পাওয়ার ব্যাটারি সিস্টেম সমতা ব্যবস্থাপনা
একটি ব্যাটারি প্যাকের পৃথক কোষের মধ্যে ক্ষমতা এবং শক্তির পার্থক্যের ভারসাম্য বজায় রাখতে এবং ব্যাটারি প্যাকের শক্তি ব্যবহারের হার উন্নত করতে, চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়া চলাকালীন একটি সমতা সার্কিট প্রয়োজন। সমতাকরণ প্রক্রিয়া চলাকালীন সার্কিট কীভাবে শক্তি খরচ করে তার উপর ভিত্তি করে, এটিকে দুটি প্রধান শ্রেণীতে ভাগ করা যেতে পারে: শক্তি অপচয়ের ধরন এবং শক্তির অপসারণের ধরন। শক্তি অপচয়ের ধরন অতিরিক্ত শক্তিকে তাপ হিসাবে অপসারণ করে, যখন শক্তির অপব্যবহার প্রকার-অতিরিক্ত শক্তিকে অন্য ব্যাটারিতে স্থানান্তর বা রূপান্তরিত করে।
শক্তি অপচয়{0}}টাইপ ভারসাম্য ব্যবস্থাপনা
এনার্জি ডিসিপেশন-টাইপ ইকুয়ালাইজেশন সার্কিটগুলি পৃথক ব্যাটারি কোষে সমান্তরাল প্রতিরোধকের মাধ্যমে চার্জিং কারেন্ট বন্ধ করে সমতা অর্জন করে, যেমন চিত্র 8-12-এ দেখানো হয়েছে। এই সার্কিট গঠন সহজ, এবং সমানীকরণ প্রক্রিয়া সাধারণত চার্জিং সময় সম্পন্ন হয়. যাইহোক, এটি স্বল্প-ক্ষমতার পৃথক কোষের শক্তি পূরণ করতে পারে না, যার ফলে শক্তির অপচয় হয় এবং তাপ ব্যবস্থাপনা সিস্টেমে লোড বৃদ্ধি পায়। শক্তি অপচয়-প্রকার বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি সাধারণত দুটি বিভাগে পড়ে:
শক্তি অপচয়-প্রকার বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি সাধারণত দুটি বিভাগে পড়ে: প্রথমত, একটি ধ্রুবক শান্ট প্রতিরোধক সমানীকরণ চার্জিং সার্কিট, যেখানে একটি শান্ট প্রতিরোধক সর্বদা প্রতিটি ব্যাটারি কোষের সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত থাকে। এই পদ্ধতিটি উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা এবং একটি বৃহৎ শান্ট প্রতিরোধক মান দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, একটি নির্দিষ্ট শান্টের মাধ্যমে স্ব--স্রাবের কারণে পৃথক কোষের ভোল্টেজের পার্থক্য হ্রাস করে। এর অসুবিধা হল যে শান্ট প্রতিরোধক ক্রমাগত চার্জিং এবং ডিসচার্জিং উভয় সময় শক্তি খরচ করে, যার ফলে উল্লেখযোগ্য শক্তির ক্ষতি হয়; এটি সাধারণত এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত যেখানে শক্তি অবিলম্বে পুনরায় পূরণ করা যেতে পারে।
দ্বিতীয়ত, একটি সুইচ-নিয়ন্ত্রিত শান্ট রোধের সমানীকরণ চার্জিং সার্কিট, যেখানে শান্ট প্রতিরোধক একটি সুইচ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। চার্জিংয়ের সময়, যখন পৃথক ব্যাটারি ভোল্টেজ কাটঅফ ভোল্টেজে পৌঁছায়, তখন সমতাকরণ ডিভাইসটি অতিরিক্ত চার্জ হওয়া প্রতিরোধ করে এবং অতিরিক্ত শক্তিকে তাপে রূপান্তর করে। এই ইকুয়ালাইজেশন সার্কিট চার্জ করার সময় কাজ করে এবং চার্জ করার সময় উচ্চ ভোল্টেজ সহ পৃথক কোষে কারেন্ট শান্ট করতে পারে। এর অসুবিধা হ'ল সীমিত সমতাকরণ সময়ের কারণে, শান্টের সময় উত্পন্ন বৃহৎ পরিমাণ তাপকে তাপ ব্যবস্থাপনা ব্যবস্থার মাধ্যমে সময়মতো অপসারণ করতে হবে, যা বিশেষত বড় ক্ষমতার ব্যাটারি প্যাকগুলিতে লক্ষণীয়।
উদাহরণস্বরূপ, একটি 10Ah ব্যাটারি প্যাকে, 100mV এর ভোল্টেজের পার্থক্য 500mAh-এর বেশি ধারণক্ষমতার পার্থক্য হতে পারে। যদি সমীকরণের সময় 2 ঘন্টা হয়, শান্ট কারেন্ট হয় 250mA, শান্ট প্রতিরোধের প্রায় 14Ω, এবং উৎপন্ন তাপ প্রায় 2Wh হয়।
নন-এনার্জি ডিসিপেশন টাইপ ইকুয়ালাইজেশন ম্যানেজমেন্ট
নন-এনার্জি ডিসিপেশন সার্কিট এনার্জি ডিসিপেশন সার্কিটের তুলনায় অনেক কম শক্তি খরচ করে, কিন্তু তাদের সার্কিট গঠন তুলনামূলকভাবে জটিল। এগুলিকে দুটি প্রকারে ভাগ করা যায়: শক্তি রূপান্তর সমতা এবং শক্তি স্থানান্তর সমতা।
শক্তি রূপান্তর ভারসাম্য
শক্তি রূপান্তর ব্যালেন্সিং সামগ্রিক ব্যাটারি প্যাক থেকে পৃথক কোষের শক্তি পুনরায় পূরণ করতে বা পৃথক কোষের শক্তিকে সামগ্রিক ব্যাটারি প্যাকে রূপান্তর করতে স্যুইচিং সংকেত ব্যবহার করে। পৃথক কোষের শক্তি থেকে সামগ্রিক শক্তিতে রূপান্তরটি সাধারণত ব্যাটারি প্যাক চার্জিং প্রক্রিয়ার সময় ঘটে, যেমন চিত্র 8-13 এ দেখানো হয়েছে। এই সার্কিট প্রতিটি পৃথক কোষের ভোল্টেজ সনাক্ত করে; যখন একটি পৃথক কোষের ভোল্টেজ একটি নির্দিষ্ট মান পর্যন্ত পৌঁছে, তখন ব্যালেন্সিং মডিউল কাজ শুরু করে। এটি চার্জিং ভোল্টেজ কমাতে পৃথক কক্ষে চার্জিং কারেন্টকে ডাইভার্ট করে, এবং ডাইভার্ট করা কারেন্ট মডিউল দ্বারা রূপান্তরিত হয় এবং ভারসাম্য অর্জন করে চার্জিং বাসে ফেরত দেওয়া হয়। কিছু শক্তি রূপান্তর ব্যালেন্সিং পদ্ধতিগুলি পৃথক কোষ থেকে ব্যাটারি প্যাকে শক্তি রূপান্তর সম্পূর্ণ করতে ফ্রিহুইলিং ইনডাক্টর ব্যবহার করতে পারে।
সম্পূর্ণ ব্যাটারি প্যাকের শক্তিকে পৃথক কোষে রূপান্তর করার সার্কিট চিত্র 8-14 এ দেখানো হয়েছে। এই পদ্ধতিকে সম্পূরক ভারসাম্যও বলা হয়। চার্জিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, প্রধান চার্জিং মডিউলটি প্রথমে ব্যাটারি প্যাকটি চার্জ করে, যখন ভোল্টেজ সনাক্তকরণ সার্কিট প্রতিটি পৃথক কোষকে পর্যবেক্ষণ করে। যখন কোনো পৃথক সেলের ভোল্টেজ খুব বেশি হয়, তখন প্রধান চার্জিং সার্কিটটি বন্ধ হয়ে যায় এবং তারপরে সম্পূরক ব্যালেন্সিং চার্জিং মডিউল ব্যাটারি প্যাক চার্জ করা শুরু করে। অপ্টিমাইজড ডিজাইনের মাধ্যমে, ব্যালেন্সিং মডিউলে চার্জিং ভোল্টেজ একটি স্বতন্ত্র ডিসি/ডিসি কনভার্টার এবং একটি কোক্সিয়াল কয়েল ট্রান্সফরমারের মাধ্যমে প্রতিটি পৃথক কক্ষে প্রয়োগ করা হয়, একটি অভিন্ন সেকেন্ডারি উইন্ডিং যোগ করে। এটি নিশ্চিত করে যে উচ্চ ভোল্টেজের কোষগুলি সহায়ক চার্জিং সার্কিট থেকে কম শক্তি পায়, যখন নিম্ন ভোল্টেজের কোষগুলি আরও শক্তি পায়, এইভাবে ভারসাম্য অর্জন করে। এই পদ্ধতির সমস্যা হল যে সেকেন্ডারি উইন্ডিংয়ের সামঞ্জস্য নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন। এমনকি অভিন্ন বাঁক নিয়েও, ট্রান্সফরমার লিকেজ ইনডাক্টেন্স এবং সেকেন্ডারি উইন্ডিংগুলির মধ্যে পারস্পরিক ইন্ডাকট্যান্স বিবেচনা করে, পৃথক কোষ একই চার্জিং ভোল্টেজ নাও পেতে পারে। তদ্ব্যতীত, কোঅক্সিয়াল কয়েলটি কিছু শক্তির অপচয়ও অনুভব করে এবং এই ভারসাম্যের পদ্ধতিটি শুধুমাত্র চার্জিং ভারসাম্যহীনতাকে মোকাবেলা করে, স্রাব অবস্থায় ভারসাম্যহীনতাকে মোকাবেলা করতে ব্যর্থ হয়।
শক্তি স্থানান্তর ব্যালেন্সিং
শক্তি স্থানান্তর ভারসাম্য একটি ব্যাটারি প্যাকের মধ্যে উচ্চ-ক্ষমতার পৃথক কোষ থেকে কম-ক্ষমতার কোষে চার্জ স্থানান্তর করতে ইন্ডাক্টর বা ক্যাপাসিটারের মতো শক্তি সঞ্চয় উপাদানগুলিকে ব্যবহার করে, যেমন চিত্র 8-15 এ দেখানো হয়েছে। এই সার্কিটটি ভারসাম্য অর্জনের জন্য উচ্চ-ভোল্টেজ থেকে কম-ভোল্টেজ কোষে চার্জ সরিয়ে ক্যাপাসিটর স্যুইচ করে সংলগ্ন কোষগুলির মধ্যে শক্তি স্থানান্তর করে। বিকল্পভাবে, সংলগ্ন কোষগুলির মধ্যে দ্বিমুখী শক্তি স্থানান্তর প্রবর্তক শক্তি সঞ্চয়স্থান ব্যবহার করে অর্জন করা যেতে পারে। এই সার্কিটে খুব কম শক্তির ক্ষয় হয়, কিন্তু ভারসাম্য রাখার সময় একাধিক স্থানান্তরের প্রয়োজন হয়, ফলে দীর্ঘ ভারসাম্যের সময় থাকে এবং এটি একাধিক সেল ব্যাটারি প্যাকের জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে। একটি উন্নত ক্যাপাসিটর সুইচিং ব্যালেন্সিং পদ্ধতি শক্তি স্থানান্তরের জন্য সর্বোচ্চ-ভোল্টেজ এবং সর্বনিম্ন-ভোল্টেজ পৃথক কোষ নির্বাচন করে ভারসাম্য গতি বাড়াতে পারে। যাইহোক, শক্তি সংকল্প এবং শক্তি স্থানান্তর ভারসাম্যে সুইচিং সার্কিট বাস্তবায়ন তুলনামূলকভাবে কঠিন।
উপরের ব্যালেন্সিং পদ্ধতিগুলি ছাড়াও, ট্রিকল চার্জিং চার্জিং অ্যাপ্লিকেশনের সময় ব্যাটারি ভারসাম্য অর্জন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি সবচেয়ে সহজ পদ্ধতি এবং কোন বাহ্যিক অক্জিলিয়ারী সার্কিটরি প্রয়োজন নেই। এটি একটি ছোট কারেন্টের সাথে ক্রমাগত সিরিজ-সংযুক্ত ব্যাটারি প্যাক চার্জ করা জড়িত। যেহেতু চার্জিং কারেন্ট খুব ছোট, অতিরিক্ত চার্জিং সম্পূর্ণ চার্জ করা ব্যাটারিতে সামান্য প্রভাব ফেলে। যেহেতু একটি সম্পূর্ণ চার্জযুক্ত ব্যাটারি বেশি বৈদ্যুতিক শক্তিকে রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তর করতে পারে না, তাই অতিরিক্ত শক্তি তাপে রূপান্তরিত হবে। যে ব্যাটারিগুলি সম্পূর্ণরূপে চার্জ করা হয় না, তবে তারা সম্পূর্ণ চার্জে না পৌঁছানো পর্যন্ত বৈদ্যুতিক শক্তি গ্রহণ করতে পারে। এইভাবে, অপেক্ষাকৃত দীর্ঘ সময়ের পরে, সমস্ত ব্যাটারি সম্পূর্ণ চার্জে পৌঁছাবে, এইভাবে ক্ষমতা সমতা অর্জন করবে। যাইহোক, এই পদ্ধতির জন্য একটি খুব দীর্ঘ সমানীকরণ চার্জিং সময় প্রয়োজন এবং সমতা অর্জনের জন্য যথেষ্ট পরিমাণ শক্তি খরচ করে। তদ্ব্যতীত, এই পদ্ধতিটি স্রাব সমানকরণ পরিচালনার ক্ষেত্রে অকার্যকর।
আবেদনে সমস্যা
বিদ্যমান ব্যাটারি ব্যালেন্সিং সমাধানগুলি প্রাথমিকভাবে ব্যাটারি প্যাকের ভোল্টেজ-একটি ভোল্টেজ-ভিত্তিক ব্যালেন্সিং পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে ব্যাটারির ক্ষমতা নির্ধারণ করে। ব্যাটারি প্যাক ভারসাম্য অর্জন করতে, ভোল্টেজ সনাক্তকরণে উচ্চ নির্ভুলতা এবং নির্ভুলতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ভোল্টেজ সনাক্তকরণ সার্কিটে লিকেজ কারেন্ট সরাসরি ব্যাটারি প্যাকের সামঞ্জস্যকে প্রভাবিত করে। অতএব, সার্কিটের ভারসাম্য রক্ষার জন্য একটি সাধারণ এবং দক্ষ ভোল্টেজ সনাক্তকরণ সার্কিট ডিজাইন করা একটি মূল চ্যালেঞ্জ। উপরন্তু, ভোল্টেজ ব্যাটারির ক্ষমতার একমাত্র পরিমাপ নয়। সংযোগ পদ্ধতিতে অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ এবং যোগাযোগ প্রতিরোধের কারণেও ভোল্টেজের তারতম্য ঘটে। তাই, ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য শুধুমাত্র ভোল্টেজের উপর নির্ভর করলে অতিরিক্ত ভারসাম্য এবং শক্তির অপচয় হতে পারে। চরম ক্ষেত্রে, প্রাথমিক ক্ষমতার ভারসাম্য থাকা সত্ত্বেও এটি ব্যাটারি প্যাকে ভারসাম্যহীনতার কারণ হতে পারে।
এনার্জি ডিসিপেশন সার্কিটগুলি গঠনে সহজ, কিন্তু ভারসাম্য রক্ষাকারী প্রতিরোধকগুলি বর্তমান শান্টিংয়ের সময় শক্তি ব্যবহার করে এবং তাপ উৎপন্ন করে, যার ফলে তাপ ব্যবস্থাপনার সমস্যা হয়। যেহেতু তারা মূলত শক্তি অপচয়ের মাধ্যমে পৃথক কোষে অত্যধিক উচ্চ বা নিম্ন টার্মিনাল ভোল্টেজ সীমিত করে, তাই তারা শুধুমাত্র স্থিতিশীল ভারসাম্যের জন্য উপযুক্ত। তাদের উচ্চ-তাপমাত্রা বৃদ্ধি সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা হ্রাস করে, তাদের গতিশীল ভারসাম্যের জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে। এই পদ্ধতিটি শুধুমাত্র ছোট বা কম ধারণক্ষমতার ব্যাটারি প্যাকের জন্য উপযুক্ত।
এনার্জি ট্রান্সফার সার্কিট হল ব্যাটারি ক্ষমতার ক্ষতিপূরণের একটি পদ্ধতি, যেখানে একটি উচ্চতর-ক্ষমতার ব্যাটারি একটি কম ক্ষমতার ব্যাটারির ক্ষতিপূরণ দিতে কিছু শক্তি যোগায়। বাস্তবসম্মত হলেও, প্রকৃত সার্কিটে পৃথক কোষের ভোল্টেজ পর্যবেক্ষণের প্রয়োজনের কারণে এই পদ্ধতিটি জটিল, ভারী এবং ব্যয়বহুল। উপরন্তু, শক্তি স্থানান্তর একটি শক্তি সঞ্চয় মাধ্যমের মাধ্যমে অর্জন করা হয়, যা শক্তি খরচ এবং নিয়ন্ত্রণ সমস্যা প্রবর্তন করে। এই ব্যালেন্সিং পদ্ধতিটি সাধারণত মাঝারি থেকে বড় ব্যাটারি প্যাকগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
অন্যদিকে, শক্তি রূপান্তর সার্কিট শক্তি রূপান্তর অর্জনের জন্য একটি সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করে। শক্তি স্থানান্তর সার্কিটের তুলনায়, তারা উল্লেখযোগ্যভাবে কম জটিল এবং কম ব্যয়বহুল। যাইহোক, সমাক্ষীয় কয়েলের জন্য, প্রতিটি কোষের সাথে উইন্ডিংগুলিকে সংযুক্ত করে তারের বিভিন্ন দৈর্ঘ্য এবং আকারের ফলে বিভিন্ন রূপান্তর অনুপাত হয়, যার ফলে প্রতিটি কোষের অসঙ্গতিপূর্ণ ভারসাম্য তৈরি হয় এবং ভারসাম্য ত্রুটির কারণ হয়। উপরন্তু, সমাক্ষ কুণ্ডলী নিজেই ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফুটো এবং অন্যান্য সমস্যার কারণে শক্তি খরচ করে।
