बैटरी की चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, जैसे-जैसे चार्ज और डिस्चार्ज की गहराई बदलती है, वोल्टेज भी लगातार बदलता रहता है। यदि हम क्षैतिज निर्देशांक के रूप में क्षमता और ऊर्ध्वाधर समन्वय के रूप में वोल्टेज का उपयोग करते हैं, तो हम एक सरल चार्ज और डिस्चार्ज वक्र प्राप्त कर सकते हैं, जिसमें बैटरी के विद्युत प्रदर्शन के बारे में कई सुराग शामिल हैं। निर्देशांक के रूप में चार्ज और डिस्चार्ज में शामिल समय, क्षमता, एसओसी, वोल्टेज इत्यादि जैसे बैटरी सेल पैरामीटर के साथ खींचे गए इन वक्रों को चार्ज और डिस्चार्ज वक्र कहा जाता है। यहां कुछ सामान्य चार्ज और डिस्चार्ज वक्र दिए गए हैं।
समय-धारा/वोल्टेज वक्र
● लगातार चालू
निरंतर करंट चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान, करंट स्थिर रहता है, और बैटरी टर्मिनल वोल्टेज में परिवर्तन एक ही समय में एकत्र किया जाता है, जिसका उपयोग अक्सर बैटरी की डिस्चार्ज विशेषताओं का पता लगाने के लिए किया जाता है। डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, डिस्चार्ज करंट अपरिवर्तित रहता है, बैटरी वोल्टेज कम हो जाता है, और डिस्चार्ज पावर भी घटती रहती है। नमूना वक्र नीचे चित्र में दिखाया गया है।
● लगातार चालू और लगातार वोल्टेज (चार्जिंग)
निरंतर वर्तमान चार्जिंग की तुलना में, निरंतर वर्तमान निरंतर वोल्टेज चार्जिंग में चार्जिंग के अंत में एक निरंतर वोल्टेज प्रक्रिया होती है। चार्जिंग के अंत में, लक्ष्य मान तक पहुंचने पर वोल्टेज स्थिर हो जाता है, जबकि करंट धीरे-धीरे कम हो जाता है। जब कट-ऑफ करंट पहुंच जाता है, तो निरंतर करंट निरंतर वोल्टेज चार्जिंग समाप्त हो जाती है। चूंकि पठारी अवधि छोड़ने के बाद बैटरी वोल्टेज में काफी उतार-चढ़ाव होता है, अगर लगातार चालू चार्जिंग जारी रहती है, तो बैटरी आदर्श पूर्ण चार्ज स्थिति तक नहीं पहुंच पाती है। इसलिए, निरंतर वोल्टेज पर स्विच करना और करंट को कम करना आवश्यक है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि बैटरी यथासंभव उच्च चार्ज स्थिति तक पहुंच जाए। नमूना वक्र नीचे चित्र में दिखाया गया है।
● निरंतर शक्ति
संपूर्ण चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया निरंतर शक्ति पर संचालित होती है। पी=यूआई के अनुसार, लगातार पावर चार्जिंग के दौरान वोल्टेज धीरे-धीरे बढ़ता है और करंट धीरे-धीरे कम होता जाता है, और लगातार पावर डिस्चार्जिंग के दौरान वोल्टेज धीरे-धीरे कम होता जाता है और करंट धीरे-धीरे बढ़ता है। एलएफपी बैटरी 3.65-2.5V के पारंपरिक चार्जिंग और डिस्चार्जिंग कट-ऑफ वोल्टेज के अनुसार, डिस्चार्ज एंड करंट चार्जिंग एंड करंट के लगभग 1.5 गुना तक पहुंच सकता है। उदाहरण वक्र नीचे चित्र में दिखाया गया है।
● निरंतर, रुक-रुक कर, स्पन्दन
निरंतर वर्तमान या शक्ति पर, टाइमिंग फ़ंक्शन का उपयोग निरंतर, रुक-रुक कर और पल्स चार्ज और डिस्चार्ज नियंत्रण प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इन विशेष चार्ज और डिस्चार्ज व्यवस्थाओं का उपयोग अक्सर बैटरी के डीसी आंतरिक प्रतिरोध का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है। नमूना वक्र नीचे चित्र में दिखाया गया है।
क्षमता-वोल्टेज वक्र
क्षमता-वोल्टेज वक्र का क्षैतिज अक्ष बैटरी की चार्ज और डिस्चार्ज क्षमता, चार्ज की स्थिति और अन्य जानकारी को दर्शाता है, जबकि ऊर्ध्वाधर अक्ष में बैटरी का वोल्टेज प्लेटफ़ॉर्म, विभक्ति बिंदु, ध्रुवीकरण और अन्य जानकारी शामिल होती है। नीचे दिया गया चित्र विभिन्न तापमानों पर लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का डिस्चार्ज वक्र है।
दर वक्र
वर्तमान घनत्व विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित करता है, जिससे बैटरी के प्रदर्शन पैरामीटर बदल जाते हैं। विभिन्न क्षमताओं की बैटरियों की तुलना करते समय, समान धारा लागू नहीं होती है, इसलिए सापेक्ष धारा निर्धारित करने के लिए दर का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, 3Ah 18650 बैटरी के लिए 1C 0.3A है, और 280Ah प्रिज्मीय बैटरी के लिए 28A है। सीधे शब्दों में कहें तो, दर द्वारा दर्शाया गया विशिष्ट वर्तमान मान बैटरी क्षमता से गुणा की गई दर है।
बैटरी की क्षमता को चिह्नित करते समय, चार्ज और डिस्चार्ज करंट को ध्यान में रखा जाना चाहिए, क्योंकि क्षमता अलग-अलग दरों पर अलग-अलग होगी। उदाहरण के लिए, विभिन्न दरों पर बैटरी की क्षमता को कैलिब्रेट करने के लिए, आप इसे चार्ज और डिस्चार्ज चक्र दर के साथ चरण दर चरण बदलने के लिए सेट कर सकते हैं, और फिर ऊर्ध्वाधर अक्ष और चार्ज की संख्या के रूप में डिस्चार्ज क्षमता के साथ एक दर वक्र खींच सकते हैं। और क्षैतिज अक्ष के रूप में निर्वहन समय।
dQ/dV वक्र
dQ/dV वक्र का नाम इसका y-अक्ष चर है, अर्थात, प्रति इकाई वोल्टेज अंतराल में आयतन के परिवर्तन की दर। डीक्यू/डीवी वक्र की क्षैतिज धुरी आम तौर पर एसओसी, क्षमता या वोल्टेज होती है, जो क्षमता में परिवर्तन की दर में परिवर्तन को दर्शाती है। वह स्थान जहां परिवर्तन की दर बड़ी है, वक्र पर एक विशिष्ट शिखर के रूप में प्रदर्शित होता है, जो आम तौर पर एक विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया प्रक्रिया से मेल खाता है।
डीक्यू/डीवी वक्र हमें बता सकता है कि बैटरी का वोल्टेज प्लेटफॉर्म कहां है, विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया कब होती है, और बैटरी की उम्र बढ़ने और स्थिति में अन्य परिवर्तनों के साथ प्रतिक्रिया प्रक्रिया कैसे बदलती है। सामान्यतया, रासायनिक प्रतिक्रियाएं तीव्र होती हैं, इसलिए वक्र पर डेटा बिंदुओं को उच्च सटीकता की आवश्यकता होती है। इसलिए, आउटपुट dQ/dV वक्र में कच्चे डेटा के संग्रह के लिए कुछ आवश्यकताएं होती हैं, अन्यथा स्पष्ट चोटियों के साथ वक्र बनाना असंभव है। चार्ज और डिस्चार्ज परीक्षण करते समय, आप डेटा एकत्र करने के लिए वोल्टेज अंतरालΔV=10~50mV, या समय अंतरालΔt{2}}ms सेट कर सकते हैं, और फिर समान वोल्टेज अंतर के साथ कच्चे डेटा को स्क्रीन कर सकते हैं।
निम्नलिखित चित्र विभिन्न चक्रों के अंतर्गत dQ/dV वक्र दिखाता है।
चक्र वक्र
हम जानते हैं कि बैटरी का जीवन कैलेंडर जीवन और चक्र जीवन में विभाजित होता है। कैलेंडर जीवन वह समय है जो प्राकृतिक प्लेसमेंट के तहत बैटरी की क्षमता को एक निश्चित सीमा तक कम होने में लगता है, जबकि चक्र जीवन बैटरी को लगातार चार्ज और डिस्चार्ज होने की संख्या है जब तक कि इसकी क्षमता एक निश्चित सीमा तक कम न हो जाए। बैटरी जीवन प्रदर्शन को मापने के लिए चक्र जीवन महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक है।
लिथियम-आयन बैटरियों का चक्र परीक्षण डेटा एकल चार्ज और डिस्चार्ज डेटा का संचय है। विश्लेषण के विभिन्न पहलुओं के लिए एकाधिक वक्र बनाने के लिए अलग-अलग एकल चार्ज और डिस्चार्ज डेटा निकाला जा सकता है। सबसे सरल चक्र जीवन वक्र x-अक्ष के रूप में चक्रों की संख्या और y-अक्ष के रूप में निर्वहन क्षमता या क्षमता प्रतिधारण दर के साथ है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। जैसे-जैसे चक्र आगे बढ़ता है, बैटरी की क्षमता घटती रहती है, और चार्ज और डिस्चार्ज सिस्टम का बैटरी क्षमता के क्षय पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
आप अलग-अलग समय पर चार्ज और डिस्चार्ज के क्षमता-वोल्टेज वक्रों की तुलना भी कर सकते हैं, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। जैसे-जैसे चक्र आगे बढ़ता है, चार्ज और डिस्चार्ज शुरुआती वोल्टेज में बदलाव होता है, बैटरी का डीसी आंतरिक प्रतिरोध बदलता है, और चार्ज और डिस्चार्ज क्षमता धीरे-धीरे कम हो जाती है।
उपरोक्त दो प्रकारों के अलावा, क्षैतिज अक्ष के रूप में चक्रों की संख्या और ऊर्ध्वाधर अक्ष के रूप में बैटरी चक्र क्षीणन से प्रभावित मापदंडों के साथ कई अन्य वक्र हैं, जो बैटरी के चक्र जीवन को प्रभावित करने वाले कारकों का विश्लेषण करने में भूमिका निभाते हैं। सेल और चक्र जीवन की भविष्यवाणी। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, यह कूलम्ब दक्षता स्तर से प्रभावित बैटरी चक्र जीवन के सैद्धांतिक मूल्य को दर्शाता है। CE कूलम्ब दक्षता है, Ck क्षमता प्रतिधारण दर है, और k चक्रों की संख्या है।
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