1. انرجی سٹوریج بیٹری پیک کا جائزہ
انرجی سٹوریج بیٹری پیک، جسے بیٹری ماڈیول یا بیٹری پیک بھی کہا جاتا ہے، ایک ایسا آلہ ہے جو متعدد انفرادی بیٹریوں کو ایک مخصوص سیریز کے متوازی انداز میں جوڑتا ہے اور ایک خود مختار، ریچارج ایبل اور ڈسچارج ایبل انرجی اسٹوریج یونٹ بنانے کے لیے متعلقہ انتظامی نظاموں اور حفاظتی اقدامات سے لیس ہے۔
قابل تجدید توانائی کے شعبے میں، جیسے کہ شمسی اور ہوا سے بجلی کی پیداوار، ان کے وقفے وقفے سے، انرجی سٹوریج بیٹریاں پیک کو ضرورت پڑنے پر اضافی بجلی کو چھوڑنے کے لیے ذخیرہ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جو بجلی کی مستحکم فراہمی کو یقینی بناتی ہے۔ اعداد و شمار کے مطابق، قابل تجدید توانائی کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کی مانگ میں بھی مسلسل اضافہ ہو رہا ہے۔ مثال کے طور پر، کچھ بڑے سولر پاور پلانٹس میں، انرجی سٹوریج بیٹری پیک کئی میگا واٹ گھنٹے کی بجلی ذخیرہ کر سکتا ہے، جو گرڈ کے لیے قابل اعتماد پاور سپورٹ فراہم کرتا ہے۔
الیکٹرک گاڑیوں کے میدان میں، توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری پیک بنیادی اجزاء میں سے ایک ہے۔ یہ برقی گاڑیوں کو طاقت فراہم کرتا ہے، ان کی حد اور کارکردگی کا تعین کرتا ہے۔ اس وقت، لیتھیم آئن بیٹریاں الیکٹرک وہیکل انرجی سٹوریج بیٹری پیک کے لیے اہم انتخاب ہیں، جس میں توانائی کی کثافت اور طویل سائیکل زندگی ہے۔ مثال کے طور پر، کچھ اعلیٰ درجے کی الیکٹرک گاڑیوں میں 100kWh سے زیادہ کی PACK صلاحیت اور 500 کلومیٹر سے زیادہ کی رینج کے ساتھ توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریاں ہوتی ہیں۔
خلاصہ یہ کہ توانائی ذخیرہ کرنے والا بیٹری پیک توانائی کے ذخیرہ کرنے اور قابل تجدید توانائی اور الیکٹرک گاڑیوں جیسے شعبوں میں پیداوار کے لیے کلیدی جزو کے طور پر اہم کردار ادا کرتا ہے۔ یہ نہ صرف توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے بلکہ روایتی جیواشم ایندھن پر انحصار کو بھی کم کر سکتا ہے، جو پائیدار ترقی کے حصول میں اپنا حصہ ڈال سکتا ہے۔
2. ڈیزائن پوائنٹس اور کیس کا تجزیہ
(1) ڈیزائن پوائنٹس
a دھماکہ پروف ڈیزائن، دھماکے کے خطرات کو روکنے کے لیے بروقت دباؤ سے نجات کے لیے PUW دھماکہ پروف والوز کا استعمال۔
ایک بار جب لیتھیم آئن بیٹری پیک تھرمل رن وے کا تجربہ کرتا ہے، تو پیک کے اندر ہوا کا دباؤ تیزی سے بڑھ جائے گا، جس سے دھماکے کا خطرہ ہو گا۔ PUW دھماکہ پروف والوز ایسے حالات میں فوری اور فوری طور پر دباؤ چھوڑ سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، توانائی کے ذخیرہ کرنے کے کچھ منصوبوں میں، PUW دھماکہ پروف والوز سے لیس بیٹری پیک نے تھرمل بھاگ جانے کی صورت میں دھماکوں سے کامیابی سے بچا ہے، جس سے اہلکاروں اور آلات کی حفاظت کو یقینی بنایا گیا ہے۔
ب بیٹری کی حفاظت اور وشوسنییتا کو یقینی بنانے کے لیے اندرونی اور بیرونی ہوا کے دباؤ کا توازن برقرار رکھیں۔
کیونکہ چارجنگ اور ڈسچارج کے عمل کے دوران بیٹری پیک کا درجہ حرارت تبدیل ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں پیک کے اندر ہوا کے دباؤ میں تبدیلی آتی ہے۔ PUW دھماکہ پروف والو سانس لینے کے قابل اور لیک پروف ہے، بیگ کے اندر وہی ہوا کا دباؤ برقرار رکھتا ہے جو بیرونی دنیا میں ہوتا ہے۔ اعداد و شمار کے مطابق، اس طرح سے ڈیزائن کیے گئے بیٹری پیک ہوا کے دباؤ میں تبدیلیوں کی وجہ سے کارکردگی میں کمی اور حفاظتی خطرات کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتے ہیں، اور بیٹریوں کی وشوسنییتا اور سروس لائف کو بہتر بنا سکتے ہیں۔
c حفاظتی کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے انتظامی نظام کے ڈیزائن پر غور کریں جیسے اوور چارجنگ اور اوور ڈسچارجنگ۔
بیٹری کی حفاظت اور وشوسنییتا کو یقینی بنانے کے لیے اوور شوٹ، اوور ڈسچارج، زیادہ گرمی، پتہ لگانے کی درستگی، اور بیٹری بیلنس جیسے عوامل پر غور کیا جانا چاہیے۔ ایک منیجمنٹ سسٹم جسے مارکیٹ کی طرف سے معقول طریقے سے ڈیزائن اور توثیق کیا گیا ہے وہ بیٹری کی حالت کو حقیقی وقت میں مانیٹر کر سکتا ہے، غیر معمولی حالات کی صورت میں بروقت اقدامات کر سکتا ہے، اور بیٹری کو نقصان سے بچا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، کچھ جدید انتظامی نظام بیٹریوں کی چارجنگ اور ڈسچارجنگ کے عمل کو درست طریقے سے کنٹرول کر سکتے ہیں، جس سے اوور چارجنگ اور اوور ڈسچارجنگ کے خطرات کو کم کیا جا سکتا ہے۔
d مکینیکل ڈھانچے کا ڈیزائن، طاقت، زلزلہ مزاحمت، اور حرارت کی کھپت جیسے عوامل کو مدنظر رکھتے ہوئے۔
توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کو ڈیزائن کرتے وقت، طاقت، جھٹکا مزاحمت، گرمی کی کھپت/ہیٹنگ، واٹر پروفنگ، اور دھول سے بچاؤ جیسے عوامل پر غور کیا جانا چاہیے۔ مثال کے طور پر، اعلی طاقت والے مواد اور معقول ساختی ڈیزائن کا استعمال بیٹری پیک کی مکینیکل طاقت کو بہتر بنا سکتا ہے، جس سے وہ بعض بیرونی اثرات کو برداشت کرنے کے قابل ہو سکتے ہیں۔ اچھی گرمی کی کھپت کا ڈیزائن مؤثر طریقے سے بیٹری کے درجہ حرارت کو کم کر سکتا ہے، اس کی کارکردگی اور عمر کو بہتر بنا سکتا ہے۔
e بیٹری کے اندرونی ڈھانچے کو پہنچنے والے نقصان کو روکنے کے لیے پنروک اور زلزلہ دار ڈیزائن۔
لیتھیم بیٹری سیل کو بھگونے کے بعد، مثبت اور منفی کھمبے شارٹ سرکٹ ہو جائیں گے اور خارج ہوتے رہیں گے، جس سے بیٹری کی اندرونی ساخت کو نقصان پہنچے گا۔ اس لیے بیٹری پیک کے ڈیزائن میں واٹر پروف اور ڈسٹ پروف کارکردگی پر غور کیا جانا چاہیے۔ ایک ہی وقت میں، مختلف استعمال کے ماحول کو اپنانے کے لیے زلزلہ کی کارکردگی پر غور کیا جانا چاہیے۔ مثال کے طور پر، کچھ سخت ماحول جیسے کہ زلزلے کے شکار علاقوں یا پیچیدہ بیرونی خطوں میں، واٹر پروف اور زلزلہ ڈیزائن خاص طور پر اہم ہے۔
f پادرجہ حرارت کے اثرات پر توجہ دیں اور بیٹری کی کارکردگی اور عمر کو بہتر بنائیں۔
"گرمی" کا عنصر بیٹری پیک پیک کے ساختی ڈیزائن کو بہت زیادہ متاثر کرتا ہے۔ لیتھیم آئن بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک درجہ حرارت کے ماحول کے لیے حساس ہوتے ہیں، اور زیادہ درجہ حرارت بیٹری کی چارجنگ اور ڈسچارج کی کارکردگی اور بہت سے خصوصیت کے پیرامیٹرز، جیسے اندرونی مزاحمت، وولٹیج، SOC، دستیاب صلاحیت، چارجنگ اور ڈسچارج کی کارکردگی، اور بیٹری کی زندگی کو سنجیدگی سے متاثر کر سکتا ہے۔ . مناسب تھرمل مینجمنٹ ڈیزائن کے ذریعے، جیسے مائع کولنگ یا ایئر کولنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے، بیٹری کے درجہ حرارت کو مؤثر طریقے سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے، اور بیٹری کی کارکردگی اور عمر کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
جی ہائی وولٹیج موصلیت کی کارکردگی اور ساختی طاقت کو یقینی بنانے کے لیے مواد کا انتخاب۔
ہائی وولٹیج کی موصلیت کی مزاحمت بیٹری پیک کے ڈھانچے کے ڈیزائن کے لیے سب سے اہم تکنیکی ضروریات میں سے ایک ہے۔ عام طور پر، اعلی طاقت اور پلاسٹکٹی کے ساتھ نایلان کو خام مال کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، اور GF کو مضبوط بنانے کے لیے مواد میں 5% سے 45% گلاس فائبر شامل کیا جا سکتا ہے، جو ساختی طاقت اور کمپن مزاحمت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ یہ مواد کا انتخاب ہائی وولٹیج کے تحت بیٹری پیک کے محفوظ آپریشن کو یقینی بنا سکتا ہے، جبکہ اس کی ساختی طاقت اور کمپن مزاحمت کو بہتر بنا سکتا ہے۔
(2) ڈیزائن کیس
a دیسمائع کولنگ پلیٹ کے معاملے کو نظر انداز کریں، مختلف قسم کے مائع کولنگ پلیٹوں کی خصوصیات اور کلیدی انتخاب کا تجزیہ کریں۔
مائع کولڈ پلیٹ توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کے لیے تھرمل مینجمنٹ کا ایک اہم جزو ہے۔ مختلف قسم کے مائع ٹھنڈے پلیٹوں میں مختلف خصوصیات ہیں۔ مثال کے طور پر، کچھ مائع ٹھنڈا پلیٹوں میں موثر گرمی کی کھپت کی کارکردگی ہے، لیکن قیمت نسبتا زیادہ ہے؛ کچھ مائع ٹھنڈی پلیٹوں کی لاگت کم ہوتی ہے، لیکن ان کی گرمی کی کھپت کی کارکردگی نسبتاً کمزور ہوتی ہے۔ مائع ٹھنڈی پلیٹ کا انتخاب کرتے وقت، گرمی کی کھپت کی کارکردگی، لاگت اور قابل اعتمادی جیسے عوامل پر جامع غور کرنا ضروری ہے۔ مثال کے طور پر، ایپلی کیشن کے کچھ منظرناموں میں جن میں گرمی کی کھپت کی اعلی کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے، بہتر گرمی کی کھپت کی کارکردگی کے ساتھ مائع ٹھنڈا پلیٹوں کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔ اعلی لاگت کے تقاضوں کے ساتھ کچھ درخواست کے منظرناموں میں، کم لاگت مائع کولڈ پلیٹوں کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔
ب ایل جی کا انرجی سٹوریج ماڈیول اور پیک ڈیزائن کا تجزیہ، پروڈکٹ پورٹ فولیو، ساختی ڈیزائن اور دیگر پہلوؤں سے اس کے فوائد کی تلاش۔
LG کے انرجی اسٹوریج ماڈیول اور پیک ڈیزائن کے بہت سے فوائد ہیں۔ پروڈکٹ پورٹ فولیو کے نقطہ نظر سے، LG کے بیٹری سیلز کو توانائی کی قسم اور پاور کی قسم میں تقسیم کیا گیا ہے جس کی بنیاد مختلف پائیدار بجلی خارج ہونے والے نرخوں کی بنیاد پر، مختلف ایپلی کیشن کی ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ ساختی ڈیزائن کے لحاظ سے، LG چھوٹے اور بڑے ماڈیولز کے معیاری امتزاج کو اپناتا ہے، جنہیں پھر ایک ساتھ گروپ کیا جاتا ہے۔ غیر زیادہ شدت کے وائبریشن کے میدان میں، ماڈیولز کا ڈھانچہ سی ایم اے کے بنیادی ڈھانچے کی بنیاد پر طول البلد سمت پر مبنی ہوتا ہے، اور کئی ماڈیولز کو ایک لمبا بڑا ماڈیول ڈھانچہ بنانے کے لیے اسٹیک کیا جاتا ہے۔ اس ڈیزائن میں اچھی اسکیل ایبلٹی اور لچک ہے، اور توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کی مختلف ضروریات کو پورا کر سکتی ہے۔
c نئے انرجی سٹوریج بیٹری پیک کے تھرمل ڈیزائن پر سمولیشن کیلکولیشن اور تجرباتی تحقیق، کلیدی پیرامیٹر کے تجزیہ اور تحقیقی نتائج کی وضاحت۔
توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریوں کی کارکردگی اور بھروسے کو بہتر بنانے کے لیے نئے انرجی اسٹوریج بیٹری پیک کے تھرمل ڈیزائن پر نقلی حساب اور تجرباتی تحقیق بہت اہمیت کی حامل ہے۔ نقلی حسابات کے ذریعے، بیٹری کے درجہ حرارت کی تقسیم اور کارکردگی پر تھرمل مینجمنٹ کی مختلف حکمت عملیوں کے اثرات کا تجزیہ کیا جا سکتا ہے، جو تھرمل ڈیزائن کے لیے نظریاتی معاونت فراہم کرتا ہے۔ دریں اثنا، تجرباتی تحقیق کے ذریعے، سمولیشن ماڈل کی درستگی اور تاثیر کی تصدیق کی جا سکتی ہے، اور بہترین تھرمل ڈیزائن اسکیمیں تجویز کی جا سکتی ہیں۔ مثال کے طور پر، کچھ مطالعات نے انرجی سٹوریج سسٹمز میں لیتھیم بیٹری پیک کے تھرمل ڈیزائن کے بارے میں گہرائی سے بات چیت کی ہے جس میں نقلی حسابات اور تجرباتی تحقیق کے امتزاج کے ذریعے۔ ایک کثیر مقصدی اصلاح پر مبنی تھرمل ڈیزائن کا طریقہ تجویز کیا گیا ہے، جس میں بیٹری کی کارکردگی، حفاظت، اور اصلاح کے لیے معیشت جیسے عوامل پر جامع طور پر غور کیا گیا ہے، اور تحقیق کے اچھے نتائج حاصل کیے ہیں۔
3. ساخت اور تکنیکی پیرامیٹرز
(1) جزو
a واحد سیل بیٹری، توانائی کے ذخیرہ اور رہائی کے لیے ذمہ دار ہے۔
فی الحال عام طور پر استعمال ہونے والی سنگل سیل بیٹریوں میں لیتھیم آئن بیٹریاں، لیڈ ایسڈ بیٹریاں، نکل ہائیڈروجن بیٹریاں وغیرہ شامل ہیں۔ لیتھیم آئن بیٹریاں اپنی توانائی کی کثافت اور طویل سائیکل زندگی کی وجہ سے توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک میں اہم کردار ادا کرتی ہیں۔ مثال کے طور پر، کچھ ہائی اینڈ الیکٹرک وہیکل انرجی اسٹوریج بیٹری پیک میں، لیتھیم آئن بیٹریاں کئی سو ایمپیئر گھنٹے تک کی صلاحیت کے ساتھ طاقتور پاور سپورٹ فراہم کر سکتی ہیں۔ اگرچہ لیڈ ایسڈ بیٹریاں نسبتاً کم توانائی کی کثافت رکھتی ہیں، لیکن ان کی لاگت کم ہے اور وہ اب بھی کچھ لاگت کے حساس ایپلیکیشن منظرناموں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔ نکل ہائیڈروجن بیٹریاں اچھی چارجنگ اور ڈسچارجنگ پرفارمنس اور سیفٹی رکھتی ہیں، اور کچھ انرجی سٹوریج فیلڈز میں ان کا مارکیٹ شیئر بھی ہے۔
ب بیٹری مینجمنٹ سسٹم، بیٹری کی حیثیت کی نگرانی اور بیٹری کی حفاظت کی حفاظت۔
بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) انرجی سٹوریج بیٹری پیک کے بنیادی اجزاء میں سے ایک ہے۔ یہ وولٹیج، کرنٹ، اور درجہ حرارت جیسے پیرامیٹرز کی پیمائش کرکے بیٹری کی حالت کا درست کنٹرول حاصل کرتا ہے۔ بی ایم ایس بیٹریوں کی چارجنگ اور ڈسچارج کی حالت کو حقیقی وقت میں مانیٹر کر سکتا ہے تاکہ اوور چارجنگ، اوور ڈسچارجنگ، اوور کرنٹ اور دیگر حالات کو رونما ہونے سے روکا جا سکے۔ مثال کے طور پر، جب بیٹری کی سطح پوری ہونے کے قریب پہنچ جاتی ہے، BMS خود بخود چارجنگ کرنٹ کو کم کر دے گا تاکہ زیادہ چارجنگ سے بچا جا سکے۔ بیٹری کی سطح بہت کم ہونے پر، BMS صارف کو بروقت چارج کرنے کی یاد دلانے کے لیے الارم جاری کرے گا۔ اس کے علاوہ، BMS بیٹریوں کے انتظام کو بھی متوازن کر سکتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ ہر فرد کی بیٹری کی طاقت مستقل رہے، اور بیٹری پیک کی مجموعی کارکردگی اور عمر کو بہتر بنا سکے۔
c مناسب درجہ حرارت کی حد کو برقرار رکھنے کے لیے تھرمل مینجمنٹ سسٹم۔
تھرمل مینجمنٹ سسٹم انرجی سٹوریج بیٹری پیک کو مناسب درجہ حرارت کی حد کے اندر برقرار رکھنے کے لیے ذمہ دار ہے تاکہ بیٹری کو زیادہ گرم ہونے سے ہونے والے نقصان کو روکا جا سکے۔ تھرمل مینجمنٹ کے عام طریقوں میں ایئر کولنگ، مائع کولنگ وغیرہ شامل ہیں۔ ایئر کولنگ سسٹم پنکھے کے ذریعے بیٹری کی سطح پر ہوا کو اڑاتا ہے، جس سے گرمی چھین لی جاتی ہے۔ مائع کولنگ سسٹم کولنٹ کو گردش کر کے بیٹری کے درجہ حرارت کو کم کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، کچھ ہائی پاور انرجی سٹوریج سسٹم میں، مائع کولنگ سسٹم زیادہ مؤثر طریقے سے بیٹری کے درجہ حرارت کو کنٹرول کر سکتے ہیں، سسٹم کے استحکام اور بھروسے کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ عام طور پر، بیٹری کی کارکردگی کے استحکام کو یقینی بنانے کے لیے سسٹم کے درجہ حرارت کا فرق 5 ڈگری سے کم یا اس کے برابر ہونا ضروری ہے۔
d برقی نظام، برقی توانائی کی ترسیل اور تقسیم کے لیے ذمہ دار ہے۔
برقی نظام میں تاریں، کیبلز، کنیکٹر وغیرہ شامل ہیں جو بیٹریاں، BMS، اور تھرمل مینجمنٹ سسٹم جیسے اجزاء کو جوڑتے ہیں، جو برقی توانائی کی ترسیل اور تقسیم کے ذمہ دار ہیں۔ ہائی وولٹیج وائرنگ ہارنس کو بیٹری پیک کی "مین آرٹری" کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے، جو بیٹری کی توانائی کو آخری بوجھ تک مسلسل پہنچاتا ہے۔ کم وولٹیج کی وائرنگ ہارنس کو بیٹری پیک کے "نیورل نیٹ ورک" کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے، جو ریئل ٹائم پتہ لگانے اور کنٹرول سگنلز منتقل کرتا ہے۔ برقی توانائی کی محفوظ ترسیل کو یقینی بنانے کے لیے برقی نظام کے ڈیزائن میں موجودہ شدت، وولٹیج کی سطح، اور موصلیت کی کارکردگی جیسے عوامل پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔
e اندرونی اجزاء کی حفاظت کے لیے باکس اور بریکٹ۔
باکس اور بریکٹ کا استعمال انرجی سٹوریج بیٹری پیک کے اندر تمام اجزاء کو ایڈجسٹ کرنے اور ان کی حفاظت کے لیے کیا جاتا ہے، بیرونی ماحولیاتی مداخلت اور نقصان کو روکنے کے لیے۔ باکس عام طور پر اعلی طاقت والے مواد سے بنا ہوتا ہے، جس میں اچھا اثر مزاحمت، کمپن مزاحمت، اور واٹر پروف اور ڈسٹ پروف کارکردگی ہوتی ہے۔ بریکٹ بیٹری پیک کے اندرونی اجزاء کو سپورٹ کرنے اور ٹھیک کرنے میں کردار ادا کرتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ بیٹری پیک مختلف استعمال کے ماحول میں مستحکم رہ سکتا ہے۔
(2) تکنیکی پیرامیٹر
a صلاحیت، برقی توانائی کو ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کی پیمائش۔
صلاحیت توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری پیک کی توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کی پیمائش کے لیے ایک اہم اشارے ہے، جسے عام طور پر ایمپیئر گھنٹے (Ah) یا کلو واٹ گھنٹے (kWh) میں ماپا جاتا ہے۔ صلاحیت جتنی زیادہ ہوگی، اتنی ہی توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری PACK ذخیرہ کر سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک 100kWh توانائی ذخیرہ کرنے والا بیٹری پیک گھر کے لیے کئی دنوں کی بجلی فراہم کر سکتا ہے۔ عملی ایپلی کیشنز میں، مختلف ضروریات کے مطابق توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کی مناسب صلاحیت کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔
ب توانائی کی کثافت، کارکردگی کے فوائد اور نقصانات کی عکاسی کرتی ہے۔
توانائی کی کثافت سے مراد برقی توانائی کی وہ مقدار ہے جسے فی یونٹ ماس یا انرجی سٹوریج بیٹری پیک کے یونٹ والیوم میں ذخیرہ کیا جا سکتا ہے، عام طور پر واٹ گھنٹے فی کلوگرام (Wh/kg) یا واٹ گھنٹے فی لیٹر (Wh/L) میں ماپا جاتا ہے۔ توانائی کی کثافت جتنی زیادہ ہوگی، توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کی کارکردگی اتنی ہی بہتر ہوگی۔ اس وقت، لیتھیم آئن بیٹریوں کی توانائی کی کثافت نسبتاً زیادہ ہے، مثال کے طور پر، کچھ اعلیٰ درجے کی لیتھیم آئن بیٹریوں کی توانائی کی کثافت 200Wh/kg سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔ توانائی کی کثافت کو بہتر بنانے سے انرجی سٹوریج بیٹری پیک کے حجم اور وزن کو کم کیا جا سکتا ہے، ان کی پورٹیبلٹی اور قابل اطلاقیت کو بڑھایا جا سکتا ہے۔
c چارج کرنے اور خارج کرنے کی کارکردگی توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی کا تعین کرتی ہے۔
چارج اور ڈسچارج کی کارکردگی سے مراد انرجی اسٹوریج بیٹری پیک کے چارج اور ڈسچارج کے عمل کے دوران توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی ہے، جسے عام طور پر فیصد کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔ چارجنگ اور ڈسچارجنگ کی کارکردگی جتنی زیادہ ہوگی، انرجی اسٹوریج بیٹری پیک کی توانائی کے استعمال کی شرح اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ عام طور پر، لتیم آئن بیٹریوں کی چارجنگ اور ڈسچارجنگ کی کارکردگی 90 فیصد سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔ چارجنگ اور ڈسچارجنگ کی کارکردگی کو بہتر بنانے سے توانائی کے ضیاع اور استعمال کی لاگت کم ہو سکتی ہے۔
d سائیکل کی زندگی، سروس کی زندگی کی عکاسی کرتا ہے.
سائیکل کی زندگی سے مراد توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری پیک چارج اور ڈسچارج سائیکل کے دوران ایک خاص کارکردگی کو برقرار رکھنے کی تعداد ہے۔ سائیکل کی زندگی جتنی لمبی ہوگی، توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کی سروس لائف اتنی ہی لمبی ہوگی۔ مثال کے طور پر، کچھ اعلیٰ معیار کے لیتھیم آئن توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری پیک کی سائیکل لائف ہزاروں یا دسیوں ہزار بار تک پہنچ سکتی ہے۔ عملی ایپلی کیشنز میں، مختلف استعمال کے حالات اور ضروریات کے مطابق مناسب سائیکل لائف کے ساتھ توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔
e حفاظت، بشمول مختلف حفاظتی اقدامات اور تھرمل مینجمنٹ سسٹم۔
حفاظت انرجی سٹوریج بیٹری پیک کے اہم تکنیکی اشارے میں سے ایک ہے، بشمول اوور چارجنگ، اوور ڈسچارجنگ، اوور کرنٹ، شارٹ سرکٹ، نیز تھرمل مینجمنٹ سسٹمز کے خلاف حفاظتی اقدامات۔ اچھی حفاظت استعمال کے دوران انرجی اسٹوریج بیٹری پیک کی وشوسنییتا اور استحکام کو یقینی بنا سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، perfluorohexane آگ بجھانے والا آلہ PACK بیٹری پیک میں آگ لگنے کی صورت میں آگ کے پھیلاؤ کو تیزی سے دبا سکتا ہے، جو PACK بیٹری پیک کی حفاظت کے لیے مضبوط تحفظ فراہم کرتا ہے۔ دریں اثنا، تھرمل مینجمنٹ سسٹم بیٹری کے زیادہ گرم ہونے سے ہونے والے حفاظتی حادثات کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے۔
4. ڈیزائن کے عمل اور تجزیہ کے طریقے
(1) ڈیزائن کا عمل
a مسلسل کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے بیٹری سیلز کو منتخب اور گریڈ کریں۔
توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کے ڈیزائن کے عمل میں، بیٹری کے خلیات کا انتخاب اور درجہ بندی اہم پہلا مرحلہ ہے۔ سب سے پہلے، قابل اعتماد سپلائرز سے مناسب لیتھیم بیٹری سیلز کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔ کچھ ہائی اینڈ انرجی اسٹوریج ایپلی کیشنز کے لیے، اعلی توانائی کی کثافت اور طویل سائیکل لائف کے ساتھ لیتھیم آئن بیٹری سیلز کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔ انتخاب کے عمل میں، بیٹری سیلز کی کارکردگی کے پیرامیٹرز پر سخت جانچ کی جانی چاہیے، جس میں صلاحیت، اندرونی مزاحمت، وولٹیج وغیرہ شامل ہیں۔ 98 فیصد سے زیادہ ہونا یقینی بنایا جائے۔ درجہ بندی کے بعد، بیٹری کے خلیات کو بعد میں اسمبلی کے کام کی تیاری کے لیے کارکردگی کی مختلف سطحوں کے مطابق ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔
ب مناسب کنکشن کے طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے بیٹری سیلز کو جمع کریں۔
بیٹری سیل اسمبلی ڈیزائن کی ضروریات کے مطابق متعدد بیٹری سیلز کو یکجا کرنے کا عمل ہے۔ اس مرحلے پر کنکشن کے موثر طریقے جیسے ویلڈنگ یا کرمپنگ کو استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔ ویلڈنگ کا طریقہ مضبوط کنکشن اور کم مزاحمت کے فوائد رکھتا ہے، لیکن یہ کام کرنا مشکل ہے اور اعلی عمل کی ضروریات کی ضرورت ہوتی ہے. کرمپنگ کا طریقہ نسبتاً آسان ہے، لیکن کنکشن کا استحکام قدرے کمتر ہو سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، کچھ بڑے پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری پیک کی پیداوار میں، بیٹری کے خلیوں کو آپس میں جوڑنے کے لیے لیزر ویلڈنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس ویلڈنگ کے طریقہ کار میں اعلی توانائی کی کثافت، چھوٹی ویلڈنگ کی اخترتی اور گرمی سے متاثرہ چھوٹے زون کے فوائد ہیں، جو ورک پیس کی درستگی کو مؤثر طریقے سے بہتر بنا سکتے ہیں، ویلڈ کو ہموار، نجاست سے پاک، یکساں اور گھنے بنا سکتے ہیں، اور مختلف مواد کے درمیان ویلڈنگ کو بھی حاصل کر سکتے ہیں۔ ، مختلف مواد کی ویلڈنگ کی ضروریات کو پورا کرنا۔ مناسب کنکشن کا طریقہ منتخب کر کے، بیٹری سیلز کے درمیان قابل اعتماد کنکشن کو یقینی بنایا جا سکتا ہے، جو انرجی اسٹوریج بیٹری پیک کی کارکردگی کی ضمانت فراہم کرتا ہے۔
c نگرانی اور تحفظ کے افعال کو حاصل کرنے کے لیے بیٹری مینجمنٹ سسٹم کا انضمام۔
بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کے بنیادی اجزاء میں سے ایک ہے، اور اس کا انضمام بیٹری سیلز کی نگرانی، توازن اور تحفظ کے افعال کو حاصل کرنے کے لیے اہم ہے۔ BMS کو مربوط کرتے وقت، بیٹری سیل کے ساتھ درست طریقے سے جڑنا اور ڈیبگ کرنا ضروری ہے۔ BMS حقیقی وقت میں بیٹری سیلز کے وولٹیج، کرنٹ، درجہ حرارت اور دیگر پیرامیٹرز کی نگرانی کر سکتا ہے۔ ان پیرامیٹرز کا تجزیہ کرکے، یہ چارج اور ڈسچارج کنٹرول، بیلنس مینجمنٹ اور بیٹری کی خرابی کی تشخیص حاصل کرسکتا ہے۔ مثال کے طور پر، جب بیٹری سیل کا وولٹیج بہت زیادہ یا بہت کم ہوتا ہے، BMS خود بخود چارجنگ اور ڈسچارج کرنٹ کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے تاکہ زیادہ چارجنگ یا اوور ڈسچارجنگ کو روکا جا سکے۔ جب بیٹری سیل کا درجہ حرارت بہت زیادہ ہوتا ہے، تو BMS بیٹری کے درجہ حرارت کو کم کرنے اور بیٹری کے محفوظ آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے کولنگ سسٹم کو چالو کر سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، BMS توانائی کے ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کی ریموٹ مانیٹرنگ اور مینجمنٹ کو حاصل کرنے کے لیے مواصلاتی انٹرفیس کے ذریعے بیرونی آلات کے ساتھ ڈیٹا کا تبادلہ بھی کر سکتا ہے۔
d شیل کی انکیپسولیشن حفاظت اور گرمی کی کھپت سے تحفظ فراہم کرتی ہے۔
شیل انکیپسولیشن حفاظت اور استحکام کو یقینی بنانے کے ساتھ ساتھ گرمی کی کھپت اور تحفظ کے افعال فراہم کرنے کے لیے ایک کیسنگ کے اندر بیٹری پیک نصب کرنے کا عمل ہے۔ شیل کے انتخاب میں متعدد عوامل پر غور کرنے کی ضرورت ہے، بشمول مادی طاقت، گرمی کی کھپت کی کارکردگی، واٹر پروف اور ڈسٹ پروف صلاحیت وغیرہ۔ مثال کے طور پر، کچھ اعلی کارکردگی والے توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک ایلومینیم کے کھوٹ کے خول استعمال کر سکتے ہیں، جس کے فوائد ہیں جیسے کہ اعلی طاقت۔ ہلکے وزن، اور اچھی گرمی کی کھپت کی کارکردگی. کیسنگ کی پیکیجنگ کے عمل کے دوران، بیٹری پیک اور کیسنگ کے درمیان ایک محفوظ تنصیب کو یقینی بنانا بھی ضروری ہے تاکہ استعمال کے دوران ڈھیلے ہونے یا نقل مکانی کو روکا جا سکے۔ ایک ہی وقت میں، کیسنگ میں گرمی کی کھپت کا ایک اچھا ڈیزائن ہونا بھی ضروری ہے، جو بیٹری پیک سے پیدا ہونے والی گرمی کو گرمی کی کھپت کے پنکھوں، وینٹیلیشن ہولز وغیرہ کے ذریعے بروقت ختم کر سکتا ہے، تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ کام کرنے والے درجہ حرارت کو بیٹری ایک محفوظ رینج کے اندر ہے۔ اس کے علاوہ، بیٹری پیک کو بیرونی ماحولیاتی اثرات سے بچانے کے لیے کیسنگ میں مخصوص واٹر پروف اور ڈسٹ پروف صلاحیتوں کی بھی ضرورت ہے۔
e مصنوعات کی کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے مجموعی جانچ اور کوالٹی کنٹرول کا انعقاد کریں۔
مجموعی طور پر جانچ اور کوالٹی کنٹرول انرجی سٹوریج بیٹری پیک کے ڈیزائن کے عمل کا آخری مرحلہ ہے، اور مصنوعات کی کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے کلیدی روابط بھی ہیں۔ اس مرحلے پر، اسمبل شدہ ماڈیول پیک پر جامع جانچ کرنا ضروری ہے، جس میں کارکردگی کی جانچ، صلاحیت کی جانچ، سائیکل لائف ٹیسٹنگ، اور سیکیورٹی ٹیسٹنگ شامل ہیں۔ کارکردگی کی جانچ میں بنیادی طور پر پیرامیٹرز کی جانچ شامل ہے جیسے چارج کرنے اور خارج کرنے کی کارکردگی، رسپانس ٹائم، وغیرہ۔ صلاحیت کی جانچ بیٹری کی اصل صلاحیت کو چارج اور ڈسچارج کرکے اس کی پیمائش کرتی ہے۔ سائیکل لائف ٹیسٹنگ بیٹری کے چارجنگ اور ڈسچارجنگ سائیکلوں کو حقیقی استعمال میں اس کی عمر کی کارکردگی کا جائزہ لینے کے لیے نقل کرتی ہے۔ سیفٹی ٹیسٹنگ میں اوور چارج، اوور ڈسچارج، شارٹ سرکٹ، اثر اور دیگر ٹیسٹ شامل ہیں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ بیٹری مختلف انتہائی حالات میں بھی محفوظ طریقے سے کام کر سکتی ہے۔ سخت جانچ اور کوالٹی کنٹرول کے ذریعے، انرجی سٹوریج بیٹری پیک کی کارکردگی اور معیار کو ڈیزائن کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے یقینی بنایا جا سکتا ہے، جو صارفین کو قابل اعتماد توانائی ذخیرہ کرنے کے حل فراہم کرتا ہے۔
(2) تجزیہ کا طریقہ
a PACK کی تعریف کی تشریح کریں اور اس کے تکنیکی بنیادی کو سمجھیں۔
لیتھیم آئن بیٹری پیک، جسے بیٹری ماڈیول بھی کہا جاتا ہے، لیتھیم آئن بیٹریوں کے لیے ایک مینوفیکچرنگ عمل ہے، جس کا مطلب ہے پیکیجنگ، انکیپسولیشن اور اسمبلی۔ اس سے مراد لیتھیم آئن سنگل سیلز کے متعدد سیٹوں کو سیریز میں جوڑنا اور سسٹم میکینیکل طاقت، تھرمل مینجمنٹ، بی ایم ایس میچنگ وغیرہ جیسے مسائل پر غور کرنا ہے۔ اس کی اہم ٹیکنالوجیز مجموعی ساختی ڈیزائن، ویلڈنگ اور پروسیسنگ کے عمل کے کنٹرول، تحفظ کی سطح میں جھلکتی ہیں۔ ، فعال تھرمل مینجمنٹ سسٹم، اور دیگر پہلوؤں. مثال کے طور پر، کسٹمر کی ضروریات کے مطابق ایک مخصوص شکل بنانے کے لیے دو بیٹریوں کو سیریز یا متوازی میں جوڑنا PACK کہلاتا ہے۔ PACK کی تعریف کی تشریح کرتے ہوئے، یہ واضح کیا جا سکتا ہے کہ اس کی تکنیکی بنیاد مختلف ایپلی کیشن کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے متعدد انفرادی بیٹریوں کے معقول امتزاج اور پیکیجنگ میں مضمر ہے۔
ب پیک کی ترکیب کا تجزیہ کریں اور ہر حصے کے کردار کو سمجھیں۔
بیٹری پیک بنیادی طور پر انفرادی بیٹری ماڈیولز، الیکٹریکل سسٹمز، تھرمل مینجمنٹ سسٹمز، انکلوژرز اور BMS پر مشتمل ہوتا ہے۔ ایک واحد بیٹری ماڈیول برقی توانائی کے لیے اسٹوریج اور ریلیز یونٹ ہے، جو انسانی جسم کے "دل" کے برابر ہے۔ برقی نظام برقی توانائی کی ترسیل اور تقسیم کے لیے ذمہ دار ہے، جس میں ہائی وولٹیج ہارنسز جیسے "آرٹیریل بلڈ ویسلز" اور کم وولٹیج ہارنس جیسے "نیورل نیٹ ورک"؛ تھرمل مینجمنٹ سسٹم بیٹری کو مناسب درجہ حرارت کی حد کے اندر کام کرتا ہے، جیسے بیٹری پر "ایئر کنڈیشنر" لگانا؛ باکس اور بریکٹ انسانی جسم کی "ہڈیوں" کی طرح مکینیکل اثرات، مکینیکل کمپن، اور ماحولیاتی تحفظ کی حمایت، مزاحمت میں کردار ادا کرتے ہیں۔ BMS بیٹری کا "دماغ" ہے، جو بیٹری کی حالت کی نگرانی، چارجنگ اور ڈسچارج کے عمل کو منظم کرنے، اور بیٹری کو اوور چارجنگ، اوور ڈسچارجنگ، اور اوور کرنٹ جیسے نقصانات سے بچانے کے لیے ذمہ دار ہے۔ PACK کی ترکیب کا تجزیہ کرکے، ہم توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کو ڈیزائن اور بہتر بنانے کے لیے ایک بنیاد فراہم کرتے ہوئے، ہر ایک جزو کے کردار کے بارے میں گہری سمجھ حاصل کر سکتے ہیں۔
c PACK کی خصوصیات کو دریافت کریں اور تکنیکی تقاضوں کو واضح کریں۔
PACK لتیم بیٹری پیک کے لیے بیٹری کی مستقل مزاجی (صلاحیت، اندرونی مزاحمت، وولٹیج، خارج ہونے والے منحنی خطوط، زندگی) کی ضرورت ہوتی ہے، جس کی سائیکل کی زندگی ایک بیٹری سے کم ہوتی ہے۔ اسے محدود حالات میں استعمال کیا جانا چاہیے، مولڈنگ کے بعد محفوظ کیا جانا چاہیے، اور چارجنگ بیلنس، درجہ حرارت، وولٹیج اور اوور کرنٹ کے لیے نگرانی کی جانی چاہیے۔ اسے ڈیزائن کی وولٹیج اور صلاحیت کی ضروریات کو پورا کرنا چاہیے۔ مثال کے طور پر، عملی ایپلی کیشنز میں، ان خصوصیات اور تکنیکی تقاضوں کو پورا کرنے کے لیے بیٹری سیل کے انتخاب، اسمبلی کے عمل، BMS ڈیزائن، اور دیگر پہلوؤں میں سخت کنٹرول اور اصلاح کی ضرورت ہے۔ PACK کی خصوصیات کو دریافت کرکے، توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری پیک کی کارکردگی اور معیار کو یقینی بنانے کے لیے ڈیزائن کے عمل میں تکنیکی تقاضوں کو واضح کیا جا سکتا ہے۔
d PACK طریقہ متعارف کروائیں، بشمول سیریل متوازی ساخت اور عمل کا انتخاب۔
بیٹری ماڈیول سیریز میں جڑے انفرادی خلیوں پر مشتمل ہے۔ متوازی کنکشن وولٹیج کو تبدیل کیے بغیر صلاحیت میں اضافہ کرتا ہے، جبکہ سیریز کنکشن صلاحیت کو تبدیل کیے بغیر وولٹیج کو دوگنا کرتا ہے۔ بیٹری سیلز کا انتخاب کرتے وقت، اس کے لیے یکساں اقسام اور ماڈلز کی ضرورت ہوتی ہے، جس میں صلاحیت، اندرونی مزاحمت، اور وولٹیج کی قدروں میں فرق 2% سے زیادہ نہ ہو۔ پیک کے اہم عمل میں لیزر ویلڈنگ، الٹراسونک ویلڈنگ، پلس ویلڈنگ، اور لچکدار دھاتی چادروں سے رابطہ شامل ہیں۔ پیداواری پیداوار، کارکردگی، اور کنکشن پوائنٹس کی اندرونی مزاحمت کو مدنظر رکھتے ہوئے، لیزر ویلڈنگ فی الحال بہت سے بیٹری مینوفیکچررز کے لیے ترجیحی انتخاب ہے۔ مثال کے طور پر، اگر 3.2V کے وولٹیج کے ساتھ 15 سیلز سیریز میں منسلک ہیں، تو یہ 48V ہوگا، جسے سیریز بوسٹ کہتے ہیں۔ 50Ah کی صلاحیت کے ساتھ ایک بیٹری سیل، جب متوازی طور پر منسلک ہوتا ہے، تو اس میں 100Ah ہوتا ہے، جسے متوازی توسیع کہتے ہیں۔ پیک طریقہ متعارف کروا کر، توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کے ڈیزائن کے لیے مخصوص تکنیکی حل اور عمل کے انتخاب فراہم کیے جا سکتے ہیں۔
e PACK تکنیکی پیرامیٹرز اور ماسٹر پروڈکٹ کی کارکردگی کے اشارے کو سمجھیں۔
مجموعہ کا طریقہ: 1P24S 24 سیریز اور 1 متوازی کی نمائندگی کرتا ہے، سیریز کے کنکشن کے بعد وولٹیج دوگنا ہو جاتا ہے۔ درجہ بندی شدہ وولٹیج 3.2 * 24=76.8V ہے۔ شرح شدہ صلاحیت سے مراد بیٹری کی صلاحیت ہے جو درجہ بند کام کے حالات میں طویل عرصے تک مسلسل کام کر سکتی ہے، جس کی پیمائش ایمپیئر گھنٹے (Ah) میں کی جاتی ہے۔ یہ ایمپیئر گھنٹے (A) میں خارج ہونے والے کرنٹ اور گھنٹے (h) میں خارج ہونے والے وقت کی پیداوار ہے۔ مثال کے طور پر، 280Ah 2 گھنٹے کے لیے 0.5C کی زیادہ سے زیادہ شرح سے خارج ہونے کی نمائندگی کرتا ہے۔ شرح شدہ توانائی= برائے نام صلاحیت (Ah) * برائے نام وولٹیج (V)۔ چارج اور ڈسچارج کی کارکردگی سے مراد انرجی اسٹوریج بیٹری پیک کے چارج اور ڈسچارج کے عمل کے دوران توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی ہے، جسے عام طور پر فیصد کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔ سائیکل کی زندگی سے مراد توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹری پیک چارج اور ڈسچارج سائیکل کے دوران ایک خاص کارکردگی کو برقرار رکھنے کی تعداد ہے۔ حفاظتی اقدامات میں اوور چارجنگ، اوور ڈسچارجنگ، اوور کرنٹ، شارٹ سرکٹ کے ساتھ ساتھ تھرمل مینجمنٹ سسٹم سے تحفظ شامل ہے۔ PACK کے تکنیکی پیرامیٹرز کو سمجھ کر، کوئی پروڈکٹ کی کارکردگی کے اشارے کو سمجھ سکتا ہے اور توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک کے انتخاب اور اطلاق کے لیے حوالہ فراہم کر سکتا ہے۔