और स्थिरता में सुधार के लिए कुशल और उच्च-शक्ति चार्जर और पावर सिस्टम विकसित करें।

3）. बुद्धिमान बैटरी प्रबंधन: कृत्रिम बुद्धिमत्ता और बड़ी डेटा प्रौद्योगिकी के आधार पर, अधिक सटीक चार्जिंग नियंत्रण और दोष भविष्यवाणी प्राप्त करने, बैटरी प्रदर्शन और जीवनकाल में सुधार करने के लिए एक बुद्धिमान बैटरी प्रबंधन प्रणाली विकसित करें।

4）. एकीकृत फास्ट चार्जिंग मानक: एकीकृत फास्ट चार्जिंग मानकों और प्रोटोकॉल का विकास करना, चार्जिंग उपकरण और बैटरी के बीच अंतरसंचालनीयता को बढ़ावा देना और उद्योग विकास और प्रौद्योगिकी अनुप्रयोग को बढ़ावा देना।