मेरा मानना है कि हर किसी को कोशिका संतुलन की अवधारणा से परिचित कराया गया है, मुख्यतः क्योंकि कोशिकाओं की वर्तमान स्थिरता पर्याप्त अच्छी नहीं है, और इसे संतुलन के माध्यम से सुधारने की आवश्यकता है। ठीक वैसे ही जैसे दुनिया में, हम दो समान पत्तियाँ नहीं पा सकते हैं, और हम दो समान कोशिकाएँ नहीं पा सकते हैं। बैलेंस का लक्ष्य अंततः बैटरी सेल की कमियों को दूर करना है और यह क्षतिपूर्ति का एक साधन है। नीचे लिथियम बैटरियों के निष्क्रिय और सक्रिय संतुलन का संक्षिप्त परिचय दिया गया है:
01 निष्क्रिय संतुलन
निष्क्रिय संतुलन आम तौर पर प्रतिरोध डिस्चार्ज के माध्यम से उच्च वोल्टेज वाली बैटरियों को डिस्चार्ज करता है, अन्य बैटरियों के लिए अधिक चार्जिंग समय प्राप्त करने के लिए गर्मी के रूप में बिजली जारी करता है। इस प्रकार, पूरे सिस्टम की शक्ति सबसे कम क्षमता वाली बैटरी द्वारा सीमित होती है। चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, लिथियम बैटरियों में आम तौर पर चार्जिंग ऊपरी सीमा सुरक्षा वोल्टेज मान होता है। जब बैटरियों की एक निश्चित स्ट्रिंग इस वोल्टेज मान तक पहुँचती है, तो लिथियम बैटरी सुरक्षा बोर्ड चार्जिंग सर्किट को काट देगा और चार्ज करना बंद कर देगा। इसलिए, निष्क्रिय संतुलन के लाभ कम लागत और सरल सर्किट डिजाइन हैं; नुकसान यह है कि संतुलन न्यूनतम शेष बैटरी क्षमता पर आधारित होता है, जो कम अवशिष्ट क्षमता वाली बैटरियों की क्षमता नहीं बढ़ा सकता है, और संतुलित शक्ति का 100% गर्मी के रूप में बर्बाद हो जाता है। लिथियम बैटरी सुरक्षा बोर्ड में आम तौर पर बैटरी की ओवरचार्जिंग को रोकने के लिए ओवरचार्ज सुरक्षा फ़ंक्शन होता है।
जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, दूसरी बैटरी को पहले सुरक्षा वोल्टेज मान पर चार्ज किया जाता है, जिससे लिथियम बैटरी सुरक्षा बोर्ड की सुरक्षा तंत्र चालू हो जाता है और बैटरी सिस्टम की चार्जिंग रुक जाती है, जिससे सीधे तौर पर पूरी तरह से असमर्थता हो जाती है। पहली और तीसरी बैटरी चार्ज करें। पूरे सिस्टम का पूरा चार्ज दूसरी बैटरी द्वारा सीमित है, जो सिस्टम हानि है। बैटरी सिस्टम की शक्ति बढ़ाने के लिए, लिथियम बैटरी सुरक्षा बोर्ड चार्जिंग के दौरान बैटरी को संतुलित करेगा। जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, संतुलित स्टार्ट-अप के बाद, लिथियम बैटरी सुरक्षा बोर्ड दूसरी बैटरी को डिस्चार्ज कर देगा, जिससे सुरक्षा वोल्टेज मान तक पहुंचने में समय में देरी होगी। इससे पहली और तीसरी बैटरी का चार्जिंग समय भी बढ़ जाएगा, जिससे बैटरी सिस्टम की समग्र शक्ति बढ़ जाएगी। हालाँकि, नंबर 2 बैटरी की डिस्चार्ज की गई शक्ति का 100% गर्मी रिलीज में परिवर्तित हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण अपशिष्ट होता है (नंबर 2 बैटरी की गर्मी अपव्यय सिस्टम का नुकसान है और बिजली की बर्बादी भी है)।
जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है, बैटरी पर ओवरचार्जिंग के गंभीर प्रभाव के अलावा, ओवरडिस्चार्जिंग से भी बैटरी को गंभीर नुकसान हो सकता है। इसी तरह, लिथियम बैटरी प्रोटेक्शन बोर्ड में ओवर डिस्चार्ज प्रोटेक्शन फ़ंक्शन होता है। डिस्चार्ज करते समय, जब दूसरी बैटरी का वोल्टेज डिस्चार्ज प्रोटेक्शन वैल्यू तक पहुंच जाता है, तो लिथियम बैटरी प्रोटेक्शन बोर्ड का सुरक्षा तंत्र चालू हो जाता है, जिससे सिस्टम डिस्चार्ज रुक जाता है, जिससे सीधे पहली और तीसरी बैटरी की शेष बैटरी क्षमता अक्षम हो जाती है। पूर्णतः उपयोग किया गया। संतुलित स्टार्ट-अप के बाद सिस्टम ओवर डिस्चार्ज में सुधार किया जाएगा।
02 सक्रिय संतुलन
सक्रिय संतुलन बिजली के हस्तांतरण के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जो अत्यधिक कुशल है और इसके परिणामस्वरूप न्यूनतम नुकसान होता है। विभिन्न निर्माताओं के पास अलग-अलग तरीके हैं, और संतुलित धारा 1 से 10A तक भिन्न होती है।
निष्क्रिय संतुलन छोटी क्षमता और कम स्ट्रिंग गिनती वाले लिथियम बैटरी पैक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जबकि सक्रिय संतुलन उच्च स्ट्रिंग गिनती और बड़ी क्षमता वाले पावर प्रकार लिथियम बैटरी पैक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। बीएमएस के लिए, संतुलन कार्य के अलावा, अंतर्निहित संतुलन रणनीति और भी महत्वपूर्ण है।
जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है, बैटरियों के प्रत्येक 6 तार एक समूह बनाते हैं, और बैटरियों के 6 तारों की कुल शक्ति छोटी क्षमता वाली बैटरी में स्थानांतरित हो जाती है। आगमनात्मक सक्रिय संतुलन भौतिक रूपांतरण, पावर स्विच और माइक्रो इंडक्टर्स को एकीकृत करने पर आधारित है। यह आसन्न या पड़ोसी बैटरियों के बीच चार्ज ट्रांसफर के माध्यम से बैटरियों को संतुलित करने के लिए एक द्विदिशीय संतुलन विधि का उपयोग करता है, और चाहे बैटरी डिस्चार्ज, चार्ज या स्थिर स्थिति में हो, संतुलन प्राप्त कर सकता है। संतुलन दक्षता 92% तक है।
डिस्चार्ज और चार्जिंग कार्य सिद्धांत चित्र 6 और 7 में दिखाया गया है, जहां बैटरी 2 बैटरी 1 और 3 को पावर ट्रांसफर करती है। कुशल चार्ज ट्रांसफर यह सुनिश्चित करता है कि चार्जिंग के दौरान तीन बैटरियों का वोल्टेज संतुलित रहता है, जिससे सभी बैटरियां पूरी तरह से चार्ज हो जाती हैं। लिथियम बैटरी सुरक्षा बोर्ड डिस्चार्ज के दौरान बैटरी को संतुलित भी कर सकता है। पहली और तीसरी बैटरियां अपनी शक्ति को दूसरी बैटरी में स्थानांतरित करती हैं, और तीन बैटरियों का वोल्टेज लगातार संतुलित अवस्था में डिस्चार्ज होता है, ताकि बैटरी की सारी शक्ति का उपयोग किया जा सके।