वर्तमान और अगली पीढ़ी की बैटरियों के लिए मॉडल-आधारित बैटरी प्रबंधन प्रणाली - फिजिक्स वर्ल्ड

इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए लिथियम-आयन बैटरी के व्यापक कार्यान्वयन के लिए फास्ट चार्जिंग पर भारी शोध किया गया है। हालाँकि, उच्च धाराओं पर चार्ज करने से कई परजीवी प्रतिक्रियाएं तेज हो जाती हैं जिससे कोशिका का क्षरण होता है, जिससे उसका जीवनकाल प्रभावित होता है। इन प्रतिक्रियाओं से लिथियम इन्वेंट्री का नुकसान, सक्रिय सामग्री का नुकसान और सेल में प्रतिबाधा बढ़ जाती है। इन पार्श्व प्रतिक्रियाओं के उदाहरणों में ठोस-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेज़ (एसईआई) परत की वृद्धि, संक्रमण धातु विघटन, और जमाव, लिथियम चढ़ाना और विलायक ऑक्सीकरण शामिल हैं। ये तंत्र कोशिका को ख़राब करते हैं और उसके चक्र जीवन को कम करते हैं।

भौतिकी-आधारित मल्टी-स्केल बैटरी मॉडल उन समीकरणों को हल करते हैं जो सेल के भीतर चार्ज और द्रव्यमान संतुलन को नियंत्रित करते हैं। इन विस्तृत गणितीय मॉडलों का उपयोग करके, सामग्री क्षरण तंत्र का अध्ययन करना और कई परिचालन स्थितियों के तहत क्षमता हानि पर उनके प्रभाव की भविष्यवाणी करना संभव है। इन मॉडलों का उपयोग किसी भी उद्देश्य के लिए उपयुक्त उपयुक्त सामग्री और डिजाइन मापदंडों के साथ नई बैटरियों को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है।

अधिक गंभीर रूप से, इन मॉडलों को सेल के प्रदर्शन को नियंत्रित करने के लिए बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) के साथ एकीकृत किया जा सकता है। इन मॉडलों का उपयोग नवीन चार्जिंग प्रोटोकॉल को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है जो सुरक्षित और इष्टतम सेल प्रदर्शन को सक्षम बनाता है, और सेल सामग्री क्षरण को दबाता है। बीएमएस वोल्टेज, करंट और तापमान की निगरानी और रखरखाव करता है, और सेल की आंतरिक स्थिति का अनुमान लगाता है। मॉडल-आधारित बीएमएस एल्गोरिदम को तेज़ कोड की आवश्यकता होती है जो वास्तविक समय में बैटरी मापदंडों की भविष्यवाणी और अनुमान लगा सकते हैं और विभिन्न भार के तहत बैटरी के प्रदर्शन को नियंत्रित कर सकते हैं।

वर्तमान में, बीएमएस समतुल्य सर्किट मॉडल लागू करता है जो विभिन्न स्थितियों और डिजाइन मापदंडों के लिए सेल के प्रदर्शन की अपर्याप्त भविष्यवाणी करता है। यह वेबिनार वर्तमान और अगली पीढ़ी की बैटरियों के लिए बीएमएस के लिए मॉडलों को स्थानांतरित करने के वर्तमान प्रयासों को प्रस्तुत करता है।

एक इंटरैक्टिव प्रश्नोत्तर सत्र प्रस्तुति के बाद होता है।

वेंकट सुब्रमण्यम ऑस्टिन (यूटी) में टेक्सास विश्वविद्यालय में मैकेनिकल इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान इंजीनियरिंग विभाग में इंजीनियरिंग के अर्नेस्ट डेशिएल कॉकरेल II प्रोफेसर हैं। प्रोफेसर सुब्रमण्यन इलेक्ट्रोकेमिकल सोसाइटी के निर्वाचित फेलो हैं, जहां उन्होंने ईसीएस इंडस्ट्रियल इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री एंड इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग (आईई एंड ईई) डिवीजन के निर्वाचित अध्यक्ष और निर्वाचित तकनीकी संपादक के रूप में कार्य किया है। वह एआईसीएचई के एरिया 1ई: (इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग) के पूर्व निर्वाचित अध्यक्ष भी हैं। उनके समूह का लक्ष्य मॉडल-आधारित बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) में दुनिया का अग्रणी समूह बनना है।

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/model-based-battery-management-systems-for-current-and-next-generation-batteries/