চাৰ্জ আৰু ডিচাৰ্জৰ বৈশিষ্ট্য কি কি?
চাৰ্জ আৰুএৰি দিয়াবৈশিষ্ট্যসমূহ
লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীসমূহে সাধাৰণতে সুৰক্ষা, নিৰ্ভৰযোগ্যতা আৰু চাৰ্জিং কাৰ্যক্ষমতা নিশ্চিত কৰিবলৈ দুটা-পৰ্যায়ৰ চাৰ্জিং পদ্ধতি ব্যৱহাৰ কৰে। প্ৰথম পৰ্যায়টো ভল্টেজ সীমিত কৰাৰ সৈতে স্থিৰ কাৰেণ্ট, আৰু দ্বিতীয় পৰ্যায়টো স্থিৰ ভল্টেজ আৰু কাৰেণ্ট সীমিত। লিথিয়াম চাৰ্জ কৰাৰ বাবে সৰ্বোচ্চ ভল্টেজ সীমা-আয়ন বেটাৰী কেথ'ড সামগ্ৰীৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰি ভিন্ন হয়। লিথিয়ামৰ মূল আধান/ডিচচাৰ্জ ভল্টেজ বক্ৰসমূহ-আয়ন বেটাৰী চিত্ৰ 3-11 ত দেখুওৱা হৈছে। চিত্ৰখনৰ বক্ৰবোৰে C/3 ৰ এটা চাৰ্জ/ডিচচাৰ্জ কাৰেণ্ট ব্যৱহাৰ কৰে। বিভিন্ন লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ বাবে, মূল পাৰ্থক্য দুটা:
১) বেটাৰীৰ কেথ’ড সামগ্ৰী আৰু উৎপাদন প্ৰক্ৰিয়াৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰি প্ৰথম পৰ্যায়ৰ বাবে অনুকূল স্থিৰ বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ মান ভিন্ন হয়। সাধাৰণতে, ০.২Cৰ পৰা ০.৩ চেলছিয়াছৰ বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ পৰিসৰ ব্যৱহাৰ কৰা হয়। দ্ৰুত শক্তি খৰচৰ ক্ষেত্ৰত 1C, 2C, বা তাতোকৈ অধিক হাৰ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি।
2) বিভিন্ন লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীসমূহে স্থিৰ বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ সময়কালত গুৰুত্বপূৰ্ণ পাৰ্থক্য প্ৰদৰ্শন কৰে, আৰু মুঠ ক্ষমতালৈ ধ্ৰুৱক প্ৰবাহৰ দ্বাৰা আধানযুক্ত বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ দ্বাৰা চাৰ্জ কৰিব পৰা ক্ষমতাৰ অনুপাতো যথেষ্ট ভিন্ন হয়। ব্যৱহাৰিক বৈদ্যুতিক বাহনৰ প্ৰয়োগৰ দৃষ্টিকোণৰ পৰা, দীঘলীয়া স্থিৰ বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ ফলত মুঠ চাৰ্জিং সময় কম হয়, যিটো প্ৰয়োগৰ বাবে অধিক উপকাৰী।
লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ ভল্টেজ সুস্থিৰ হয় আৰু নিৰ্গমনৰ প্ৰাৰম্ভিক আৰু মধ্যম পৰ্যায়ত লাহে লাহে হ্ৰাস পায়, কিন্তু পিছৰ পৰ্যায়ত দ্ৰুতগতিত হ্ৰাস পায়, যিটো চিত্ৰ 3-11 চিত্ৰ DE ত দেখুওৱা হৈছে। এই পৰ্যায়ত ফলপ্ৰসূ নিয়ন্ত্ৰণ অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ যাতে বেটাৰীৰ অতিমাত্ৰা ডিচচাৰ্জ আৰু অপ্ৰত্যাৱৰ্তনীয় ক্ষতি নহয়।
চাৰ্জিং বৈশিষ্ট্যক প্ৰভাৱিত কৰা কাৰকসমূহ
(১)চাৰ্জিং কাৰেণ্ট242A·H ৰ ৰেটিং ক্ষমতাৰ সৈতে এটা নিৰ্দিষ্ট NCM লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীক উদাহৰণ হিচাপে লৈ, SoC=0% আৰু 20 ডিগ্ৰী স্থিৰ উষ্ণতাৰ অৱস্থাত, চাৰ্জিঙৰ বাবে বিভিন্ন চাৰ্জিং হাৰ ব্যৱহাৰ কৰা হৈছিল। প্ৰাচলৰ ফলাফলসমূহ সূচী 3-1 ত দেখুওৱা হৈছে আৰু চাৰ্জিং বক্ৰ চিত্ৰ 3-12 ত দেখুৱা হৈছে।
টেবুল 3-1 বিভিন্ন চাৰ্জিং হাৰৰ বাবে চাৰ্জিং প্ৰাচলসমূহ
| বৰ্তমান/এ(হাৰ) | CC-CV①মুঠ সময় | ধ্ৰুৱক বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ সময়/s | মুঠ চাৰ্জ কৰা ক্ষমতা/A·H | মুঠ চাৰ্জ কৰা এনিৰ্গি/W·H | ধ্ৰুৱক কাৰেণ্টচাৰ্জড ক্ষমতা/A·H | ধ্ৰুৱক ভল্টেজ চাৰ্জড শক্তি/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 |
2 CC, স্থিৰ কাৰেণ্ট; CV, স্থিৰ ভল্টেজ।
সূচী 3-1 ত দেখুওৱাৰ দৰে, চাৰ্জিং কাৰেণ্ট বৃদ্ধিৰ লগে লগে ধ্ৰুৱক বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ সময় ক্ৰমান্বয়ে হ্ৰাস পায়, আৰু স্থিৰ কাৰেণ্টৰ অধীনত চাৰ্জ কৰিব পৰা ক্ষমতা আৰু শক্তিও ক্ৰমান্বয়ে হ্ৰাস পায়। 1/2 (অৰ্থাৎ, SOC=50%) ৰ চাৰ্জিং আৰু ডিচাৰ্জিং ক্ষমতাক মানক হিচাপে লৈ, চাৰ্জিং কাৰেণ্ট বৃদ্ধিৰ লগে লগে প্ৰয়োজনীয় চাৰ্জিং সময় কমি যায়; 0.1C ৰ বাবে প্ৰয়োজনীয় সময় 0.5C ৰ তুলনাত প্ৰায় 5 গুণ। এই অৱস্থাত, অব্যাহত চাৰ্জিঙৰ বাবে বৰ্তমানৰ পাৰ্থক্য সৰু, গতিকে শেষৰ 30a·h ৰ বাবে চাৰ্জিং সময় বিশেষভাৱে পৃথক নহয়। গতিকে বেটাৰীৰ অনুমোদিত চাৰ্জিং কাৰেণ্টৰ ভিতৰত চাৰ্জিং কাৰেণ্ট বৃদ্ধি কৰা, যদিও স্থিৰ কাৰেণ্টৰ অধীনত চাৰ্জ কৰিব পৰা ক্ষমতা আৰু শক্তি হ্ৰাস কৰা, সামগ্ৰিক চাৰ্জিং সময় হ্ৰাস কৰাত সহায় কৰে। ব্যৱহাৰিক বেটাৰী পেক প্ৰয়োগত, লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ সৰ্বাধিক অনুমোদিত চাৰ্জিং কাৰেণ্ট চাৰ্জিঙৰ বাবে ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি, আৰু ভল্টেজ সীমাত উপনীত হোৱাৰ পিছত, স্থিৰ ভল্টেজ চাৰ্জিং কৰিব পাৰি। ইয়াৰ ফলত চাৰ্জিং সময় কমি যায় আৰু লগতে চাৰ্জিং সুৰক্ষা নিশ্চিত হয়। কিন্তু চাৰ্জিং কাৰেণ্ট বৃদ্ধি কৰিলে বেটাৰীৰ আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ ক্ষমতাৰ বাবে শক্তিৰ ক্ষতি বৃদ্ধিও হ’ব। আভ্যন্তৰীণ ৰেজিষ্টেন্সত ব্যৱহৃত শক্তি সমীকৰণ (৩-৪) অনুসৰি গণনা কৰা হয়।
য'ত E হৈছে আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধৰ দ্বাৰা ব্যৱহৃত শক্তি;
R হৈছে বেটাৰীৰ আভ্যন্তৰীণ ৰেজিষ্টেন্স;
T হৈছে চাৰ্জিং টাইম ভেৰিয়েবল;
মই চাৰ্জিং কাৰেণ্ট;
T1 আৰু T2 হৈছে চাৰ্জিং ষ্টাৰ্ট আৰু শেষ সময়।
বিস্তৃত পৰীক্ষাই প্ৰমাণ কৰিছে যে চাৰ্জিঙৰ সময়ত লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা ০.৪ MΩ ৰ ভিতৰত সলনি হয়। গতিকে সমীকৰণ (৩-৪) য়ে দেখুৱাইছে যে বেটাৰীৰ আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধৰ বাবে শক্তিৰ ব্যৱহাৰ মূলতঃ চাৰ্জিং সময়ৰ সৈতে ৰৈখিকভাৱে জড়িত, কিন্তু চাৰ্জিং কাৰেণ্টৰ সৈতে দ্বিধানীয়ভাৱে সম্পৰ্কিত। স্থিৰ কাৰেণ্ট চাৰ্জিং পৰ্যায়ৰ সময়ত চাৰ্জিং কাৰেণ্টৰ পৰিমাণটোৱেই হৈছে আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ শক্তিৰ ব্যৱহাৰক প্ৰভাৱিত কৰা প্ৰাথমিক কাৰক; অধিক চাৰ্জিং কাৰেণ্টৰ ফলত অধিক শক্তিৰ ব্যৱহাৰ হয়। ধ্ৰুৱক ভল্টেজৰ সময়ত, কম কাৰেণ্ট পৰ্যায়ৰ সময়ত, চাৰ্জিং সময়েই আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ শক্তিৰ ব্যৱহাৰক প্ৰভাৱিত কৰা প্ৰাথমিক কাৰক হৈ পৰে; চাৰ্জিং সময়ৰ দীঘলীয়া সময়ৰ ফলত অধিক শক্তি খৰচ হয়। সমগ্ৰ চাৰ্জিং প্ৰক্ৰিয়াটো বিবেচনা কৰিলে, যিহেতু চাৰ্জিং কাৰেণ্টৰ আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ শক্তিৰ ব্যৱহাৰৰ সৈতে দ্বিঘাত সম্পৰ্ক আছে আৰু ইয়াক প্ৰভাৱিত কৰা মূল কাৰক, অধিক চাৰ্জিং কাৰেণ্টৰ ফলত অধিক আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ শক্তিৰ ব্যৱহাৰ হয়। ব্যৱহাৰিক বেটাৰী প্ৰয়োগত, চাৰ্জিং সময় আৰু দক্ষতা দুয়োটাকে ব্যাপকভাৱে বিবেচনা কৰি এটা উপযুক্ত চাৰ্জিং কাৰেণ্ট নিৰ্বাচন কৰিব লাগে।
(2) নিৰ্গমনৰ গভীৰতাৰ প্ৰভাৱ 20 ডিগ্ৰী ধ্ৰুৱক উষ্ণতাৰ অধীনত চাৰ্জিং বৈশিষ্ট্যৰ ওপৰত, 66.2 A·H ৰ ৰেটিং ক্ষমতাসম্পন্ন NCM লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ ওপৰত এটা নিৰ্গমন পৰীক্ষা কৰা হৈছিল। বেটাৰীটো ডিচাৰ্জৰ বিভিন্ন গভীৰতা (DOD) (১০%→১০০%)ৰ পৰা ০.৫ চেলছিয়াছৰ হাৰত নিৰ্গত কৰা হৈছিল, যিটো ৯০%→০% চাৰ্জৰ অৱস্থা (SOC)ৰ সৈতে মিল খায়। ডিচচাৰ্জ প্ৰক্ৰিয়াৰ সময়ত ভল্টেজ, কাৰেণ্ট, আৰু ক্ষমতাৰ তথ্য ৰেকৰ্ড কৰা হৈছিল। ৬০ মিনিট জিৰণি লোৱাৰ পিছত বেটাৰীটো ০.৫C (চিচি) হাৰত লোৱা হৈছিল। যেতিয়া কাটঅফ ভল্টেজ পোৱা গৈছিল, চাৰ্জিং মোডক স্থিৰ ভল্টেজ (CV) লৈ সলনি কৰা হৈছিল। যেতিয়া কাৰেণ্ট ০.০৫ চেলছিয়াছতকৈ কম আছিল, তেতিয়া প্ৰক্ৰিয়াটো বন্ধ কৰা হৈছিল, আৰু ভল্টেজ, কাৰেণ্ট, আৰু ক্ষমতাৰ তথ্য ৰেকৰ্ড কৰা হৈছিল। প্ৰাসংগিক তথ্যসমূহ সূচী 3-2 ত দেখুওৱা হৈছে। ডিচাৰ্জ অৱস্থাৰ বিভিন্ন গভীৰতাত লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ চাৰ্জিং কাৰেণ্ট বক্ৰ চিত্ৰ ৩-১৩ত দেখুওৱা হৈছে।
টেবুল 3-2 নিৰ্গমনৰ বিভিন্ন গভীৰতাত চাৰ্জিং পৰীক্ষাৰ প্ৰাচলসমূহ
| Soc | Dod | এৰি দিয়া | চাৰ্জ | সমান-CAPACITYCHARGED ENERGY1/W·H | সমান-CAPACITYDISCHARY কৰা শক্তি stonge/w·h | চাৰ্জিংটাইম/মিনিট | ধ্ৰুৱক বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ সময়/মিনিট | ধ্ৰুৱক কাৰেণ্টচাৰ্জড ক্ষমতা/A·H | গড় চাৰ্জিং টাইমপাৰ ইউনিট ক্ষমতা③/মিনিট | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ক্ষমতা/A·H | শক্তি/W·H | ক্ষমতা/A·H | 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 |
2 সমান-ক্ষমতা আধানযুক্ত শক্তি: একেটা SOC পৰিৱৰ্তনৰ অধীনত আধানযুক্ত শক্তি (যেনে, 10%)। উদাহৰণস্বৰূপে: যদি 90% DOD ত চাৰ্জিং ক্ষমতা 30w·h হয়, তেন্তে সমান-ক্ষমতা চাৰ্জ কৰা শক্তি 30w·h; যদি 80% DOD ত চাৰ্জিং ক্ষমতা 50w·h হয়, তেন্তে সমান-ক্ষমতা চাৰ্জ কৰা শক্তি 25W·h।
2 সমান-ক্ষমতা নিৰ্গত শক্তি: একেটা SOC পৰিৱৰ্তনৰ অধীনত নিৰ্গত হোৱা শক্তি (যেনে, 10%)।
3 প্ৰতি ইউনিট ক্ষমতাত গড় চাৰ্জিং সময় /min: চাৰ্জিং সময় / চাৰ্জিং ক্ষমতা।
সূচী ৩-২ আৰু চিত্ৰ ৩-১৩ৰ পৰা তলত দিয়া সিদ্ধান্তসমূহ ল’ব পাৰি:
১) নিৰ্গমনৰ গভীৰতা বৃদ্ধিৰ লগে লগে চাৰ্জিং সময় বৃদ্ধি পায়, কিন্তু প্ৰতি একক ক্ষমতাৰ গড় চাৰ্জিং সময় কমি যায়, অৰ্থাৎ চাৰ্জিং সময়ৰ বৃদ্ধি নিৰ্গমনৰ গভীৰতাৰ সমানুপাতিক নহয়।
২) নিৰ্গমনৰ গভীৰতা বৃদ্ধিৰ লগে লগে, মুঠ চাৰ্জিং সময় বৃদ্ধিৰ বাবে স্থিৰ বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ চাৰ্জিং সময়ৰ অনুপাত, আৰু প্ৰয়োজনীয় চাৰ্জিং ক্ষমতা বৃদ্ধিলৈ স্থিৰ বিদ্যুৎ প্ৰবাহ চাৰ্জিং ক্ষমতাৰ অনুপাত বৃদ্ধি পায়। বাস্তৱত এই বৈশিষ্ট্যসমূহ মূলতঃ দুটা কাৰকৰ দ্বাৰা হয়: প্ৰথম, নিৰ্গমনৰ গভীৰ গভীৰতাত বেটাৰী সম্পূৰ্ণৰূপে চাৰ্জ কৰিবলৈ অধিক সময়ৰ প্ৰয়োজন হয়; দ্বিতীয়তে, নিৰ্গমনৰ গভীৰ গভীৰতা কম ভল্টেজৰ পৰিসৰৰ সৈতে মিল খায়, যাৰ ফলত একেটা কাৰেণ্ট আৰু চাৰ্জিং সময়ৰ অৱস্থাত বেটাৰীত কম শক্তি চাৰ্জ কৰা হয়।
(৩) চাৰ্জিং বৈশিষ্ট্যৰ ওপৰত উষ্ণতাৰ প্ৰভাৱ লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী বিভিন্ন পৰিৱেশৰ উষ্ণতাত চাৰ্জ কৰা হৈছিল। 66.2 A·H NCM লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী উদাহৰণ হিচাপে লৈ, এটা স্থিৰ কাৰেণ্ট আৰু ভল্টেজ সীমিত পদ্ধতি ব্যৱহাৰ কৰা হৈছিল। চাৰ্জিং প্ৰাচলসমূহ চাৰ্জিং কাৰেণ্ট সীমা 1.3 A আৰু 3.3 A ৰ সৈতে ৰেকৰ্ড কৰা হৈছিল, যিটো সূচী 3-3 ত দেখুওৱা হৈছে। একেটা নিৰ্গমন কাৰেণ্টৰ অধীনত, বেটাৰীৰ ভল্টেজৰ তীব্ৰ টোপাল অনুভৱ হ’ব, চিত্ৰ ৩-১৩ত দেখুওৱাৰ দৰে। কিন্তু ভল্টেজ তুলনামূলকভাৱে বেছি হৈ থকাৰ বাবে নিৰ্গমন শক্তি এতিয়াও বেছি। নিৰ্গমনৰ প্ৰাৰম্ভিক পৰ্যায়ত বেটাৰীৰ আভ্যন্তৰীণ ৰেজিষ্টেন্সৰ দ্বাৰা ব্যৱহৃত শক্তিই বেটাৰীৰ উষ্ণতা বৃদ্ধি কৰে, লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ কাৰ্য্যকলাপ বৃদ্ধি কৰে, আৰু বেটাৰীৰ ভল্টেজ বৃদ্ধি কৰে, যাৰ ফলত মুক্ত হ’ব পৰা শক্তি বৃদ্ধি পায়। নিৰ্গমনৰ মাজৰ আৰু পিছৰ পৰ্যায়ত বেটাৰীৰ ভল্টেজ হ্ৰাস পায়, আৰু প্ৰতি একক সময় মুকলি কৰা শক্তি সেই অনুসৰি হ্ৰাস পায়।
একে উষ্ণতাত আৰু একেটা ডিচাৰ্জ টাৰ্মিনেচন ভল্টেজৰ সৈতে, বিভিন্ন ডিচাৰ্জ টাৰ্মিনেচন কাৰেণ্টৰ ফলত মুক্ত ক্ষমতা আৰু শক্তিৰ পাৰ্থক্য হ’ব। সাধাৰণতে, স্বাভাৱিক উষ্ণতাৰ অৱস্থাত, প্ৰবাহ যিমান কম হ’ব, সিমানেই মুক্ত ক্ষমতা আৰু শক্তি বেছি। ওপৰত উল্লেখ কৰা নিৰ্গমন পৰীক্ষাৰ দৰেই 0.2C এ 1C তকৈ 3.2% অধিক ক্ষমতা আৰু শক্তি মুক্ত কৰে।
