कस्टम बैटरी पैक के लिए पाउच सेल कैसे चुनें | मिसेन

कस्टम बैटरी पैक के लिए पाउच सेल चुनना केवल सही वोल्टेज और क्षमता खोजने का मामला नहीं है।

एक सेल कागज पर उपयुक्त दिख सकता है लेकिन फिर भी मॉड्यूल असेंबली, थर्मल परीक्षण या दीर्घकालिक संचालन के दौरान समस्याएं पैदा करता है। डिस्चार्ज करंट सेल सीमा के बहुत करीब हो सकता है। हो सकता है कि टैब बसबार लेआउट में फिट न हों। पैक का घेरा सूजन के लिए कोई जगह नहीं छोड़ सकता है। बैटरी प्रबंधन प्रणाली को गलत वोल्टेज रेंज के आसपास भी कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

प्रोटोटाइप बनने के बाद सेल चयन के दौरान इन समस्याओं को हल करना आसान और कम खर्चीला होता है।

एक विश्वसनीय चयन प्रक्रिया पूरी बैटरी प्रणाली से शुरू होनी चाहिए: अनुप्रयोग, कार्यशील वोल्टेज, आवश्यक ऊर्जा, निरंतर और शिखर धारा, स्थापना स्थान, तापमान सीमा, सेवा जीवन और उत्पादन मात्रा।

यह मार्गदर्शिका बताती है कि कैसे इंजीनियर और उत्पाद डेवलपर इलेक्ट्रिक वाहनों, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों, रोबोटिक्स, ड्रोन, औद्योगिक उपकरण और अन्य कस्टम बैटरी अनुप्रयोगों के लिए पाउच सेल का मूल्यांकन कर सकते हैं।

बैटरी पैक आवश्यकताओं से प्रारंभ करें

सेल मॉडलों की तुलना करने से पहले, एक बुनियादी बैटरी आवश्यकता पत्रक तैयार करें।

कम से कम, इसमें शामिल होना चाहिए:

• आवेदन

• नाममात्र पैक वोल्टेज

• अधिकतम चार्जिंग वोल्टेज

• न्यूनतम ऑपरेटिंग वोल्टेज

• आवश्यक क्षमता या ऊर्जा

• निरंतर डिस्चार्ज करंट

• पीक डिस्चार्ज करंट और अवधि

• अधिकतम बैटरी आयाम

• लक्ष्य बैटरी वजन

• चार्ज का समय

• परिचालन तापमान

• आवश्यक चक्र जीवन

• अपेक्षित वार्षिक मात्रा

यह जानकारी निर्धारित करती है कि कोई सेल तकनीकी रूप से उपयुक्त है या नहीं।

उदाहरण के लिए, दो परियोजनाओं के लिए 48V 100Ah बैटरी पैक की आवश्यकता हो सकती है। हालाँकि, 30A पर चलने वाली एक स्थिर भंडारण प्रणाली में त्वरण के दौरान 200A खींचने वाले औद्योगिक वाहन से बहुत अलग सेल आवश्यकताएं होती हैं।

क्षमता समान हो सकती है, लेकिन रसायन शास्त्र, आंतरिक प्रतिरोध, टैब डिजाइन, थर्मल संरचना और बैटरी प्रबंधन प्रणाली सभी भिन्न हो सकती हैं।

1. सही पाउच सेल रसायन शास्त्र का चयन करें

पहला प्रमुख निर्णय कोशिका रसायन विज्ञान है।

मिसेन एनएमसी, एलएफपी, अर्ध-ठोस और सोडियम-आयन कोशिकाओं सहित कई पाउच सेल प्रौद्योगिकियों की आपूर्ति और मूल्यांकन करता है। प्रत्येक रसायन शास्त्र एक अलग परियोजना प्राथमिकता प्रदान करता है।

एनएमसी पाउच सेल

जब ऊर्जा घनत्व और बैटरी का वजन महत्वपूर्ण होता है तो एनएमसी पाउच सेल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

• इलेक्ट्रिक वाहन

• इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिलें

• रोबोटिक

• मानवरहित प्रणालियाँ

• पोर्टेबल औद्योगिक उपकरण

• वजन-संवेदनशील बैटरी मॉड्यूल

एक पारंपरिक एनएमसी पाउच सेल में आम तौर पर लगभग 3.6V से 3.7V का नाममात्र वोल्टेज होता है। मानक अधिकतम चार्जिंग वोल्टेज अक्सर 4.2V होता है, हालांकि कुछ उच्च-वोल्टेज सेल उच्च सीमा का उपयोग करते हैं।

सटीक चार्जिंग वोल्टेज को हमेशा सेल विनिर्देश का पालन करना चाहिए। मानक 4.2V सेल के लिए डिज़ाइन किया गया BMS या चार्जर का उपयोग स्वचालित रूप से उच्च-वोल्टेज रसायन विज्ञान के साथ नहीं किया जाना चाहिए।

जब परियोजना को सीमित स्थान में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है तो एनएमसी अक्सर एक मजबूत विकल्प होता है। हालाँकि, थर्मल प्रबंधन, करंट लोडिंग और वोल्टेज नियंत्रण पर सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता है।

एलएफपी पाउच सेल

एलएफपी पाउच कोशिकाओं का चयन आमतौर पर तब किया जाता है जब चक्र जीवन, थर्मल स्थिरता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता न्यूनतम संभव पैक वजन प्राप्त करने से अधिक मायने रखती है।

एक विशिष्ट एलएफपी सेल में होता है:

• नाममात्र वोल्टेज लगभग 3.2V

• अधिकतम चार्जिंग वोल्टेज लगभग 3.65V

सामान्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

• ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ

• सौर बैटरी सिस्टम

• औद्योगिक बैकअप पावर

• उपयोगिता वाहन

• बार-बार साइकिल से चलने वाले बैटरी पैक

एनएमसी की तुलना में, एलएफपी को समान ऊर्जा लक्ष्य तक पहुंचने के लिए आम तौर पर अधिक कोशिकाओं या बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है। बदले में, जब बैटरी ठीक से डिज़ाइन और संचालित की जाती है तो यह एक स्थिर वोल्टेज प्लेटफ़ॉर्म और मजबूत चक्र प्रदर्शन प्रदान कर सकता है।

अर्ध-ठोस थैली कोशिकाएँ

अर्ध-ठोस थैली कोशिकाओं को उन परियोजनाओं के लिए माना जाता है जिनके लिए उच्च ऊर्जा घनत्व और कम बैटरी वजन की आवश्यकता होती है।

वे इसके लिए उपयुक्त हो सकते हैं:

• प्रीमियम इलेक्ट्रिक मोबिलिटी

• लंबे समय तक चलने वाले ड्रोन

• विशिष्ट रोबोटिक्स

• एयरोस्पेस-संबंधित प्रणालियाँ

• कॉम्पैक्ट उच्च-ऊर्जा बैटरी पैक

शब्द 'अर्ध-ठोस' में विभिन्न सेल डिज़ाइन शामिल हैं, इसलिए केवल प्रौद्योगिकी नाम पर निर्भर रहने के बजाय वास्तविक विनिर्देश का मूल्यांकन करना महत्वपूर्ण है।

ऊर्जा घनत्व, डिस्चार्ज क्षमता, चक्र जीवन, चार्जिंग विधि और प्रमाणन स्थिति मॉडल के बीच काफी भिन्न हो सकती है।

सोडियम-आयन थैली कोशिकाएँ

सोडियम-आयन पाउच सेल उन परियोजनाओं में रुचि आकर्षित कर रहे हैं जो कम तापमान प्रदर्शन, दर क्षमता और सामग्री उपलब्धता को महत्व देते हैं।

संभावित अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

• शीत-जलवायु गतिशीलता

• कम तापमान वाले औद्योगिक उपकरण

• दोपहिया वाहन

• बिजली का बैकअप

• चयनित ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ

उनकी वोल्टेज सीमा पारंपरिक लिथियम-आयन कोशिकाओं से भिन्न होती है। परिणामस्वरूप, मौजूदा लिथियम बैटरी बीएमएस या चार्जर वोल्टेज थ्रेशोल्ड, एसओसी अनुमान और संतुलन रणनीति में बदलाव के बिना उपयुक्त नहीं हो सकता है।

इसलिए सोडियम-आयन कोशिकाओं को एनएमसी या एलएफपी के लिए सीधे ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन के रूप में मानने के बजाय एक संपूर्ण प्रणाली के रूप में मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

एलटीओ के बारे में क्या?

लिथियम टाइटेनेट कोशिकाएं उच्च चार्ज दर, लंबे चक्र जीवन और कम तापमान वाले संचालन का समर्थन कर सकती हैं। हालाँकि, उनके कम नाममात्र वोल्टेज और कम ऊर्जा घनत्व के परिणामस्वरूप आमतौर पर बड़ा और अधिक महंगा बैटरी पैक होता है।

एलटीओ विशेष फास्ट-चार्जिंग या उच्च-चक्र अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो सकता है, लेकिन कॉम्पैक्ट आकार या कम लागत पर केंद्रित परियोजनाओं के लिए यह शायद ही पहला विकल्प है।

थैली कोशिका रसायन शास्त्र तुलना

कोशिका रसायन शास्त्र	मुख्य लाभ	मुख्य सीमा	विशिष्ट अनुप्रयोग
एनएमसी	उच्च ऊर्जा घनत्व और कम वजन	सावधानीपूर्वक थर्मल और वोल्टेज प्रबंधन की आवश्यकता है	ईवी, रोबोटिक्स, यूएवी और पोर्टेबल सिस्टम
एलएफपी	लंबा चक्र जीवन और मजबूत तापीय स्थिरता	एनएमसी की तुलना में कम ऊर्जा घनत्व	ईएसएस, औद्योगिक उपकरण और उपयोगिता वाहन
अर्द्ध ठोस	प्रीमियम परियोजनाओं के लिए उच्च-ऊर्जा क्षमता	मॉडल की उपलब्धता और लागत अलग-अलग होती है	हल्के और स्थान-सीमित सिस्टम
सोडियम आयन	कम तापमान और उच्च दर क्षमता	कम ऊर्जा घनत्व और कम परिपक्व आपूर्ति श्रृंखला	शीत-जलवायु गतिशीलता और चयनित भंडारण
एलटीओ	तेज चार्जिंग और लंबी साइकिल लाइफ	कम ऊर्जा घनत्व और उच्च सिस्टम लागत	उच्च-चक्र और तीव्र-चार्जिंग अनुप्रयोग

कोई सार्वभौमिक रूप से सर्वोत्तम थैली कोशिका रसायन शास्त्र नहीं है। सही चुनाव इस बात पर निर्भर करता है कि किस आवश्यकता से समझौता नहीं किया जा सकता।

2. वोल्टेज और श्रृंखला विन्यास निर्धारित करें

एक बार रसायन विज्ञान का चयन हो जाने के बाद, अगला चरण यह निर्धारित करना है कि श्रृंखला में कितनी कोशिकाओं को जोड़ा जाना चाहिए।

श्रृंखला में जुड़े सेल वोल्टेज बढ़ाते हैं। एम्पीयर-घंटे में क्षमता लगभग समान रहती है।

मूल संबंध है:

पैक नाममात्र वोल्टेज = सेल नाममात्र वोल्टेज × श्रृंखला में कोशिकाओं की संख्या

एक नाममात्र 24V-वर्ग एनएमसी बैटरी श्रृंखला में सात कोशिकाओं का उपयोग कर सकती है:

3.7V × 7 = 25.9V

इसे सामान्यतः 7S बैटरी पैक के रूप में वर्णित किया जाता है।

हालाँकि, केवल नाममात्र वोल्टेज ही पर्याप्त नहीं है। निम्नलिखित मानों की भी जाँच की जानी चाहिए:

• अधिकतम पैक चार्जिंग वोल्टेज

• न्यूनतम पैक ऑपरेटिंग वोल्टेज

• उपकरण इनपुट वोल्टेज रेंज

• चार्जर आउटपुट वोल्टेज

• बीएमएस अधिभार सीमा

• बीएमएस ओवर-डिस्चार्ज सीमा

4.2V तक चार्ज किए गए सेल का उपयोग करके मानक 7S NMC पैक के लिए:

अधिकतम पैक वोल्टेज = 4.2V × 7 = 29.4V

उपकरण, चार्जर और बीएमएस सभी इस ऊपरी वोल्टेज के अनुकूल होने चाहिए।

एक ही '24V' उत्पाद विवरण विभिन्न बैटरी प्रणालियों को संदर्भित कर सकता है। 24V लेड-एसिड प्रतिस्थापन, 7S NMC बैटरी और 8S LFP बैटरी में समान वोल्टेज वक्र नहीं होते हैं।

इस कारण से, श्रृंखला गणना का चयन डिवाइस की संपूर्ण ऑपरेटिंग वोल्टेज विंडो पर आधारित होना चाहिए, न कि केवल इसके विज्ञापित वोल्टेज पर।

3. ऊर्जा और रनटाइम से क्षमता की गणना करें

क्षमता आमतौर पर एम्पीयर-घंटे में बताई जाती है, लेकिन बैटरी पैक चयन में वाट-घंटे पर भी विचार किया जाना चाहिए।

मूल संबंध है:

Wh में ऊर्जा = नाममात्र वोल्टेज × Ah में क्षमता

उदाहरण के लिए:

48V × 100Ah = 4,800Wh

यह अकेले आह मान की तुलना में संग्रहीत ऊर्जा का बेहतर संकेत देता है।

12V 100Ah बैटरी और 48V 100Ah बैटरी की एम्पीयर-घंटे की रेटिंग समान है, लेकिन 48V बैटरी लगभग चार गुना अधिक ऊर्जा संग्रहीत करती है।

उपयोगी ऊर्जा के लिए खाता

लेबल पर सैद्धांतिक ऊर्जा हमेशा उपकरण के लिए उपलब्ध ऊर्जा नहीं होती है।

प्रयोग करने योग्य क्षमता इससे प्रभावित हो सकती है:

• बीएमएस वोल्टेज सीमा

• चयनित एसओसी ऑपरेटिंग विंडो

• निर्वहन दर

• परिवेश का तापमान

• लोड के तहत वोल्टेज गिरना

• कनवर्टर दक्षता

• कोशिका उम्र बढ़ना

• आवश्यक आरक्षित क्षमता

एक परियोजना जिसे 4kWh प्रयोग करने योग्य ऊर्जा की आवश्यकता होती है, उसे 4kWh से अधिक नाममात्र सेल ऊर्जा की आवश्यकता हो सकती है।

सही रिज़र्व आवेदन पर निर्भर करता है। पूर्वानुमानित भार वाली एक स्थिर प्रणाली का मूल्यांकन उस वाहन से अलग किया जा सकता है जिसे कई वर्षों की क्षमता हानि के बाद भी काम करना होगा।

बड़ी कोशिकाएँ या एकाधिक समानांतर कोशिकाएँ?

समानांतर में जुड़े सेल वोल्टेज को लगभग समान रखते हुए क्षमता और वर्तमान क्षमता बढ़ाते हैं।

2P कॉन्फ़िगरेशन समानांतर में दो कोशिकाओं का उपयोग करता है। एक 3P कॉन्फ़िगरेशन तीन का उपयोग करता है।

जहां संभव हो, बड़ी क्षमता वाली एकल कोशिका कम हो सकती है:

• वेल्ड की संख्या

• बसबार कनेक्शन की संख्या

• इन्सुलेशन भाग

• सभा का समय

• संभावित कनेक्शन विफलताएँ

हालाँकि, जब उपलब्ध स्थान अनियमित होता है या जब एक विशिष्ट वर्तमान वितरण की आवश्यकता होती है, तो कई छोटी कोशिकाएँ बेहतर लचीलापन प्रदान कर सकती हैं।

सर्वोत्तम कॉन्फ़िगरेशन सेल आयाम, मॉड्यूल संरचना, गर्मी वितरण और उत्पादन विधि पर निर्भर करता है। कम सेल स्वचालित रूप से बेहतर बैटरी पैक की गारंटी नहीं देते हैं।

4. सी-रेट को सतत और पीक करंट से मिलाएं

किसी सेल की डिस्चार्ज दर को सामान्यतः सी-रेट के रूप में व्यक्त किया जाता है।

50Ah सेल के लिए:

• 1C 50A के बराबर है

• 2C 100A के बराबर है

• 3C 150A के बराबर है

यह गणना सरल है, लेकिन उच्च-दर सेल का चयन करने के लिए विनिर्देश तालिका में दिखाए गए अधिकतम वर्तमान की जांच करने से अधिक की आवश्यकता होती है।

सतत् निर्वहन धारा

निरंतर करंट वह अधिकतम करंट है जो बैटरी को एक विस्तारित अवधि के लिए सामान्य ऑपरेशन के दौरान प्रदान करना चाहिए।

यह प्रभावित करता है:

• सेल तापमान

• वोल्टेज घटाव

• प्रयोग करने योग्य क्षमता

• कनेक्टर चयन

• बसबार की मोटाई

• केबल का आकार

• बीएमएस वर्तमान रेटिंग

• शीतलन आवश्यकताएँ

प्रयोगशाला स्थितियों के तहत एक निश्चित धारा के लिए रेटेड सेल एक कसकर बंद मॉड्यूल के अंदर अधिक गर्म हो सकता है। संपीड़न प्लेटें, इन्सुलेशन सामग्री और पड़ोसी कोशिकाएं सभी गर्मी अपव्यय को प्रभावित कर सकती हैं।

पीक डिस्चार्ज करंट

पीक करंट छोटी उच्च-शक्ति घटनाओं के दौरान होता है जैसे:

• मोटर स्टार्टअप

• त्वरण

• हाइड्रोलिक पंप सक्रियण

• यूएवी टेक-ऑफ

• उपकरण का प्रभाव

• अल्पावधि आपातकालीन भार

एक शिखर धारा विनिर्देश तब तक अधूरा है जब तक कि अवधि भी ज्ञात न हो।

दो सेकंड के लिए 300A देने में सक्षम सेल 30 सेकंड के लिए समान करंट का समर्थन नहीं कर सकता है। इसलिए पीक करंट को उसकी अवधि और पुनरावृत्ति आवृत्ति के साथ निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।

पूर्ण सीमा पर डिज़ाइन न करें

थर्मल सत्यापन के बिना बैटरी को अधिकतम विज्ञापित सेल करंट पर लगातार काम नहीं करना चाहिए।

प्रारंभिक डिज़ाइन मार्जिन की आमतौर पर अनुशंसा की जाती है, लेकिन प्रत्येक परियोजना के लिए उपयुक्त कोई सार्वभौमिक प्रतिशत नहीं है। आवश्यक मार्जिन इस पर निर्भर करता है:

• परिवेश का तापमान

• शीतलन की स्थिति

• पैक बाड़ा

• कोशिका उम्र बढ़ना

• वर्तमान कर्तव्य चक्र

• स्वीकार्य तापमान वृद्धि

• आवश्यक सेवा जीवन

मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए, प्रोटोटाइप परीक्षण में वास्तविक लोड प्रोफ़ाइल के तहत सेल तापमान, टैब तापमान, वोल्टेज ड्रॉप और डीसी आंतरिक प्रतिरोध शामिल होना चाहिए।

5. सेल आयाम, टैब और पैक स्थान की जाँच करें

पाउच सेल आकर्षक हैं क्योंकि वे उच्च पैकेजिंग दक्षता और लचीले आयाम प्रदान कर सकते हैं।

उनके प्रारूप को आमतौर पर इस प्रकार वर्णित किया गया है:

मोटाई × चौड़ाई × लंबाई

हालाँकि, सूचीबद्ध सेल आयाम यांत्रिक डिज़ाइन का केवल एक हिस्सा हैं।

एक पैक डिजाइनर को इसके लिए भी जगह देनी होगी:

• सेल टैब

• बसबार

• इन्सुलेशन शीट

• संपीड़न प्लेटें

• कुशनिंग सामग्री

• थर्मल इंटरफेस

• बीएमएस

• तारों

• कनेक्टर्स

• फ़्यूज़

• असेंबली सहनशीलता

सूजन भत्ता

चार्जिंग, साइकलिंग और उम्र बढ़ने के दौरान पाउच कोशिकाएं मोटाई बदल सकती हैं।

आवश्यक भत्ता सेल आपूर्तिकर्ता के डेटा, अपेक्षित एसओसी रेंज, चक्र-जीवन लक्ष्य और संपीड़न रणनीति पर आधारित होना चाहिए। एक निश्चित प्रतिशत को सभी सेल मॉडलों पर आँख बंद करके लागू नहीं किया जाना चाहिए।

बहुत कम जगह छोड़ने से अत्यधिक यांत्रिक तनाव पैदा हो सकता है। कोशिकाओं को पूरी तरह से असमर्थित छोड़ने से असमान सूजन, खराब संपर्क और मॉड्यूल स्थिरता में कमी हो सकती है।

एक उपयुक्त यांत्रिक संरचना को कोशिका शरीर या सीलिंग क्षेत्र पर हानिकारक दबाव से बचते हुए विस्तार को नियंत्रित करना चाहिए।

टैब की स्थिति और सामग्री

पाउच सेल टैब स्थित हो सकते हैं:

• उसी तरफ

• विपरीत पक्षों पर

• अलग-अलग ऑफसेट पर

• कस्टम ओरिएंटेशन में

टैब व्यवस्था मॉड्यूल लेआउट, बसबार डिज़ाइन और असेंबली प्रक्रिया को प्रभावित करती है।

डिज़ाइनर को सत्यापित करना चाहिए:

• सकारात्मक और नकारात्मक टैब स्थिति

• टैब की चौड़ाई और मोटाई

• टैब सामग्री

• वेल्डिंग विधि

• आवश्यक वर्तमान

• झुकने की सीमाएँ

• सीलिंग किनारे से निकासी

तकनीकी रूप से उपयुक्त सेल का उपयोग करना अभी भी मुश्किल हो सकता है यदि इसका टैब लेआउट संलग्नक या बीएमएस स्थिति के साथ टकराव करता है।

6. वास्तविक परिचालन स्थितियों के तहत साइकिल जीवन का मूल्यांकन करें

चक्र जीवन को अक्सर क्षमता के एक निर्दिष्ट स्तर तक गिरने से पहले पूरे किए गए चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है, आमतौर पर प्रारंभिक क्षमता का 80%।

हालाँकि, एक चक्र-जीवन संख्या केवल तभी सार्थक होती है जब परीक्षण की स्थितियाँ ज्ञात हों।

महत्वपूर्ण शर्तों में शामिल हैं:

• चार्ज दर

• निर्वहन दर

• निर्वहन की गहराई

• ऊपरी चार्जिंग वोल्टेज

• कम डिस्चार्ज वोल्टेज

• तापमान का परीक्षण करें

• विश्राम समय

• कोशिका संपीड़न

• जीवन समाप्ति क्षमता सीमा

2,000 चक्रों के साथ विज्ञापित दो कोशिकाओं का परीक्षण बहुत अलग परिस्थितियों में किया गया हो सकता है।

साइकिल जीवन कैलेंडर जीवन नहीं है

चक्र जीवन बार-बार चार्ज और डिस्चार्ज के कारण होने वाली उम्र बढ़ने को मापता है।

कैलेंडर जीवन समय के साथ गिरावट को मापता है, जिसमें वह अवधि भी शामिल है जब बैटरी चल नहीं रही होती है।

उच्च एसओसी और उच्च तापमान पर लंबे समय तक संग्रहीत बैटरी बहुत कम चक्र पूरा करने पर भी क्षमता खो सकती है।

जिन उत्पादों के पांच से दस साल तक सेवा में बने रहने की उम्मीद है, उनके चक्र जीवन और कैलेंडर उम्र बढ़ने दोनों पर विचार किया जाना चाहिए।

रसायन विज्ञान उत्तर का केवल एक भाग है

एलएफपी कोशिकाएं अक्सर मजबूत चक्र प्रदर्शन प्रदान करती हैं, जबकि एनएमसी कोशिकाएं अक्सर उच्च ऊर्जा घनत्व के लिए चुनी जाती हैं। लेकिन अंतिम सेवा जीवन पैक डिजाइन और संचालन रणनीति से भी प्रभावित होता है।

निम्नलिखित उपायों से बैटरी जीवन में सुधार हो सकता है:

• अनावश्यक उच्च चार्जिंग वोल्टेज से बचना

• निरंतर उच्च-वर्तमान संचालन को कम करना

• कोशिका तापमान को नियंत्रित करना

• डिस्चार्ज की अत्यधिक गहराई को सीमित करना

• कोशिका स्थिरता बनाए रखना

• उपयुक्त संपीड़न का उपयोग करना

• सटीक बीएमएस सीमाएँ निर्धारित करना

लंबे समय तक चलने वाली सेल का चयन अनुपयुक्त थर्मल या मैकेनिकल डिज़ाइन की भरपाई नहीं कर सकता है।

7. निम्न और उच्च तापमान प्रदर्शन की पुष्टि करें

तापमान उपलब्ध क्षमता, बिजली क्षमता, चार्जिंग व्यवहार और उम्र बढ़ने को प्रभावित करता है।

शीत-जलवायु अनुप्रयोगों के लिए, जाँच करें:

• आवश्यक तापमान पर निर्वहन क्षमता

• लोड के तहत वोल्टेज गिरना

• कम तापमान पर अधिकतम चार्जिंग करंट

• क्या 0°C से नीचे चार्ज करने की अनुमति है

• क्या सेल हीटिंग की आवश्यकता है

• बीएमएस तापमान सुरक्षा सेटिंग्स

एक सेल जो -20°C पर डिस्चार्ज हो सकता है, उसमें अभी भी सख्त निम्न-तापमान चार्जिंग सीमाएँ हो सकती हैं।

उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए, जाँच करें:

• निरंतर चालू व्युत्पन्न

• कोशिका सतह का तापमान

• आंतरिक ताप संचय

• संलग्नक वेंटिलेशन

• ठंडा करने की विधि

• भंडारण तापमान

• अपेक्षित कैलेंडर उम्र बढ़ने

डेटाशीट पर लिखे गए ऑपरेटिंग तापमान की व्याख्या इस गारंटी के रूप में नहीं की जानी चाहिए कि सेल उस संपूर्ण रेंज में पूरी शक्ति प्रदान कर सकता है।

8. सेल मैचिंग को नजरअंदाज न करें

यहां तक ​​कि जब प्रत्येक कोशिका एक ही मॉडल से आती है, तब भी क्षमता, वोल्टेज, प्रतिरोध और स्व-निर्वहन व्यवहार में अंतर मौजूद हो सकता है।

ये अंतर तब और अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं जब कई कोशिकाएँ श्रृंखला में जुड़ी होती हैं।

एक कमजोर या असंगत सेल शेष पैक से पहले चार्ज या डिस्चार्ज सीमा तक पहुंच सकता है। इससे प्रयोग करने योग्य क्षमता कम हो सकती है और बीएमएस उम्मीद से पहले परिचालन बाधित कर सकता है।

प्रोजेक्ट के आधार पर, पाउच सेल मिलान में शामिल हो सकते हैं:

• क्षमता ग्रेडिंग

• ओपन-सर्किट वोल्टेज तुलना

• एसी आंतरिक प्रतिरोध परीक्षण

• डीसी आंतरिक प्रतिरोध मूल्यांकन

• के-वैल्यू स्क्रीनिंग

• मोटाई और आयाम निरीक्षण

• उपस्थिति और सीलिंग निरीक्षण

• बैच ट्रैसेबिलिटी

उच्च क्षमता वाले मॉड्यूल के लिए, सेल स्थिरता केवल गुणवत्ता-नियंत्रण मुद्दा नहीं है। यह सीधे पैक संतुलन, तापमान वितरण, प्रयोग करने योग्य ऊर्जा और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित करता है।

मिसेन चयनित मॉडल और प्रोजेक्ट की आवश्यकताओं के अनुसार पाउच सेल परीक्षण और मिलान का समर्थन कर सकता है।

9. बीएमएस को सेल और एप्लिकेशन से मिलाएं

सेल रसायन विज्ञान, श्रृंखला गणना और वर्तमान आवश्यकताओं की पुष्टि होने के बाद बीएमएस का चयन किया जाना चाहिए।

महत्वपूर्ण बीएमएस मापदंडों में शामिल हैं:

• श्रृंखला में कोशिकाओं की संख्या

• ओवरचार्ज वोल्टेज

• ओवर-डिस्चार्ज वोल्टेज

• निरंतर धारा

• चरम धारा

• अतिवर्तमान विलंब

• शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा

• वर्तमान संतुलन

• तापमान सेंसर

• संचार प्रोटोकॉल

• चार्जिंग और डिस्चार्ज आर्किटेक्चर

एलएफपी के लिए डिज़ाइन किया गया बीएमएस स्वचालित रूप से एनएमसी या सोडियम-आयन कोशिकाओं के साथ उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। वोल्टेज थ्रेशोल्ड और एसओसी गणना अनुपयुक्त हो सकती है।

बीएमएस को चार्जर और उपकरण के साथ भी समन्वित किया जाना चाहिए। इसे सामान्य स्टार्टअप धाराओं को बाधित किए बिना या बाहरी सुरक्षा प्रणालियों के साथ टकराव पैदा किए बिना बैटरी की सुरक्षा करनी चाहिए।

10. संपूर्ण मॉड्यूल संरचना की समीक्षा करें

एक कस्टम पाउच बैटरी पैक एक मैकेनिकल, इलेक्ट्रिकल और थर्मल सिस्टम है।

अंतिम डिज़ाइन में निम्नलिखित को शामिल करने की आवश्यकता हो सकती है:

• सेल संपीड़न संरचना

• अंत प्लेटें

• इन्सुलेशन बाधाएँ

• सेल धारक

• बसबार

• फ़्यूज़

• तापमान सेंसर

• थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री

• कूलिंग चैनल

• बीएमएस

• मुख्य कनेक्टर

• सेवा संबंधक

• पैक बाड़ा

• वेंटिंग या दबाव-राहत रणनीति

यही कारण है कि केवल कैटलॉग छवि या क्षमता मान से पाउच सेल का चयन करना जोखिम भरा हो सकता है।

सेल और मॉड्यूल का मूल्यांकन एक साथ किया जाना चाहिए।

पुष्टि करने के लिए पाउच सेल चयन चेकलिस्ट

चयन कारक	प्रश्न
आवेदन	बैटरी किस उपकरण को शक्ति प्रदान करेगी?
रसायन विज्ञान	क्या ऊर्जा घनत्व, चक्र जीवन, दर क्षमता या कम तापमान प्रदर्शन प्राथमिकता है?
वोल्टेज	नाममात्र, अधिकतम और न्यूनतम सिस्टम वोल्टेज क्या हैं?
क्षमता	कितनी नाममात्र और उपयोग योग्य ऊर्जा की आवश्यकता है?
मौजूदा	सतत और चरम धाराएँ क्या हैं, और शिखर कितने समय तक रहता है?
DIMENSIONS	बीएमएस, वायरिंग, इन्सुलेशन और संपीड़न की अनुमति के बाद अधिकतम पैक आकार क्या है?
वज़न	क्या प्रोजेक्ट वज़न के प्रति संवेदनशील है?
तापमान	चार्जिंग, डिस्चार्जिंग और भंडारण तापमान क्या हैं?
चक्र जीवन	कौन सी परीक्षण स्थितियाँ और जीवन समाप्ति क्षमता की आवश्यकता है?
सेल मिलान	क्षमता, OCV, प्रतिरोध और K-मान के लिए कौन सी सीमाएँ आवश्यक हैं?
बीएमएस	क्या सुरक्षा, संतुलन और संचार कार्यों की आवश्यकता है?
मात्रा	क्या परियोजना नमूनाकरण, पायलट उत्पादन या बड़े पैमाने पर उत्पादन में है?

सामान्य पाउच सेल चयन गलतियाँ

कस्टम बैटरी प्रोजेक्ट के दौरान कई गलतियाँ बार-बार सामने आती हैं।

केवल क्षमता के आधार पर चयन

समान Ah रेटिंग वाली दो कोशिकाओं में बहुत भिन्न वोल्टेज, प्रतिरोध, आकार, वजन और डिस्चार्ज क्षमता हो सकती है।

पीक करंट अवधि को नजरअंदाज करना

अवधि के बिना पीक करंट सेल, बीएमएस या बसबार का मूल्यांकन करने के लिए पर्याप्त नहीं है।

सेल संपीड़न संरचना के रूप में पैक संलग्नक का उपयोग करना

एक घेरा कोशिका की सतह पर समान दबाव नहीं डाल सकता है। एक समर्पित मॉड्यूल संरचना की अभी भी आवश्यकता हो सकती है।

विस्तार के लिए कोई जगह नहीं छोड़ना

एक थैली सेल को केवल उसकी नई-सेल मोटाई के आधार पर कठोर गुहा में स्थापित नहीं किया जाना चाहिए।

वोल्टेज थ्रेशोल्ड की जांच किए बिना मौजूदा बीएमएस का पुन: उपयोग करना

एनएमसी, एलएफपी, हाई-वोल्टेज लिथियम-आयन या सोडियम-आयन कोशिकाओं के बीच बदलते समय यह विशेष रूप से जोखिम भरा होता है।

बिना मिलान के कोशिकाओं को मिलाना

विभिन्न बैचों के या बड़ी क्षमता और प्रतिरोध अंतर वाले सेल बैटरी के प्रदर्शन को कम कर सकते हैं।

केवल अधिकतम डेटाशीट करंट पर निर्भर रहना

पूरे पैक का परीक्षण वास्तविक लोड प्रोफ़ाइल और थर्मल वातावरण के तहत किया जाना चाहिए।

सेल चयन से लेकर पैक एकीकरण तक

सबसे अच्छा पाउच सेल आवश्यक रूप से उच्चतम क्षमता, ऊर्जा घनत्व या डिस्चार्ज दर वाला सेल नहीं है।

यह वह सेल है जो संपूर्ण बैटरी सिस्टम में फिट बैठता है।

एक सफल चयन में संतुलन होना चाहिए:

• वोल्टेज अनुकूलता

• आवश्यक ऊर्जा

• निरंतर और चरम शक्ति

• उपलब्ध स्थान

• बैटरी का वजन

• चक्र-जीवन लक्ष्य

• तापमान की स्थिति

• यांत्रिक संरचना

• कोशिका संगति

• बीएमएस आवश्यकताएँ

• उत्पादन और आपूर्ति स्थिरता

मिसेन परीक्षण, मिलान, मॉड्यूल संपीड़न, बीएमएस मूल्यांकन और बैटरी पैक एकीकरण के माध्यम से प्रारंभिक पाउच सेल चयन से ग्राहकों का समर्थन करता है।

उपलब्ध विकल्पों में इलेक्ट्रिक गतिशीलता, ऊर्जा भंडारण, यूएवी, रोबोटिक्स और औद्योगिक बैटरी परियोजनाओं के लिए एनएमसी, एलएफपी, अर्ध-ठोस और सोडियम-आयन पाउच सेल शामिल हैं।

पाउच सेल चुनने में सहायता चाहिए?

किसी प्रोजेक्ट का मूल्यांकन करने के लिए, निम्नलिखित जानकारी भेजें:

• आवेदन

• आवश्यक पैक वोल्टेज

• आवश्यक क्षमता

• निरंतर डिस्चार्ज करंट

• चरम धारा और अवधि

• अधिकतम बैटरी आयाम

• परिचालन तापमान

• चक्र-जीवन लक्ष्य

• पसंदीदा रसायन शास्त्र

• अनुमानित मात्रा

इन आवश्यकताओं के आधार पर, मिसेन उपयुक्त पाउच सेल मॉडल की तुलना कर सकता है और श्रृंखला-समानांतर कॉन्फ़िगरेशन, सेल मिलान, संपीड़न संरचना, बीएमएस और प्रोटोटाइप योजना पर चर्चा कर सकता है।