आप अपने इलेक्ट्रिक वाहन में बैठते हैं, इसे चालू करते हैं, और क्लस्टर आपको दिखाता है कि आप कितनी मील की यात्रा कर सकते हैं। इस रेंज के आधार पर, आप तय करते हैं कि गड्ढों को आप अपने गंतव्य तक पहुंचने के लिए किस पड़ाव पर ले जाएंगे, लेकिन क्या आपने कभी सोचा है कि आपका वाहन कितनी दूरी तय कर सकता है, इसकी गणना कैसे करता है?
खैर, बैटरी प्रबंधन प्रणाली या बीएमएस बैटरी पैक पर नजर रखता है जो आपके इलेक्ट्रिक वाहन को शक्ति प्रदान करता है और आपके लिए सीमा का अनुमान लगाता है। इसके अलावा, सिस्टम बैटरी पैक के स्वास्थ्य की निगरानी करता है और यह सुनिश्चित करता है कि इसका उपयोग करना सुरक्षित है।
बैटरी पैक और लिथियम-आयन सेल को समझना
बैटरी प्रबंधन प्रणाली में आने से पहले, यह समझना आवश्यक है कि बैटरी पैक कैसे बनाए जाते हैं।
एक इलेक्ट्रिक वाहन पर एक बैटरी पैक लिथियम-आयन कोशिकाओं से बना होता है, और ये सेल बैटरी पैक मॉड्यूल बनाने के लिए एक दूसरे से जुड़े होते हैं। बैटरी पैक बनाने के लिए इन मॉड्यूल को अन्य मॉड्यूल से जोड़ा जाता है। यह मॉड्यूलर डिज़ाइन बैटरी पैक को कुशलतापूर्वक प्रबंधित करने में मदद करता है और सेवाक्षमता में सुधार करता है। इस डिज़ाइन आर्किटेक्चर के कारण, बैटरी पैक निर्माता पूरे बैटरी पैक को बदलने के बजाय एक दोषपूर्ण मॉड्यूल को बदल सकता है।
फायदे के संदर्भ में, लिथियम-आयन सेल कई सुविधाएँ प्रदान करते हैं जैसे कि उच्च शक्ति-से-भार अनुपात, उच्च ऊर्जा दक्षता, कम स्व-निर्वहन विशेषताओं, और अच्छा उच्च तापमान प्रदर्शन। इन विशेषताओं के कारण, लिथियम-आयन सेल इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए पसंदीदा विकल्प हैं, लेकिन ये बैटरी निर्दोष नहीं हैं, और सॉलिड-स्टेट बैटरी तकनीक लिथियम-आयन बैटरी के साथ आने वाली समस्याओं को हल करने की कोशिश कर रहा है।
यहां ध्यान देने वाली एक और बात यह है कि लिथियम-आयन सेल केवल ऊपर बताए गए लाभों की पेशकश कर सकते हैं यदि वे निर्दिष्ट सीमाओं के भीतर संचालित होते हैं। नीचे इन परिचालन सीमाओं का संक्षिप्त विवरण दिया गया है।
- वोल्टेज विनिर्देश: इलेक्ट्रिक वाहन का बैटरी पैक कई लिथियम-आयन सेल से बना होता है। चीजों को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, टेस्ला रोडस्टर 6,831 कोशिकाओं के साथ आया था, और इनमें से प्रत्येक सेल को एक निर्धारित वोल्टेज सीमा के भीतर संचालित करने की आवश्यकता है। अधिकांश सेल के लिए, यह रेंज 3.0 और 4.1 वोल्ट के बीच होती है। यदि इन सीमाओं के बाहर कोशिकाओं का उपयोग किया जाता है, तो बैटरी पैक का जीवन और इसके द्वारा प्रदान किया जाने वाला प्रदर्शन खराब हो जाता है।
- तापमान सीमा: वोल्टेज सीमा के अलावा, लिथियम-आयन बैटरी के तापमान की भी निगरानी करने की आवश्यकता होती है। अधिकांश कोशिकाओं के लिए, यह सीमा -4 और 131 डिग्री फ़ारेनहाइट (-20 और 55 डिग्री सेल्सियस) के बीच होती है। यदि कोशिकाओं को इन तापमान सीमाओं के बाहर संचालित किया जाता है, तो बैटरी पैक का प्रदर्शन और जीवन काफी नीचे जा सकता है।
- वर्तमान ड्रॉ: कोशिकाओं से खींची गई धारा की मात्रा की भी निगरानी की जानी चाहिए। यदि कोशिकाओं से खींची गई धारा की मात्रा निर्धारित सीमा से बाहर है, तो कोशिकाओं का जीवन तेजी से घटता है।
- आवेशित धारा: चार्जिंग के दौरान बैटरी पैक पर भी नजर रखने की जरूरत होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कम समय में उच्च मात्रा में करंट बैटरी पैक में पंप किया जाता है, और यह आमतौर पर इस दौरान होता है लेवल 3 चार्जर का उपयोग करके फास्ट चार्जिंग. बैटरी पैक में इस उच्च धारा प्रवाह के कारण, कोशिकाएं अधिक चार्ज हो सकती हैं, जिससे वे गर्म हो जाती हैं, जिससे कोशिकाओं का जीवन और प्रदर्शन खराब हो जाता है।
चूंकि बैटरी पैक के इष्टतम प्रदर्शन के लिए कई मापदंडों की निगरानी की आवश्यकता होती है, इसलिए इसे बैटरी प्रबंधन प्रणाली की आवश्यकता होती है। यह प्रबंधन प्रणाली एक कंप्यूटिंग डिवाइस है जो प्रत्येक सेल की कई विशेषताओं की निगरानी करती है और यह सुनिश्चित करती है कि बैटरी पैक निर्दिष्ट सीमा के भीतर संचालित हो।
यदि प्रकोष्ठ निर्धारित सीमा के भीतर कार्य नहीं करते हैं तो क्या होगा?
यदि बैटरी पैक की कोशिकाओं को उच्च तापमान पर संचालित किया जाता है या उनसे बहुत अधिक धारा खींची जाती है, तो एक घटना हो सकती है जिसे थर्मल भगोड़ा कहा जाता है।
आप देखते हैं, लिथियम-आयन बैटरी रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से ऊर्जा प्रदान करती है। ये प्रतिक्रियाएं गर्मी उत्पन्न करती हैं, और यदि बैटरी उपयुक्त श्रेणियों में संचालित नहीं होती हैं, तो इन प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न गर्मी की मात्रा तेजी से बढ़ जाती है।
गर्मी उत्पादन में इस वृद्धि के कारण, कोशिकाएं आग पकड़ सकती हैं और बैटरी पैक में एक श्रृंखला प्रतिक्रिया का कारण बन सकती हैं। इसलिए, थर्मल भगोड़ा को रोकने के लिए प्रत्येक सेल के तापमान की निगरानी करना आवश्यक है।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली कैसे काम करती है, और यह क्या करती है?
बैटरी प्रबंधन प्रणाली कई सेंसरों से जुड़ा एक कंप्यूटर है। ये सेंसर प्रत्येक सेल के वोल्टेज, करंट और तापमान की निगरानी करते हैं और इसे बीएमएस को भेजते हैं।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली तब यह सुनिश्चित करने के लिए इस डेटा का विश्लेषण करती है कि प्रत्येक सेल निर्धारित सीमा के भीतर संचालित होता है। अगर ऐसा नहीं होता है, तो यह समस्या को हल करने का प्रयास करता है।
यदि बैटरी पैक के अंदर की कोशिकाएँ बहुत अधिक गर्म होती हैं, तो BMS बैटरी पैक के तापमान को कम करने के लिए शीतलन प्रणाली का प्रबंधन करता है।
सेल वोल्टेज में बदलाव के मामले में, बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम सेल बैलेंसिंग करता है। कोशिकाओं को संतुलित करने के लिए, यह सुनिश्चित करने के लिए एक सेल से दूसरे सेल में ऊर्जा स्थानांतरित करता है कि सभी सेल एक ही वोल्टेज स्तर पर काम करते हैं।
ऊपर बताए गए कार्यों के अलावा, बीएमएस बैटरी के चार्ज और स्वास्थ्य की स्थिति की गणना करने के लिए प्राप्त डेटा के लॉग लेता है।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली रेंज की गणना कैसे करती है?
बीएमएस से जुड़े सेंसरों में से एक बैटरी पैक में प्रवेश करने और बाहर निकलने की मात्रा को मापता है। इस डेटा के आधार पर, बैटरी प्रबंधन प्रणाली यह अनुमान लगाती है कि बैटरी पैक में कितना करंट है और आपका वाहन कितनी दूरी तय कर सकता है, अपनी सीमा की चिंता को दूर रखें.
क्या बैटरी प्रबंधन प्रणाली की वास्तव में आवश्यकता है?
इलेक्ट्रिक वाहन पर बैटरी प्रबंधन प्रणाली बैटरी पैक में प्रत्येक सेल की बारीकी से निगरानी करती है। यह सुनिश्चित करता है कि बैटरी पैक उपयोग करने के लिए सुरक्षित है और अगर सेल ठीक से काम नहीं कर रहे हैं तो कार की सुरक्षा करता है।
इसके अलावा, यह उस सीमा का अनुमान लगाता है जिससे वाहन यात्रा कर सकता है और बैटरी पैक के समग्र जीवनचक्र को बेहतर बनाने में मदद करता है। इसलिए, एक बैटरी प्रबंधन प्रणाली एक इलेक्ट्रिक वाहन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, और एक अच्छी बैटरी प्रबंधन प्रणाली कई वर्षों तक इलेक्ट्रिक वाहन के जीवन को बेहतर बना सकती है।
