किसी भी उत्पाद का विकास उच्च लागत प्रदर्शन प्राप्त करने के अंतिम लक्ष्य से विचलित नहीं हो सकता है। इस प्रक्रिया में, हालांकि तकनीकी सफलताओं द्वारा लाए गए उच्च अनुभव के साथ उच्च कीमत का एक काउंटर रुझान हो सकता है, अंतिम प्रवृत्ति अभी भी नई प्रौद्योगिकियों के लोकप्रियकरण के साथ उच्च लागत प्रदर्शन प्राप्त करना है।
तो, ऊर्जा भंडारण उत्पादों का तकनीकी विकास किस ओर जा रहा है?
ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में मुख्य रूप से चार प्रमुख घटक होते हैं: बैटरी, बैटरी प्रबंधन प्रणाली, थर्मल प्रबंधन प्रणाली और सुरक्षा प्रणाली। आगे, आइए इन चार प्रमुख घटकों पर चर्चा करें:
1. बैटरी
पहले "अगली पीढ़ी के ऊर्जा भंडारण उत्पाद" और "ऊर्जा भंडारण बैटरियों के पांच विशिष्टता मार्गों पर विवाद" में चर्चा की गई थी कि विद्युत ऊर्जा भंडारण सेल उत्पादों और सिस्टम उत्पादों दोनों की बिजली क्षमता भविष्य के विकास के रूप में "बड़ी बेहतर है" ले रही है। दिशा। हालाँकि, बैटरी उत्पादों का आकार अंततः सीमित है। बैटरी की क्षमता एक निश्चित स्तर तक पहुंचने के बाद, कोशिकाओं की आंतरिक सुरक्षा विकसित करने और सेल प्रदर्शन उपयोग में सुधार करने के लिए अभी भी प्रयास किए जाने की आवश्यकता है।
इसके अलावा, विभिन्न उप-विभाजित क्षेत्रों और विशिष्ट क्षेत्रों में एप्लिकेशन परिदृश्यों के अनुसार बैटरी उत्पादों को अलग करना आवश्यक है, ताकि विभिन्न अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा किया जा सके।
2. बैटरी प्रबंधन प्रणाली
वर्तमान में, बैटरी प्रबंधन प्रणाली मुख्य रूप से बैटरी वोल्टेज, तापमान, करंट आदि की निगरानी में लगी हुई है। यह मुख्य रूप से पहले से घटित डेटा की निगरानी करता है और पहले से घटित विसंगतियों से बिजली बंद सुरक्षा और अन्य संचालन करता है।
हम बैटरी प्रबंधन प्रणाली से क्या अपेक्षा करते हैं:
a. यह सक्रिय रूप से बैटरी स्थिति की निगरानी कर सकता है और अतीत में उत्पन्न डेटा के माध्यम से भविष्य की बैटरी स्थिति की भविष्यवाणी कर सकता है।
b. बैटरी प्रबंधन प्रणाली का उपयोग उसके पूरे जीवन चक्र में बैटरी के प्रदर्शन का पूरी तरह से उपयोग करने और बैटरी की असामान्य प्रदर्शन स्थितियों को स्वतंत्र रूप से समायोजित करने के लिए किया जा सकता है।
3. थर्मल प्रबंधन प्रणाली
बैटरी थर्मल प्रबंधन प्रणाली प्रारंभिक प्राकृतिक कूलिंग से फोर्स्ड एयर कूलिंग और वर्तमान मुख्यधारा के तरल कूल्ड प्लेट फॉर्म तक विकसित हुई है। हालाँकि, अभी भी यह पाया गया है कि यह बैटरियों के लिए संतोषजनक कार्य तापमान वातावरण प्रदान नहीं कर सकता है। यह मुख्य रूप से उच्च बैटरी तापमान (लगभग 37 डिग्री), बैटरियों के बीच बड़े तापमान अंतर (5 - 8 डिग्री), और बैटरी कोशिकाओं के अंदर बड़े तापमान क्षेत्र (15 - 20 डिग्री) में प्रकट होता है।
उद्योग भी सक्रिय रूप से नए प्रकार के थर्मल प्रबंधन तरीकों की खोज कर रहा है। हाल ही में, बहुप्रचारित पूरी तरह से डूबे हुए तरल शीतलन विधि, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, बैटरी कोशिकाओं को एक तरल शीतलन टैंक में रखता है और फिर बैटरी को पूरी तरह से डुबोने के लिए टैंक में ठंडा तरल इंजेक्ट करता है, जिससे गर्मी के लिए बहु दिशात्मक और बहु कोणीय संपर्क प्राप्त होता है। अपव्यय.
मुख्य लाभ इस प्रकार हैं:
a. ठंडा करने वाला तरल सीधे बैटरी कोशिकाओं से संपर्क करता है, जिसमें अप्रत्यक्ष शीतलन की तरल शीतलन प्लेटों की तुलना में उच्च ताप विनिमय दक्षता होती है, और यह जल्दी से ठंडा या गर्म होने में सक्षम होता है।
b. बैटरी सेल पूरी तरह से डूबे होने पर सभी दिशाओं में गर्मी फैलाएंगे, और तरल कूलिंग प्लेट प्रकार की तुलना में बैटरी सेल के अंदर प्रत्येक बिंदु पर तापमान अधिक समान (लगभग 3 डिग्री) होता है।
c. बैटरी सेल पूरी तरह से डूब जाने के बाद, तरल इनलेट और तरल आउटलेट के बीच तापमान के अंतर को नियंत्रित करके बैटरियों के बीच उच्च स्तर की तापमान एकरूपता प्राप्त की जा सकती है।
d. जब बैटरी कोशिकाएं पूरी तरह से शीतलक तरल में डूब जाती हैं, तो बैटरी कोशिकाओं के बीच के खाली क्षेत्र शीतलन तरल से भर जाते हैं और अंतराल से अलग हो जाते हैं। एकल बैटरी सेल के थर्मल रनवे के मामले में, तापमान को ठंडा तरल द्वारा जल्दी से दूर ले जाया जा सकता है, फैला हुआ तापमान ठंडा तरल द्वारा अलग किया जाता है और थर्मल प्रसार नहीं बनेगा। थर्मल रनवे के कारण निकलने वाले इलेक्ट्रोलाइट को भी ठंडा तरल द्वारा अवशोषित और डिस्चार्ज किया जाएगा, और बैटरी कोशिकाओं से निकलने वाली उच्च तापमान गैस को ठंडा तरल द्वारा अलग किया जाएगा, जिससे बैटरी सुरक्षा में सुधार होगा।
विसर्जन प्रकार के तरल शीतलन के कई लाभ हैं, लेकिन इसका विकास सुचारू नहीं है:
a. ठंडा करने वाले तरल को बैटरियों को पूरी तरह से डुबोने की आवश्यकता होती है और इसमें अच्छी तरलता और उच्च सुरक्षा होती है, इसलिए ठंडा करने वाले तरल का चयन करना मुश्किल होता है।
b. सिस्टम में बड़ी संख्या में बैटरियां हैं, और पूर्ण विसर्जन की स्थिति में प्रवाह चैनलों को डिजाइन करना मुश्किल है। कोनों के अक्सर दिखाई देने की संभावना होती है, जिसके परिणामस्वरूप तापमान में बड़ा अंतर होता है।
हाल ही में, डेटा अनुसंधान और विभिन्न शीतलन विधियों की तुलना के माध्यम से, यह पाया गया है कि अर्धचालक प्रकार के शीतलन उत्पादों को उपयोग के लिए सीधे बैटरी कोशिकाओं की सतह से जोड़ा जा सकता है। हालाँकि, कम शक्ति और बड़े पैमाने पर उपयोग में असुविधा के कारण, वर्तमान में इनका उपयोग मुख्य रूप से छोटे आकार के डीह्यूमिडिफ़ायर, वॉटर डिस्पेंसर और अन्य उत्पादों में किया जाता है।
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, थर्मल प्रबंधन प्रौद्योगिकियों के हालिया विकास के संबंध में, लंबे समय में, बुद्धिमान थर्मल प्रबंधन बैटरी थर्मल प्रबंधन की अंतिम दिशा है। बुद्धिमान थर्मल प्रबंधन के माध्यम से, बैटरी के इष्टतम कामकाजी तापमान वातावरण को न्यूनतम ऊर्जा खपत के साथ सबसे बड़ी सीमा तक बनाए रखा जा सकता है।
इंटेलिजेंट थर्मल प्रबंधन एक व्यापक संतुलन है जो बाहरी पर्यावरणीय कारकों जैसे तापमान, आर्द्रता, हवा की गति, रोशनी, भूतापीय गर्मी, साथ ही बैटरी, विद्युत घटकों, केबल और थर्मल प्रबंधन जैसे आंतरिक घटकों को ध्यान में रखता है। यह पहले से अनुमान लगाने के लिए बाहरी वातावरण की भविष्यवाणी को एकीकृत करता है कि हीटिंग या कूलिंग की आवश्यकता है या नहीं और संबंधित शक्ति। यह सुनिश्चित करता है कि सिस्टम की बैटरियों में इष्टतम तापमान वातावरण हो और अपेक्षाकृत छोटी सीमा के भीतर उतार-चढ़ाव हो।
4. सुरक्षा व्यवस्था
बैटरी सुरक्षा प्रणाली प्रणाली की निचली रेखा है।
वर्तमान में, पेरफ्लूरोहेक्सानोन अग्नि सुरक्षा प्रणाली उद्योग में मुख्यधारा है, और कुछ निर्माता एयरोसोल आदि का उपयोग करते हैं। मुख्य अंतर एजेंटों में निहित है, जो अग्नि सुरक्षा होस्ट में परिवर्तन की ओर जाता है, जबकि अन्य डिटेक्शन और अलार्म काफी समान हैं।
वर्तमान में, गैस प्रकार या गैस जैसे एजेंट अग्नि सुरक्षा जैसे पेरफ्लूरोहेक्सानोन और एयरोसोल मुख्य रूप से अग्नि सुरक्षा के लिए एजेंट एकाग्रता पर निर्भर करते हैं। जब समय के साथ गैस की सघनता कम हो जाती है, तब भी बैटरी पैक में पुनः चालू होने का जोखिम बना रहता है।
इसलिए, वर्तमान में, कुछ ऊर्जा भंडारण उद्यम तरल पूर्ण विसर्जन अग्नि सुरक्षा को अपनाते हैं।
मूल सिद्धांत यह है: तरल माध्यम के साथ बैटरी पैक में बैटरी कोशिकाओं को पूरी तरह से डुबो कर, तरल माध्यम कोशिकाओं को पूरी तरह से घेर लेता है, सेल विफलता के बाद उत्पन्न तापमान को जल्दी से कम कर देता है, दहनशील उच्च तापमान और उच्च दबाव गैसों को अलग कर देता है। तरल माध्यम के माध्यम से विफलता, और सेल विफलता के बाद उत्सर्जित इलेक्ट्रोलाइट को तरल माध्यम द्वारा अवशोषित और ले जाया जा सकता है।
हालाँकि, वर्तमान में, उद्योग में ऊर्जा भंडारण प्रणाली की सुरक्षा प्रणाली का पता लगाने वाला अनुभाग बैटरी प्रबंधन प्रणाली से स्वतंत्र है। आम तौर पर, तापमान, गैस, वीओसी इत्यादि को एकीकृत करने वाली एक मल्टी-इन-वन जांच को बैटरी पैक की एक निश्चित स्थिति पर बेहद सीमित सटीकता के साथ सेट किया जाता है, संवेदनशीलता का उल्लेख नहीं किया जाता है।
बैटरी सुरक्षा की सुरक्षा की पूरी प्रक्रिया में, केवल विफलता और गैर-विफलता के बीच अंतर होता है, बैटरी विफलता से पहले उच्च तापमान चरण पूरी तरह गायब होता है।
इसलिए, वर्तमान में सबसे पहले क्या किया जाना चाहिए, और कई उद्यम क्या कर रहे हैं, सुरक्षा प्रबंधन प्रणाली को बैटरी प्रबंधन प्रणाली से जोड़ना है। आख़िरकार, बैटरी प्रबंधन प्रणाली वास्तविक समय में प्रत्येक सेल के वोल्टेज और तापमान की निगरानी करती है।
5. इंटेलिजेंट इंटीग्रेटेड सिस्टम
वर्तमान में, नई ऊर्जा उद्योग में, विशेष रूप से बिजली क्षेत्र में, बुद्धिमान विकास तेजी से आगे बढ़ रहा है। यह पेपर मानता है कि बैटरी प्रणालियों के विकास में बैटरी प्रबंधन प्रणालियों, थर्मल प्रबंधन प्रणालियों और सुरक्षा प्रणालियों की व्यापक बुद्धिमत्ता भी शामिल होनी चाहिए।
सुरक्षा प्रणाली बैटरी प्रबंधन प्रणाली के निगरानी डेटा का उपयोग करती है और बैटरी कोशिकाओं के विफल होने से पहले प्रारंभिक चेतावनी, अलार्म और अग्निशमन को पूरा करने, नुकसान को कम करने के लिए इसे थर्मल प्रबंधन प्रणाली के बुद्धिमान भविष्यवाणी डेटा के साथ जोड़ती है। उनमें से, बैटरी कोशिकाओं के विफल होने से पहले उच्च तापमान चरण में, सुरक्षा प्रणाली बैटरी कोशिकाओं की विफलता प्रतिक्रिया को दबाने के लिए थर्मल प्रबंधन की उच्च शक्ति शीतलन शुरू कर सकती है। इसके अलावा, बड़े डेटा की निगरानी और तुलना के माध्यम से, घटना के समय और बैटरी असामान्यताओं के प्रकार की पहले से भविष्यवाणी की जा सकती है, और संबंधित उपचार विधियों को जल्द से जल्द बनाया जा सकता है।