लिथियम बैटरी मॉड्यूल क्या है?

बैटरी मॉड्यूल का अवलोकन

बैटरी मॉड्यूल इलेक्ट्रिक वाहनों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। इनका कार्य कई बैटरी सेल को आपस में जोड़कर एक संपूर्ण प्रणाली बनाना है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों को चलाने के लिए पर्याप्त शक्ति प्रदान करती है।

बैटरी मॉड्यूल कई बैटरी सेल से मिलकर बने बैटरी के घटक होते हैं और इलेक्ट्रिक वाहनों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। इनका कार्य कई बैटरी सेल को आपस में जोड़कर एक संपूर्ण प्रणाली बनाना है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए पर्याप्त शक्ति प्रदान करे या ऊर्जा भंडारण का कार्य करे। बैटरी मॉड्यूल न केवल इलेक्ट्रिक वाहनों का शक्ति स्रोत हैं, बल्कि उनके सबसे महत्वपूर्ण ऊर्जा भंडारण उपकरणों में से एक भी हैं।

बैटरी मॉड्यूल का जन्म

मशीनरी निर्माण उद्योग के दृष्टिकोण से, एकल-कोशिका बैटरियों में मुख्य रूप से निम्न प्रकार की समस्याएं हैं: खराब यांत्रिक गुण और अनुपयुक्त बाहरी इंटरफ़ेस।

1. आकार और दिखावट जैसी बाहरी भौतिक अवस्था अस्थिर होती है, और जीवन चक्र प्रक्रिया के साथ इसमें महत्वपूर्ण परिवर्तन होते हैं;

2. सरल और विश्वसनीय यांत्रिक स्थापना और निर्धारण इंटरफ़ेस का अभाव;

3. सुविधाजनक आउटपुट कनेक्शन और स्थिति निगरानी इंटरफ़ेस का अभाव;

4. कमजोर यांत्रिक और इन्सुलेशन सुरक्षा।

एकल-कोशिका वाली बैटरियों में उपरोक्त समस्याएं होने के कारण, उनमें सुधार और समाधान के लिए एक अतिरिक्त परत जोड़ना आवश्यक है, ताकि बैटरी को पूरे वाहन में आसानी से असेंबल और एकीकृत किया जा सके। कई से लेकर दस या बीस बैटरियों से बना मॉड्यूल, अपेक्षाकृत स्थिर बाहरी स्थिति, सुविधाजनक और विश्वसनीय यांत्रिक, आउटपुट, मॉनिटरिंग इंटरफ़ेस और बेहतर इन्सुलेशन और यांत्रिक सुरक्षा के साथ, इस स्वाभाविक चयन का परिणाम है।

वर्तमान मानक मॉड्यूल बैटरी की विभिन्न समस्याओं का समाधान करता है और इसके निम्नलिखित मुख्य लाभ हैं:

1. इससे स्वचालित उत्पादन आसानी से संभव हो सकता है और इसकी उत्पादन क्षमता उच्च है, तथा उत्पाद की गुणवत्ता और उत्पादन लागत को नियंत्रित करना अपेक्षाकृत आसान है;

2. यह उच्च स्तर का मानकीकरण स्थापित कर सकता है, जो उत्पादन लाइन की लागत को काफी कम करने और उत्पादन दक्षता में सुधार करने में सहायक होता है; मानक इंटरफेस और विनिर्देश पूर्ण बाजार प्रतिस्पर्धा और दो-तरफ़ा चयन के लिए अनुकूल हैं, और कैस्केड उपयोग की बेहतर संचालन क्षमता को बनाए रखते हैं;

3. उत्कृष्ट विश्वसनीयता, जो बैटरी के पूरे जीवन चक्र में अच्छी यांत्रिक और इन्सुलेशन सुरक्षा प्रदान कर सकती है;

4. कच्चे माल की अपेक्षाकृत कम लागत से अंतिम विद्युत प्रणाली संयोजन लागत पर बहुत अधिक दबाव नहीं पड़ेगा;

5. न्यूनतम रखरखाव योग्य इकाई मूल्य अपेक्षाकृत कम है, जिसका बिक्री के बाद की लागत को कम करने पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

बैटरी मॉड्यूल की संरचना

बैटरी मॉड्यूल की संरचना में आमतौर पर बैटरी सेल, बैटरी प्रबंधन प्रणाली, बैटरी बॉक्स, बैटरी कनेक्टर और अन्य भाग शामिल होते हैं। बैटरी सेल, बैटरी मॉड्यूल का सबसे बुनियादी घटक है। यह कई बैटरी इकाइयों से मिलकर बना होता है, आमतौर पर लिथियम-आयन बैटरी से, जिसमें उच्च ऊर्जा घनत्व, कम स्वतः डिस्चार्ज दर और लंबी सेवा आयु जैसी विशेषताएं होती हैं।

बैटरी प्रबंधन प्रणाली बैटरी की सुरक्षा, विश्वसनीयता और लंबी आयु सुनिश्चित करने के लिए मौजूद है। इसके मुख्य कार्यों में बैटरी की स्थिति की निगरानी, ​​बैटरी के तापमान का नियंत्रण, बैटरी के ओवरचार्ज/ओवरडिस्चार्ज से सुरक्षा आदि शामिल हैं।

बैटरी बॉक्स, बैटरी मॉड्यूल का बाहरी आवरण होता है, जो बैटरी मॉड्यूल को बाहरी वातावरण से सुरक्षित रखता है। बैटरी बॉक्स आमतौर पर धातु या प्लास्टिक से बना होता है, जिसमें संक्षारण प्रतिरोध, अग्निरोधक, विस्फोट प्रतिरोध और अन्य गुण होते हैं।

बैटरी कनेक्टर एक ऐसा घटक है जो कई बैटरी सेल को आपस में जोड़ता है। यह आमतौर पर तांबे से बना होता है, जिसमें अच्छी चालकता, घिसाव प्रतिरोध और जंग प्रतिरोध क्षमता होती है।

बैटरी मॉड्यूल प्रदर्शन संकेतक

आंतरिक प्रतिरोध से तात्पर्य बैटरी के कार्यशील अवस्था में उससे प्रवाहित होने वाली धारा के प्रतिरोध से है, जो बैटरी की सामग्री, निर्माण प्रक्रिया और संरचना जैसे कारकों से प्रभावित होता है। इसे दो भागों में बांटा गया है: ओमिक आंतरिक प्रतिरोध और ध्रुवीकरण आंतरिक प्रतिरोध। ओमिक आंतरिक प्रतिरोध इलेक्ट्रोड सामग्री, इलेक्ट्रोलाइट्स, डायाफ्राम और विभिन्न भागों के संपर्क प्रतिरोध से मिलकर बनता है; जबकि ध्रुवीकरण आंतरिक प्रतिरोध विद्युत रासायनिक ध्रुवीकरण और सांद्रता अंतर ध्रुवीकरण के कारण होता है।

विशिष्ट ऊर्जा – प्रति इकाई आयतन या द्रव्यमान पर बैटरी की ऊर्जा।

चार्ज और डिस्चार्ज दक्षता – यह इस बात का माप है कि चार्जिंग के दौरान बैटरी द्वारा खपत की गई विद्युत ऊर्जा किस हद तक रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित होती है जिसे बैटरी संग्रहित कर सकती है।

वोल्टेज – बैटरी के धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड के बीच का विभवांतर।

ओपन सर्किट वोल्टेज: बैटरी का वह वोल्टेज जब उससे कोई बाहरी सर्किट या बाहरी लोड कनेक्ट नहीं होता है। ओपन सर्किट वोल्टेज का बैटरी की शेष क्षमता से सीधा संबंध होता है, इसलिए बैटरी की क्षमता का अनुमान लगाने के लिए आमतौर पर बैटरी वोल्टेज को मापा जाता है। वर्किंग वोल्टेज: बैटरी के पॉजिटिव और नेगेटिव इलेक्ट्रोड के बीच का विभवांतर जब बैटरी कार्यशील अवस्था में होती है, यानी जब सर्किट में करंट प्रवाहित हो रहा होता है। डिस्चार्ज कट-ऑफ वोल्टेज: बैटरी के पूरी तरह चार्ज और डिस्चार्ज होने के बाद प्राप्त वोल्टेज (यदि डिस्चार्ज जारी रहता है, तो यह ओवर-डिस्चार्ज हो जाएगी, जिससे बैटरी के जीवन और प्रदर्शन को नुकसान होगा)। चार्ज कट-ऑफ वोल्टेज: चार्जिंग के दौरान जब स्थिर करंट स्थिर वोल्टेज में परिवर्तित होता है, तब प्राप्त वोल्टेज।

चार्ज और डिस्चार्ज दर – बैटरी को एक निश्चित धारा से 1 घंटे (यानी 1C) तक डिस्चार्ज करें। यदि लिथियम बैटरी की रेटिंग 2Ah है, तो बैटरी का 1C 2A के बराबर होगा और 3C 6A के बराबर होगा।

समानांतर कनेक्शन – बैटरियों को समानांतर क्रम में जोड़कर उनकी क्षमता बढ़ाई जा सकती है, और क्षमता = एक बैटरी की क्षमता * समानांतर कनेक्शनों की संख्या। उदाहरण के लिए, चांगन 3P4S मॉड्यूल में, एक बैटरी की क्षमता 50Ah है, तो मॉड्यूल की क्षमता = 50*3 = 150Ah।

श्रृंखला कनेक्शन – बैटरियों को श्रृंखला में जोड़कर उनका वोल्टेज बढ़ाया जा सकता है। वोल्टेज = एक बैटरी का वोल्टेज * श्रृंखला में जुड़ी बैटरियों की संख्या। उदाहरण के लिए, चांगन 3P4S मॉड्यूल में, एक बैटरी का वोल्टेज 3.82V है, तो मॉड्यूल का वोल्टेज = 3.82*4 = 15.28V होगा।

इलेक्ट्रिक वाहनों में एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में, पावर लिथियम बैटरी मॉड्यूल विद्युत ऊर्जा के भंडारण और उत्सर्जन, पावर प्रदान करने और बैटरी पैक के प्रबंधन और सुरक्षा में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इनकी संरचना, कार्य, विशेषताओं और अनुप्रयोग में कुछ अंतर होते हैं, लेकिन ये सभी इलेक्ट्रिक वाहनों के प्रदर्शन और विश्वसनीयता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति और अनुप्रयोगों के विस्तार के साथ, पावर लिथियम बैटरी मॉड्यूल का विकास जारी रहेगा और इलेक्ट्रिक वाहनों के प्रचार और प्रसार में इनका योगदान और भी अधिक होगा।