চার্জ এবং ডিসচার্জ বৈশিষ্ট্য কি?
চার্জ এবংস্রাববৈশিষ্ট্য
নিরাপত্তা, নির্ভরযোগ্যতা এবং চার্জিং দক্ষতা নিশ্চিত করতে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি সাধারণত দুই-পর্যায়ে চার্জিং পদ্ধতি ব্যবহার করে। প্রথম পর্যায় হল ভোল্টেজ সীমিত সহ ধ্রুবক কারেন্ট, এবং দ্বিতীয় পর্যায় হল কারেন্ট লিমিটিং সহ ধ্রুবক ভোল্টেজ। ক্যাথোড উপাদানের উপর নির্ভর করে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি চার্জ করার জন্য সর্বোচ্চ ভোল্টেজের সীমা পরিবর্তিত হয়। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির মৌলিক চার্জ/ডিসচার্জ ভোল্টেজ বক্ররেখাগুলি চিত্র 3-11-এ দেখানো হয়েছে। চিত্রের বক্ররেখাগুলি C/3 এর চার্জ/ডিসচার্জ কারেন্ট ব্যবহার করে। বিভিন্ন লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য, প্রধান পার্থক্যগুলি দ্বিগুণ:
1) প্রথম পর্যায়ে সর্বোত্তম ধ্রুবক বর্তমান মান ব্যাটারির ক্যাথোড উপাদান এবং উত্পাদন প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়। সাধারণত, 0.2C থেকে 0.3C এর বর্তমান পরিসর ব্যবহার করা হয়। দ্রুত বিদ্যুত ব্যবহারের ক্ষেত্রে, 1C, 2C, বা এমনকি উচ্চ হারে নিযুক্ত করা যেতে পারে।
2) বিভিন্ন লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ধ্রুবক বর্তমান সময়ের মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য প্রদর্শন করে, এবং ধারণক্ষমতার অনুপাত যা ধ্রুবক কারেন্ট দ্বারা মোট ক্ষমতার সাথে চার্জ করা যায় তাও যথেষ্ট পরিবর্তিত হয়। ব্যবহারিক বৈদ্যুতিক যানবাহন অ্যাপ্লিকেশনের দৃষ্টিকোণ থেকে, একটি দীর্ঘ ধ্রুবক বর্তমান সময়কালের ফলে একটি ছোট মোট চার্জিং সময় হয়, যা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আরও উপকারী।
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ভোল্টেজ স্থিতিশীল থাকে এবং স্রাবের প্রাথমিক এবং মধ্যম পর্যায়ে ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, কিন্তু পরবর্তী পর্যায়ে দ্রুত হ্রাস পায়, যেমনটি চিত্র 3-11-এর DE সেগমেন্টে দেখানো হয়েছে। অতিরিক্ত স্রাব এবং ব্যাটারির অপরিবর্তনীয় ক্ষতি রোধ করতে এই পর্যায়ে কার্যকর নিয়ন্ত্রণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
চার্জিং বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করার কারণগুলি৷
(1) চার্জিং বৈশিষ্ট্যের উপর চার্জিং কারেন্টের প্রভাব পরামিতি ফলাফল সারণি 3-1 এ দেখানো হয়েছে এবং চার্জিং বক্ররেখা চিত্র 3-12 এ দেখানো হয়েছে।
সারণি 3-1 বিভিন্ন চার্জিং হারের জন্য চার্জিং প্যারামিটার
| বর্তমান/এ(হার) | CC-CV①মোট সময় | ধ্রুব বর্তমান সময়/সে | মোট চার্জড ক্যাপাসিটি/A·h | মোট চার্জযুক্ত শক্তি/W·h | ধ্রুবক কারেন্টচার্জড ক্যাপাসিটি/A·h | ধ্রুবক ভোল্টেজ চার্জড এনার্জি/W·h | 170A·hTime/s | 170A·HCurrent/A |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4.84/(0.02C) | 182220 | 182220 | 245.74 | 942.54 | 245.74 | 942.54 | 127400 | 4.85 |
| 12.1/(0.05C) | 72318.5 | 72318.5 | 243.70 | 935.37 | 243.70 | 935.37 | 50400 | 12.11 |
| 24.2/(0.1C) | 36206.8 | 35800 | 243.20 | 935.77 | 241.03 | 926.69 | 25200 | 24.24 |
| 48.4/(0.2C) | 18317.5 | 17560 | 241.08 | 933.32 | 236.32 | 912.16 | 12600 | 48.44 |
| 80.7/(0.33C) | 11443.6 | 10490 | 243.50 | 946.27 | 235.29 | 910.08 | 7590 | 80.76 |
| 121/(0.5C) | 7936.6 | 6900 | 243.92 | 952.95 | 232.09 | 900.85 | 5110 | 121.09 |
① CC, ধ্রুবক কারেন্ট; সিভি, কনস্ট্যান্ট ভোল্টেজ।
সারণি 3-1 এ দেখানো হয়েছে, চার্জিং কারেন্ট বৃদ্ধির সাথে ধ্রুবক বর্তমান সময় ধীরে ধীরে হ্রাস পায় এবং ধ্রুবক কারেন্টের অধীনে চার্জ করা যায় এমন ক্ষমতা এবং শক্তিও ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। 1/2 (অর্থাৎ, SOC=50%) এর চার্জিং এবং ডিসচার্জিং ক্ষমতাকে স্ট্যান্ডার্ড হিসাবে নিলে, চার্জিং কারেন্ট বৃদ্ধির সাথে প্রয়োজনীয় চার্জিং সময় হ্রাস পায়; 0.1C এর জন্য প্রয়োজনীয় সময় 0.5C এর জন্য প্রায় 5 গুণ। এই অবস্থার অধীনে, ক্রমাগত চার্জিংয়ের জন্য বর্তমান পার্থক্যটি ছোট, তাই শেষ 30A·h এর চার্জিং সময় উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা নয়। অতএব, ব্যাটারির অনুমোদিত চার্জিং কারেন্টের মধ্যে, চার্জিং কারেন্ট বাড়ানো, যদিও ধ্রুবক কারেন্টের অধীনে চার্জ করা যেতে পারে এমন ক্ষমতা এবং শক্তি হ্রাস করে, সামগ্রিক চার্জিং সময় কমাতে সহায়তা করে। ব্যবহারিক ব্যাটারি প্যাক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সর্বাধিক অনুমোদিত চার্জিং কারেন্ট চার্জিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে এবং ভোল্টেজের সীমাতে পৌঁছানোর পরে, ধ্রুবক ভোল্টেজ চার্জিং করা যেতে পারে। এটি চার্জিংয়ের নিরাপত্তা নিশ্চিত করার সময় চার্জ করার সময়কে হ্রাস করে। যাইহোক, চার্জিং কারেন্ট বাড়ানোর ফলে ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের কারণে শক্তির ক্ষতিও বৃদ্ধি পাবে। অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধে ব্যবহৃত শক্তি সমীকরণ (3-4) অনুসারে গণনা করা হয়।
যেখানে E হল অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের দ্বারা ব্যবহৃত শক্তি;
r হল ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ রোধ;
t হল চার্জিং সময় পরিবর্তনশীল;
আমি চার্জিং কারেন্ট;
t₁ এবং t₂ হল চার্জিং শুরু এবং শেষের সময়।
বিস্তৃত পরীক্ষায় প্রমাণিত হয়েছে যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ক্ষমতা চার্জ করার সময় 0.4 mΩ এর মধ্যে পরিবর্তিত হয়। অতএব, সমীকরণ (3-4) দেখায় যে ব্যাটারি অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের কারণে শক্তি খরচ মূলত চার্জিং সময়ের সাথে রৈখিকভাবে সম্পর্কিত, কিন্তু চার্জিং কারেন্টের সাথে চতুর্মাত্রিকভাবে সম্পর্কিত। ধ্রুবক কারেন্ট চার্জিং পর্যায়ে, চার্জিং কারেন্টের মাত্রা হল প্রাথমিক ফ্যাক্টর যা অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের শক্তি খরচকে প্রভাবিত করে; একটি উচ্চ চার্জিং কারেন্টের ফলে শক্তি খরচ বেশি হয়। ধ্রুবক ভোল্টেজের সময়, কম বর্তমান পর্যায়ে, চার্জিং সময় অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের শক্তি খরচকে প্রভাবিত করার প্রাথমিক ফ্যাক্টর হয়ে ওঠে; একটি দীর্ঘ চার্জিং সময় বৃহত্তর শক্তি খরচ ফলাফল. সম্পূর্ণ চার্জিং প্রক্রিয়া বিবেচনা করে, যেহেতু চার্জিং কারেন্টের অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ শক্তি খরচের সাথে একটি চতুর্মুখী সম্পর্ক রয়েছে এবং এটি এটিকে প্রভাবিত করে এমন প্রধান কারণ, উচ্চ চার্জিং কারেন্টের ফলে অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি শক্তি খরচ হয়। ব্যবহারিক ব্যাটারি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, চার্জ করার সময় এবং দক্ষতা উভয়ই ব্যাপকভাবে বিবেচনা করে একটি উপযুক্ত চার্জিং কারেন্ট নির্বাচন করা উচিত।
(2) চার্জিং বৈশিষ্ট্যের উপর ডিসচার্জের গভীরতার প্রভাব 20 ডিগ্রির একটি ধ্রুবক তাপমাত্রার অধীনে, 66.2 A·h এর রেটযুক্ত ক্ষমতা সহ একটি NCM লিথিয়াম{2}}আয়ন ব্যাটারিতে একটি ডিসচার্জ পরীক্ষা করা হয়েছিল। ব্যাটারিটি 0.5C হারে ডিসচার্জের বিভিন্ন গভীরতায় (DOD) (10%→100%), 90%→0% এর একটি স্টেট অফ চার্জ (SOC) এর সাথে সম্পর্কিত। স্রাব প্রক্রিয়া চলাকালীন ভোল্টেজ, বর্তমান এবং ক্ষমতা ডেটা রেকর্ড করা হয়েছিল। 60 মিনিট বিশ্রাম নেওয়ার পর, ব্যাটারিটি 0.5C (CC) হারে চার্জ করা হয়েছিল। যখন কাটঅফ ভোল্টেজ পৌঁছেছিল, চার্জিং মোডটি ধ্রুবক ভোল্টেজে (সিভি) স্যুইচ করা হয়েছিল। যখন কারেন্ট 0.05C এর কম ছিল, তখন প্রক্রিয়াটি বন্ধ হয়ে গিয়েছিল এবং ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং ক্ষমতার ডেটা রেকর্ড করা হয়েছিল। প্রাসঙ্গিক ডেটা সারণি 3-2 এ দেখানো হয়েছে। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির চার্জিং বর্তমান বক্ররেখা বিভিন্ন গভীরতার স্রাব অবস্থার মধ্যে চিত্র 3-13 এ দেখানো হয়েছে।
সারণি 3-2 স্রাবের বিভিন্ন গভীরতায় চার্জিং টেস্ট প্যারামিটার
| এসওসি | DOD | স্রাব | চার্জ | সমান-ক্যাপাসিটি চার্জড এনার্জি①/W·h | সমান-ক্ষমতা ডিসচার্জড এনার্জি②/W·h | চার্জ করার সময়/মিনিট | ধ্রুব বর্তমান সময়/মিনিট | ধ্রুবক কারেন্টচার্জড ক্যাপাসিটি/A·h | গড় চার্জিং টাইমার ইউনিট ক্ষমতা③/মিনিট | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ক্ষমতা/আঘ | শক্তি/W·h | ক্ষমতা/আঘ | শক্তি/W·h | ||||||||
| 80.00 | 20.00 | 13.35 | 54.03 | 13.48 | 55.88 | 27.94 | 27.02 | 41.13 | 33.50 | 12.32 | 3.05 |
| 70.00 | 30.00 | 20.02 | 80.16 | 19.99 | 82.08 | 27.36 | 26.72 | 59.23 | 50.83 | 18.69 | 2.96 |
| 60.00 | 40.00 | 26.69 | 105.62 | 26.61 | 108.19 | 27.05 | 26.41 | 77.72 | 68.50 | 25.19 | 2.92 |
| 50.00 | 50.00 | 33.36 | 130.42 | 33.27 | 133.61 | 26.72 | 26.08 | 96.02 | 86.67 | 31.87 | 2.89 |
| 40.00 | 60.00 | 40.04 | 154.61 | 39.95 | 158.50 | 26.42 | 25.77 | 114.18 | 104.83 | 38.55 | 2.86 |
| 30.00 | 70.00 | 46.71 | 178.38 | 46.61 | 182.97 | 26.14 | 25.48 | 132.28 | 123.00 | 45.22 | 2.84 |
| 20.00 | 80.00 | 53.38 | 201.73 | 53.26 | 207.07 | 25.88 | 25.22 | 150.40 | 141.00 | 51.84 | 2.82 |
| 10.00 | 90.00 | 60.05 | 224.45 | 59.92 | 230.62 | 25.62 | 24.94 | 168.47 | 159.17 | 58.52 | 2.81 |
① সমান-ক্ষমতা চার্জ করা শক্তি: একই SOC পরিবর্তনের অধীনে চার্জ করা শক্তি (যেমন, 10%)। উদাহরণস্বরূপ: যদি 90% DOD এ চার্জ করার ক্ষমতা 30W·h হয়, তাহলে সমান-ক্ষমতা চার্জ করা শক্তি 30W·h হয়; যদি 80% DOD-এ চার্জ করার ক্ষমতা 50W·h হয়, তাহলে সমান{11}}ক্ষমতা চার্জ করা শক্তি 25W·h হয়।
② সমান-ক্ষমতা নিঃসৃত শক্তি: একই SOC পরিবর্তনের অধীনে নিঃসৃত শক্তি (যেমন, 10%)।
③ গড় চার্জিং সময় প্রতি ইউনিট ক্ষমতা / মিনিট: চার্জিং সময় / চার্জিং ক্ষমতা।
সারণি 3-2 এবং চিত্র 3-13 থেকে, নিম্নলিখিত সিদ্ধান্তগুলি আঁকা যেতে পারে:
1) স্রাবের গভীরতা বৃদ্ধির সাথে, চার্জিং সময় বৃদ্ধি পায়, কিন্তু প্রতি ইউনিট ক্ষমতার গড় চার্জিং সময় হ্রাস পায়, যার অর্থ চার্জিংয়ের সময় বৃদ্ধি স্রাবের গভীরতার সমানুপাতিক নয়।
2) স্রাবের গভীরতা বৃদ্ধির সাথে, ধ্রুবক বর্তমান চার্জিং সময়ের সাথে মোট চার্জিং সময়ের অনুপাত বৃদ্ধি পায় এবং ধ্রুবক বর্তমান চার্জিং ক্ষমতার প্রয়োজনীয় চার্জিং ক্ষমতার অনুপাত বৃদ্ধি পায়। বাস্তবে, এই বৈশিষ্ট্যগুলি প্রধানত দুটি কারণের দ্বারা সৃষ্ট: প্রথমত, স্রাবের গভীরতার জন্য ব্যাটারি সম্পূর্ণরূপে চার্জ করার জন্য দীর্ঘ সময় প্রয়োজন; দ্বিতীয়ত, স্রাবের গভীরতা নিম্ন ভোল্টেজ পরিসীমার সাথে মিলে যায়, যার ফলে একই কারেন্ট এবং চার্জিং সময়ের অবস্থার অধীনে ব্যাটারিতে কম শক্তি চার্জ হয়।
(3) চার্জিং বৈশিষ্ট্যের উপর তাপমাত্রার প্রভাব লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি বিভিন্ন পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার অধীনে চার্জ করা হয়েছিল। উদাহরণ হিসেবে একটি 66.2 A·h NCM লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি নিয়ে, একটি ধ্রুবক কারেন্ট এবং ভোল্টেজ সীমিত করার পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছিল। চার্জিং প্যারামিটার রেকর্ড করা হয়েছে চার্জিং বর্তমান সীমা 1.3 A এবং 3.3 A, সারণি 3-3 এ দেখানো হয়েছে। একই ডিসচার্জ কারেন্টের অধীনে, ব্যাটারি ভোল্টেজ একটি তীক্ষ্ণ ড্রপ অনুভব করবে, যেমন চিত্র 3-13 এ দেখানো হয়েছে। যাইহোক, যেহেতু ভোল্টেজ তুলনামূলকভাবে বেশি থাকে, স্রাব শক্তি এখনও বেশি। ডিসচার্জের প্রাথমিক পর্যায়ে, ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের দ্বারা ব্যবহৃত শক্তি ব্যাটারির তাপমাত্রা বাড়ায়, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সক্রিয় উপাদানগুলির কার্যকলাপ বাড়ায় এবং ব্যাটারির ভোল্টেজ বাড়ায়, এইভাবে শক্তি বৃদ্ধি করে যা মুক্তি পেতে পারে। ডিসচার্জের মাঝামাঝি এবং পরবর্তী পর্যায়ে, ব্যাটারির ভোল্টেজ হ্রাস পায় এবং প্রতি ইউনিট সময় নির্গত শক্তি সেই অনুযায়ী হ্রাস পায়।
একই তাপমাত্রায় এবং একই ডিসচার্জ টার্মিনেশন ভোল্টেজের সাথে, বিভিন্ন স্রাব সমাপ্তি স্রোত নির্গত ক্ষমতা এবং শক্তির পার্থক্য ঘটায়। সাধারণত, স্বাভাবিক তাপমাত্রার অবস্থার মধ্যে, কারেন্ট যত কম হয়, তত বেশি ক্ষমতা এবং শক্তি নির্গত হয়। উপরে উল্লিখিত স্রাব পরীক্ষার মতো, 0.2C 1C থেকে 3.2% বেশি ক্ষমতা এবং শক্তি প্রকাশ করে।
