पॉवर बॅटरी सिस्टमसाठी चार्जिंग कंट्रोल स्ट्रॅटेजी काय आहेत?

पॉवर बॅटरी सिस्टमसाठी चार्जिंग कंट्रोल स्ट्रॅटेजी काय आहेत?

पॉवर बॅटरी सिस्टम चार्जिंग कंट्रोल स्ट्रॅटेजी

पॉवर बॅटरी पॅकच्या मोठ्या प्रमाणात-एकात्मिक ऍप्लिकेशनसाठी, पॉवर बॅटरीच्याच रासायनिक आणि भौतिक गुणधर्मांचा विचार करण्याव्यतिरिक्त, बॅटरी स्टोरेज पद्धत, स्टोरेज वातावरण, चार्जिंग उपकरणांची परिस्थिती, केंद्रीकृत स्टोरेज आणि चार्जिंगशी संबंधित सुरक्षा समस्या आणि पॉवर ग्रिडवर होणारा परिणाम यांचाही विचार करणे आवश्यक आहे.

अनेक घटकांपैकी, प्राथमिक हमी आणि विचार ही पॉवर बॅटरीची चार्जिंग सुरक्षितता असावी, ज्याचा अर्थ विविध प्रकारच्या पॉवर बॅटरीच्या आधारे वैयक्तिक चार्जिंग कंट्रोल पॅरामीटर प्राधान्यक्रम तयार करणे आणि चार्जिंग दरम्यान प्रक्रियेचे निरीक्षण आणि नियंत्रण करणे. पॉवर बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली आणि चार्जिंग तंत्रज्ञानाच्या सध्याच्या स्तरावर, चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान बॅटरी सिस्टममधील वैयक्तिक पेशींचे मापदंड शोधणे शक्य झाले आहे. म्हणून, चार्जिंग सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी, वैयक्तिक बॅटरी सेलच्या पॅरामीटर्सचे शक्य तितके निरीक्षण केले पाहिजे.

चार्जिंग कंट्रोल स्ट्रॅटेजीजच्या संदर्भात, एकत्रित केलेल्या बॅटरी आणि वैयक्तिक पेशींमध्ये लक्षणीय फरक आहेत. सध्या, बॅटरी पॅकमधील वैयक्तिक पेशींच्या ठराविक पॅरामीटर्सवर आधारित चार्जिंग नियंत्रित करण्यासाठी बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम (BMS) आणि चार्जर यांच्यातील संवादाद्वारे, अनेक पद्धती वापरल्या जातात. बॅटरीची सुरक्षितता सुनिश्चित करताना बॅटरी पॅकची वापरण्यायोग्य क्षमता वाढवणे ही मूलभूत नियंत्रण कल्पना आहे. चार्जिंगची सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी वैयक्तिक बॅटरी सेलचे पॅरामीटर्स अत्यंत महत्त्वाचे आहेत. म्हणून, चार्जिंग पॅरामीटर कंट्रोल स्ट्रॅटेजी बऱ्याचदा अत्यंत मूल्यांवर आधारित चार्जिंग पॅरामीटर्स समायोजित करण्याची पद्धत अवलंबते, ज्याचा अर्थ वेगवेगळ्या बॅटरी प्रकारांनुसार बॅटरी सिस्टममधील अत्यंत वैयक्तिक पेशींच्या पॅरामीटर्सवर लक्ष केंद्रित करणे. इलेक्ट्रिक वाहने बऱ्याचदा पॉवर बॅटरी सिस्टम चार्जिंग लॉजिक सायकल टेबल 11-3 द्वारे दिलेले प्राधान्य तत्त्व वापरतात आणि बॅटरी पॅकमधील अत्यंत पॅरामीटर्स मर्यादित मर्यादेत ठेवून संपूर्ण चार्जिंग पॅरामीटर समायोजन करतात.

उदाहरण म्हणून लिथियम मँगनीज ऑक्साईड बॅटरी घेतल्यास, स्थिर प्रवाह-स्थिर व्होल्टेज पद्धती वापरून चार्जिंग केले जाते. चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान, प्रथम फोकस बॅटरी पॅकमधील वैयक्तिक सेल व्होल्टेज शोधण्यावर आहे. कोणत्याही वैयक्तिक सेल व्होल्टेजने सेट कमाल स्वीकार्य व्होल्टेज (जसे की 4.25V) पेक्षा जास्त असल्यास, वैयक्तिक सेल व्होल्टेजच्या वाढीवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी एकूण चार्जिंग मर्यादा प्रवाह कमी केला पाहिजे. त्याच वेळी, बॅटरीचे तापमान नियमित अंतराने शोधले जाते. जर कोणत्याही वैयक्तिक सेलचे तापमान बॅटरी पॅकच्या सरासरी तापमानापेक्षा 5 अंशांनी जास्त असेल तर, तापमान वाढीचा दर मर्यादित करून चार्जिंग मर्यादा प्रवाह कमी केला पाहिजे. परिष्कृत व्यवस्थापन आणि नियंत्रण अंतर्गत, व्होल्टेज मर्यादेचे समायोजन देखील बॅटरीच्या चार्जिंग तापमानातील बदलांवर आधारित असू शकते. उदाहरणार्थ, जेव्हा बॅटरीचे तापमान कमी श्रेणीत असते, तेव्हा बॅटरी पॅकची चार्ज करण्यायोग्य क्षमता वाढवण्यासाठी चार्जिंग व्होल्टेजची वरची मर्यादा वाढवली जाते; जेव्हा बॅटरीचे तापमान उच्च श्रेणीत असते, तेव्हा बॅटरी सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी चार्जिंग व्होल्टेजची वरची मर्यादा कमी केली जाते.

टेबल 11-3 बॅटरी पॅकसाठी चार्जिंग पॅरामीटर नियंत्रण धोरणांचे प्राधान्य

पॉवर बॅटरी सिस्टम चार्जिंग मॅनेजमेंट मोड

चार्जिंग स्ट्रॅटेजीच्या अंमलबजावणीसाठी प्रभावी डेटा ट्रान्समिशन आणि बॅटरी सिस्टम आणि चार्जरमधील वास्तविक-वेळ पॅरामीटर निर्णय आवश्यक आहे. बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम (BMS) बॅटरी सिस्टममधील पॅरामीटर्स गोळा करण्याचे कार्य पूर्ण करते. यासोबतच, सध्याच्या स्मार्ट चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान, चार्जरशी संवाद साधून, ते चार्जिंग प्रक्रियेची सुरक्षितता सुनिश्चित करते आणि बॅटरीवर प्रभावी नियंत्रण मिळवते.

चार्जिंग मॅनेजमेंट मोडची मूलभूत प्रणाली रचना आकृती 11-12 मध्ये दर्शविली आहे.

BMS चे कार्य म्हणजे बॅटरीच्या स्थितीचे ऑनलाइन निरीक्षण करणे (बॅटरीचे तापमान, वैयक्तिक सेल व्होल्टेज, कार्यरत करंट, बॅटरी आणि चार्जिंग पाईलमधील इन्सुलेशन), SOC अंदाज, स्थितीचे विश्लेषण (SOC खूप जास्त आहे की नाही, बॅटरीचे तापमान खूप जास्त/कमी आहे की नाही, वैयक्तिक सेलचे व्होल्टेज खूप जास्त आहे की नाही, बॅटरीचे व्होल्टेज खूप जास्त आहे की नाही, तापमान खूप जास्त आहे का/कमी आहे. दोषपूर्ण आहे, ओव्हरकरंट आहे की नाही, बॅटरी सुसंगतता विश्लेषण, बॅटरी पॅकमध्ये दोष आहेत की नाही, किंवा संप्रेषण दोष इ.) आणि आवश्यक थर्मल व्यवस्थापन लागू करणे. चार्जरची मुख्य कार्ये म्हणजे पॉवर रूपांतरण, आउटपुट व्होल्टेज आणि करंटचे बंद-लूप नियंत्रण, आवश्यक संरक्षण, आणि बॅटरीची स्थिती आणि आउटपुट करंटचे डायनॅमिक समायोजन सर्वसमावेशकपणे समजून घेण्यासाठी BMS सह संप्रेषण. जेव्हा बॅटरी पॅक चार्ज करणे आवश्यक असते, तेव्हा चार्जरच्या आउटपुटच्या मुख्य सकारात्मक आणि नकारात्मक पॉवर लाइन्स व्यतिरिक्त, बॅटरी पॅकशी कनेक्ट करणे आवश्यक असते, BMS आणि चार्जरमध्ये डेटा शेअरिंगसाठी एक कम्युनिकेशन लाइन देखील जोडली जाते.

हा चार्जिंग मोड बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टीम आणि चार्जर सिस्टीम दरम्यान एक संवाद दुवा स्थापित करतो, डेटा शेअरिंग सक्षम करतो. हे सुरक्षेशी संबंधित मापदंडांना, जसे की चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान बॅटरीचे व्होल्टेज, तापमान आणि इन्सुलेशन कार्यप्रदर्शन, बॅटरीच्या चार्जिंग नियंत्रण आणि व्यवस्थापनामध्ये सहभागी होऊ देते. हे चार्जरला बॅटरीची स्थिती आणि माहिती पूर्णपणे समजून घेण्यास आणि त्यानुसार चार्जिंग करंट समायोजित करण्यास सक्षम करते, पॅकमधील सर्व बॅटरीमध्ये जास्त चार्जिंग आणि अत्यधिक उच्च तापमान प्रभावीपणे प्रतिबंधित करते, ज्यामुळे सीरिज-कनेक्ट केलेल्या बॅटरी चार्जिंगची सुरक्षितता सुधारते. शिवाय, हा चार्जिंग मोड BMS चे व्यवस्थापन आणि नियंत्रण कार्य सुधारतो, चार्जिंगची सुरक्षितता आणि बुद्धिमत्ता वाढवतो आणि चार्जर ऑपरेटरद्वारे चार्जिंग पॅरामीटर्स सेट करण्याचे कंटाळवाणे काम सोपे करते, ज्यामुळे चार्जरला अधिक अनुकूलता मिळते. या मोडमध्ये, चार्जरला बॅटरी प्रकारांमध्ये फरक करण्याची आवश्यकता नाही; सुरक्षित चार्जिंग साध्य करण्यासाठी BMS द्वारे प्रदान केलेल्या वर्तमान सूचना प्राप्त करणे आवश्यक आहे.

पॉवर बॅटरी सिस्टम चार्जिंग पद्धती

वेगवेगळ्या ऑपरेटिंग पद्धतींनुसार, इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी पॉवर बॅटरी चार्जिंग दोन पद्धतींमध्ये विभागली जाऊ शकते: ग्राउंड चार्जिंग आणि ऑन{0}}बोर्ड चार्जिंग.

ग्राउंड चार्जिंग पद्धत

जेव्हा वाहनाला पूरक चार्जिंगची आवश्यकता असते, तेव्हा चार्जिंगची आवश्यकता असलेली बॅटरी वाहनातून काढून टाकली जाते आणि पूर्ण चार्ज केलेली बॅटरी स्थापित केली जाते. वाहन नंतर ऑपरेशन किंवा ऍप्लिकेशन सुरू ठेवण्यासाठी निघून जाते आणि काढून टाकलेली बॅटरी ग्राउंड चार्जिंग सिस्टम वापरून पूरक केली जाते. ग्राउंड चार्जिंग पद्धतीचा अवलंब करणे बॅटरीच्या देखभालीसाठी, बॅटरीचे आयुष्य आणि वाहन वापर कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी फायदेशीर आहे, परंतु यामुळे वाहन आणि चार्जिंग सुविधा/उपकरणे यांना जास्त मागणी आहे. ग्राउंड चार्जिंग पुढे बॉक्स चार्जिंग आणि इंटिग्रल पॅक चार्जिंगमध्ये विभागले गेले आहे.

(1)बॉक्स चार्जिंगबॉक्स चार्जिंग दरम्यान, प्रत्येक चार्जर बॅटरी पॅकमधील बॅटरीचा एक बॉक्स चार्ज करतो आणि चार्जिंग नियंत्रण पूर्ण करण्यासाठी लगतच्या बॅटरी व्यवस्थापन युनिटशी संवाद साधतो. ही पद्धत बॅटरी पॅकचे समानीकरण सुधारण्यासाठी आणि त्याची सेवा आयुष्य वाढवण्यासाठी फायदेशीर आहे. तथापि, यासाठी मोठ्या संख्येने चार्जर, बॅटरी पॅक आणि चार्जर्समधील अनेक कनेक्शन, एक जटिल मॉनिटरिंग नेटवर्क आणि उच्च किंमत आवश्यक आहे. त्याची रचना आकृती 11-13 मध्ये दर्शविली आहे. आणि त्याच्या अनुप्रयोग तंत्रज्ञान आवश्यकता

प्लॅटफॉर्म त्यापैकी, चार्जिंग प्लॅटफॉर्म वाहनाच्या कमी-व्होल्टेज पॉवर सप्लाय, बॅटरी स्टोरेज रॅक, चार्जर कम्युनिकेशन इंटरफेस कनेक्टर, चार्जर आउटपुट कनेक्टर आणि अलार्म सेन्सर यांच्याशी सुसंगत डीसी पॉवर स्त्रोताशी जोडलेले आहे. जेव्हा चार्जिंग प्लॅटफॉर्मवर बॅटरीचा एक बॉक्स ठेवला जातो, तेव्हा कमी-व्होल्टेजचा वीजपुरवठा बॅटरी व्यवस्थापन युनिटला वीज पुरवतो. चार्जर आणि बॅटरी व्यवस्थापन युनिट चार्जिंग नियंत्रण मिळविण्यासाठी संवाद साधतात आणि चार्जर आउटपुट कनेक्टरद्वारे चार्जरमधून बॅटरीमध्ये ऊर्जा प्रसारित केली जाते. अलार्म सेन्सर्स, तापमान सेन्सर्स, इ. चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान साइटवर -निरीक्षण करतात.

बॉक्स चार्जिंग वापरताना, बॅटरी शेड्युलिंग सिस्टीमला बॅटरी स्टोरेज, रिप्लेसमेंट, री-ग्रुपिंग, बॅटरी पॅक समानीकरण, वास्तविक क्षमता चाचणी, आणि बॅटरी दोषांचे आपत्कालीन हाताळणी यासारखी कार्ये करणे, रिअल-वेळेत सर्व बॅटरीचे प्रमाण, गुणवत्ता आणि स्थितीचे निरीक्षण आणि व्यवस्थापन करणे आवश्यक आहे.

(2)इंटिग्रल पॅक चार्जिंगइंटिग्रल पॅक चार्जिंगसह, इलेक्ट्रिक वाहनातून काढलेले सर्व बॅटरी बॉक्स वाहनावर वापरल्या जाणाऱ्या पद्धतीने जोडले जातात. संपूर्ण बॅटरी पॅक चार्ज करण्यासाठी एकच चार्जर वापरला जातो आणि सर्व बॅटरी व्यवस्थापन युनिट्स चार्जिंग नियंत्रण पूर्ण करण्यासाठी बॅटरी व्यवस्थापन होस्ट आणि चार्जरशी संवाद साधतात. या पद्धतीसाठी कमी चार्जर आवश्यक आहेत आणि एक सोप्या मॉनिटरिंग नेटवर्क आहे, परंतु बॉक्स चार्जिंग पद्धतीच्या तुलनेत, बॅटरी पॅकचे समानीकरण कमी आहे आणि सेवा आयुष्य कमी आहे. त्याची रचना आकृती 11-14 मध्ये दर्शविली आहे.

दोन चार्जिंग पद्धतींची तुलना तक्ता 11-4 मध्ये दर्शविली आहे.

तक्ता 11-4 दोन चार्जिंग पद्धतींची तुलना

ऑन-बोर्ड चार्जिंग पद्धत

जेव्हा वाहनाला पूरक चार्जिंगची आवश्यकता असते, तेव्हा चार्जर चार्जिंग प्लगशी जोडला जातो आणि आकृती 11-15 मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, वाहनातून न काढता बॅटरी थेट चार्ज केली जाऊ शकते. त्याचे फायदे ही एक साधी चार्जिंग ऑपरेशन प्रक्रिया आहे आणि त्यात बॅटरी स्टोरेज किंवा बॅटरी बदलणे यासारख्या प्रक्रियांचा समावेश नाही. तथापि, वाहन चार्जिंगचा वेळ वाहनाच्या ऑपरेशन किंवा अनुप्रयोगाच्या वेळेत व्यापतो, ज्यामुळे वाहनाचा वापर कमी होतो आणि बॅटरी पॅकचे समानीकरण राखण्यासाठी आणि त्याचे सेवा आयुष्य वाढवण्यासाठी ते कमी अनुकूल बनते.

ऑन-बोर्ड चार्जिंग पद्धत ऑन-बोर्ड चार्जर आणि ऑन-बोर्ड नेटवर्कच्या कनेक्शन लाइनद्वारे आणि इलेक्ट्रिक वाहनाच्या अंतर्गत CAN नेटवर्कद्वारे चालविली जाते, चार्जिंग नियंत्रण पूर्ण करण्यासाठी ऑन-बोर्ड बॅटरी व्यवस्थापन होस्टशी संप्रेषण करते. ऑन-बोर्ड चार्जिंग कम्युनिकेशनची रचना आकृती 11-16 मध्ये दर्शविली आहे.

ऑन-बोर्ड चार्जिंगसाठी चार्जरचे दोन प्रकार वापरले जातात. एक म्हणजे ऑन-बोर्ड चार्जर स्थापित केला जातो आणि वाहनासोबत वाहून नेला जातो, ज्यामध्ये सामान्यतः कमी उर्जा असते, बहुतेक इलेक्ट्रिक सेडानसाठी 5KW पेक्षा कमी, लहान चार्जिंग करंट आणि दीर्घ चार्जिंग वेळ असतो. रात्री चार्ज होणाऱ्या आणि दिवसा वापरल्या जाणाऱ्या इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी हे योग्य आहे. दुसरा ऑफ-बोर्ड फास्ट चार्जर आहे, जो सामान्यत: वाहन ३० मिनिटांत चार्ज होत असल्याची खात्री करतो, ५० किमी पेक्षा जास्त प्रवास करण्यासाठी वाहनाला पुरेशी उर्जा जोडण्यास सक्षम आहे. इलेक्ट्रिक सेडान ज्यांचे उत्पादन केले गेले आहे त्यांना या दोन प्रकारच्या चार्जरच्या अनुप्रयोगाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी ऑन{10}}बोर्ड चार्जर इंटरफेस आणि वेगवान चार्जर इंटरफेस दोन्ही आवश्यक आहेत, याचा अर्थ दोन इंटरफेस समांतर व्यवस्था केलेले आहेत. आकृती 11-17 निसान लीफ इलेक्ट्रिक वाहनाचा चार्जिंग इंटरफेस दाखवते.