ऊर्जा भंडारण बैटरी और पावर बैटरी आज ऊर्जा भंडारण और विद्युत परिवहन के क्षेत्र में महत्वपूर्ण तकनीक हैं, संक्षेप में, दो प्रकार की बैटरी ऊर्जा भंडारण बैटरी हैं, प्रौद्योगिकी मार्ग में बहुत अलग नहीं है, फिर अंत में, दो प्रकार की बैटरी जहां अंतर है?
ऊर्जा भंडारण बैटरी क्या है?
जैसा कि नाम से ही ज़ाहिर है, ऊर्जा भंडारण बैटरियाँ विद्युत ऊर्जा के भंडारण के लिए उपयोग की जाने वाली बैटरी प्रणालियाँ हैं। ये विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने, बैटरी में आवेश को संग्रहीत करने और फिर आवश्यकता पड़ने पर उसे मुक्त करने में सक्षम होती हैं। ऊर्जा भंडारण बैटरियाँ आमतौर पर लंबी अवधि के ऊर्जा भंडारण और चार्जिंग/डिस्चार्जिंग के लिए डिज़ाइन की जाती हैं और ग्रिड शेड्यूलिंग, पीक लोड रिडक्शन और पावर प्रबंधन जैसे कार्यों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। ऊर्जा भंडारण बैटरियों की प्रमुख विशेषताएँ उच्च क्षमता, लंबी चक्र अवधि और स्थिर प्रदर्शन हैं।
पावर बैटरी क्या है?
दूसरी ओर, पावर बैटरियाँ इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान करने में विशेषज्ञ होती हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों की त्वरण और रेंज आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उनमें उच्च ऊर्जा घनत्व और उच्च शक्ति उत्पादन होना आवश्यक है। पावर बैटरियों का डिज़ाइन बैटरियों की चार्जिंग दर, डिस्चार्ज दर और चक्र जीवन को बेहतर बनाने पर केंद्रित होता है। साथ ही, विभिन्न परिस्थितियों में विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए पावर बैटरियों के लिए सुरक्षा भी एक महत्वपूर्ण पहलू है।
01 अनुप्रयोग परिदृश्य अंतर
ऊर्जा भंडारण बैटरियों का व्यापक रूप से ग्रिड ऊर्जा भंडारण, घरेलू ऊर्जा भंडारण, औद्योगिक और वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण, संचार बेस स्टेशनों और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। ऊर्जा भंडारण बैटरियों की डिज़ाइन आवश्यकताओं को मुख्य रूप से ऊर्जा घनत्व और दीर्घकालिक भंडारण के लिए अनुकूलित किया जाता है ताकि बड़ी क्षमता और दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण की आवश्यकता को पूरा किया जा सके। चूँकि अधिकांश ऊर्जा भंडारण बैटरियों को ऊर्जा भंडारण उपकरण को स्थानांतरित करने की आवश्यकता नहीं होती है,
इसलिए ऊर्जा भंडारण के लिए लिथियम बैटरी में ऊर्जा घनत्व के लिए प्रत्यक्ष आवश्यकताएं नहीं होती हैं; विभिन्न ऊर्जा भंडारण परिदृश्यों में शक्ति घनत्व के लिए अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं; बैटरी सामग्री, विस्तार दर, ऊर्जा घनत्व, इलेक्ट्रोड सामग्री प्रदर्शन एकरूपता आदि पर ध्यान दें, ताकि पूरे ऊर्जा भंडारण उपकरण, लंबे जीवन और कम लागत को आगे बढ़ाया जा सके।
पावर बैटरियों का उपयोग नई ऊर्जा यात्री कारों, वाणिज्यिक वाहनों, विशेष वाहनों, इंजीनियरिंग मशीनरी और उपकरणों, जहाजों आदि में किया जाता है। पावर बैटरियाँ, इलेक्ट्रिक वाहनों की तेज़ गति और लंबी माइलेज की ज़रूरतों को पूरा करने के लिए, शक्ति घनत्व और अल्पकालिक उच्च शक्ति उत्पादन पर अधिक ध्यान देती हैं। ऊर्जा भंडारण बैटरियों की तुलना में, पावर बैटरियों को उच्च ऊर्जा घनत्व और शक्ति घनत्व की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, वाहन के आकार और वजन की सीमाओं के साथ-साथ स्टार्टअप के दौरान त्वरण के कारण, पावर बैटरियों की प्रदर्शन आवश्यकताएँ सामान्य ऊर्जा भंडारण बैटरियों की तुलना में अधिक होती हैं।
02 सिस्टम संरचना अंतर
पावर बैटरी पैक मूलतः निम्नलिखित पाँच प्रणालियों से मिलकर बना होता है: बैटरी मॉड्यूल, बैटरी प्रबंधन प्रणाली, तापीय प्रबंधन प्रणाली, विद्युत प्रणाली और संरचनात्मक प्रणाली। पावर बैटरी प्रणाली की लागत में विद्युत सेल, संरचनात्मक घटक, बीएमएस, केस, सहायक सामग्री, निर्माण लागत आदि की समग्र लागत शामिल होती है। विद्युत सेल की लागत लगभग 80% होती है, और पैक की लागत (संरचनात्मक घटक, बीएमएस, केस, सहायक सामग्री, निर्माण लागत आदि सहित) पूरे बैटरी पैक की लागत का लगभग 20% होती है।
ऊर्जा भंडारण बैटरी प्रणाली मुख्य रूप से बैटरी पैक, बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस), ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस), ऊर्जा भंडारण कनवर्टर (पीसीएस) और अन्य विद्युत उपकरणों से बनी होती है। ऊर्जा भंडारण प्रणाली की लागत संरचना में, बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली का सबसे महत्वपूर्ण घटक है, जो लागत का 60% है; इसके बाद ऊर्जा भंडारण इन्वर्टर है, जो 20% है, ईएमएस (ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली) लागत 10% है, बीएमएस (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) लागत 5% है, और दूसरा 5% है।
03 बैटरी प्रबंधन अंतर
बैटरी प्रणाली के मुख्य घटक के रूप में बीएमएस (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) यह निर्धारित करता है कि बैटरी पैक के विभिन्न घटकों और कार्यों को समन्वित किया जा सकता है या नहीं, और यह सीधे तौर पर इस बात से संबंधित है कि बैटरी पैक इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए सुरक्षित और विश्वसनीय रूप से बिजली उत्पादन प्रदान कर सकता है या नहीं।
ऊर्जा भंडारण बैटरी प्रबंधन प्रणाली पावर बैटरी प्रबंधन प्रणाली के समान है, लेकिन पावर बैटरी प्रणाली इलेक्ट्रिक वाहन की उच्च गति वाली गति में है, बैटरी की पावर प्रतिक्रिया गति और पावर विशेषताओं, एसओसी अनुमान सटीकता, राज्य पैरामीटर गणना की संख्या, उच्च आवश्यकताएं हैं, और संबंधित नियामक कार्यों को बीएमएस के माध्यम से महसूस करने की आवश्यकता है।
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ऊर्जा भंडारण बैटरी बीएमएस |
पावर बैटरी बीएमएस |
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संबंधित प्रणालियों में स्थिति |
मुख्य रूप से कनवर्टर और ऊर्जा भंडारण बैटरी शेड्यूलिंग सिस्टम के बीच सूचनात्मक अंतःक्रिया होती है। एक ओर, बैटरी प्रबंधन प्रणाली उच्च-वोल्टेज विद्युत अंतःक्रियाओं का निर्धारण करने के लिए कनवर्टर को महत्वपूर्ण स्थिति जानकारी भेजती है; दूसरी ओर, बैटरी प्रबंधन प्रणाली ऊर्जा भंडारण संयंत्र की शेड्यूलिंग प्रणाली, पीसीएस को सबसे व्यापक निगरानी जानकारी भेजती है। |
उच्च वोल्टेज के संदर्भ में, मोटर और चार्जर दोनों के साथ ऊर्जा विनिमय संबंध होता है; संचार के संदर्भ में, चार्जिंग प्रक्रिया में चार्जर के साथ सूचनात्मक संपर्क होता है, और संपूर्ण अनुप्रयोग प्रक्रिया में, वाहन नियंत्रक के साथ सबसे विस्तृत सूचनात्मक संपर्क होता है। |
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हार्डवेयर लॉजिक आर्किटेक्चर |
हार्डवेयर सामान्यतः दो या तीन स्तरीय मॉडल में होता है, तथा बड़े पैमाने पर तीन स्तरीय प्रबंधन प्रणालियों को प्राथमिकता दी जाती है। |
केंद्रीकृत या दो वितरित प्रकारों की केवल एक परत होती है, मूल रूप से तीन परतें नहीं होंगी। छोटी कारों में मुख्य रूप से केंद्रीकृत बैटरी प्रबंधन प्रणाली की एक परत लागू होती है। |
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संचार प्रोटोकॉल की तुलना |
CAN प्रोटोकॉल मूल रूप से आंतरिक संचार के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन TCP/IP प्रोटोकॉल का उपयोग अक्सर बाहरी संचार के लिए किया जाता है, जो मुख्य रूप से ऊर्जा भंडारण संयंत्र शेड्यूलिंग सिस्टम PCS को संदर्भित करता है। |
CAN प्रोटोकॉल का उपयोग सभी इलेक्ट्रिक वाहन वातावरणों में किया जाता है, लेकिन केवल बैटरी पैक के आंतरिक घटकों के बीच आंतरिक CAN, और बैटरी पैक और वाहन के बीच वाहन CAN के अनुसार। |
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थ्रेशोल्ड सेटिंग |
ऊर्जा भंडारण बिजलीघरों का एक हिस्सा दूरस्थ परिवहन की असुविधाओं में स्थित है, और बड़े पैमाने पर बैटरी प्रतिस्थापन अधिक कठिन है। बैटरी के लंबे जीवन और विफलता दर को कम करने पर अधिक ध्यान दिया जाना चाहिए, इसलिए ऑपरेटिंग करंट की ऊपरी सीमा अपेक्षाकृत कम रखी जानी चाहिए, ताकि बैटरी सेल को पूर्ण भार पर काम न करने दिया जाए। बैटरी सेल की ऊर्जा विशेषताओं और शक्ति विशेषताओं के लिए विशेष रूप से उच्च आवश्यकताओं की आवश्यकता नहीं होती है, और लागत-प्रभावशीलता पर ध्यान केंद्रित किया जाना चाहिए। |
वाहन के सीमित स्थान के कारण, सिस्टम पैरामीटर बैटरी के सीमा पैरामीटर के संदर्भ में सेट किए जाते हैं। |
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एसओसी अनुमान सटीकता की तुलना |
अधिकांश भंडारण बैटरी अनुप्रयोग वातावरण में अपेक्षाकृत प्रचुर स्थान और स्थिर वातावरण होता है, और बड़े सिस्टम में छोटे विचलन आसानी से नहीं देखे जाते हैं, इसलिए SOC के लिए कोई समान आवश्यकता नहीं है। |
एसओसी कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकताएं ऊर्जा भंडारण बीएमएस की तुलना में बहुत अधिक हैं, और तदनुसार, बैटरियों की एकल श्रृंखला की प्रबंधन लागत भी अधिक है। |
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निष्क्रिय संतुलन की शर्तें लागू करना |
भंडारण बैटरी मॉड्यूल का पैमाना अपेक्षाकृत बड़ा है, श्रृंखला में बैटरी के कई तार, बड़े एकल-वोल्टेज अंतर से पूरे बॉक्स की क्षमता गिर जाएगी, श्रृंखला में जितनी अधिक बैटरी होगी, उतनी ही अधिक क्षमता खो जाएगी, आर्थिक दक्षता के दृष्टिकोण से, ऊर्जा भंडारण संयंत्र को पर्याप्त समीकरण की बहुत आवश्यकता है, निष्क्रिय समीकरण की कम लागत बहुत मूल्यवान है |
जब एकल कोशिका संगति मजबूत होती है तो छोटी क्षमता वाले बैटरी पैक निष्क्रिय समतुल्यकरण के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं |
04 चक्र समय में अंतर
पावर बैटरियों और स्टोरेज बैटरियों की सेवा जीवन के लिए अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं, ऊर्जा भंडारण बैटरियों को आमतौर पर लंबे चक्र जीवन की आवश्यकता होती है, जो महत्वपूर्ण प्रदर्शन गिरावट के बिना हजारों चार्ज/डिस्चार्ज चक्रों का सामना करने में सक्षम हों।
इलेक्ट्रिक वाहनों को एक उदाहरण के रूप में लें, टर्नरी लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी पैक का सैद्धांतिक जीवन 1,200 गुना है, उपयोग की आवृत्ति के अनुसार तीन दिनों में पूरी तरह से चार्ज और डिस्चार्ज किया जाता है, टर्नरी लिथियम बैटरी का जीवन दस साल का होता है।
ऊर्जा भंडारण बैटरी की तुलना में पावर बैटरी चार्ज और डिस्चार्ज अधिक बार होती है, उसी 10 साल के जीवन में चक्र जीवन के आधार पर उच्च आवश्यकताएं होती हैं, अगर ऊर्जा भंडारण स्टेशन और घरेलू ऊर्जा भंडारण एक दिन में एक बार चार्ज और डिस्चार्ज होता है, तो लिथियम ऊर्जा भंडारण बैटरी चक्र जीवन आवश्यकताएं 3,500 गुना से अधिक हो सकती हैं, यदि आप चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की आवृत्ति में सुधार करते हैं, तो चक्र जीवन आवश्यकताओं को आमतौर पर 5,000 गुना से अधिक तक पहुंचने में सक्षम होना आवश्यक है।
05 लागत अंतर
लागत भी दोनों के बीच अंतरों में से एक है, ऊर्जा भंडारण बैटरी की लागत अपेक्षाकृत कम है, क्योंकि यह अधिक परिपक्व बैटरी प्रौद्योगिकी का उपयोग करता है, और काम करने की स्थिति का आवेदन अपेक्षाकृत सरल है, बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों में आर्थिक लाभ महसूस किया जा सकता है।
इसके विपरीत, पावर बैटरी की लागत अधिक होती है, जिसका मुख्य कारण उच्च ऊर्जा घनत्व और उच्च शक्ति उत्पादन की आवश्यकताएं, बैटरी के लंबे जीवन के साथ संगत और उच्च सुरक्षा की आवश्यकता होती है।
क्या ऊर्जा भंडारण बैटरियों और पावर बैटरियों को मिलाया जा सकता है?
ऊर्जा भंडारण बैटरियों का उपयोग इलेक्ट्रिक वाहनों में नहीं किया जा सकता, क्योंकि उनके गुणक अलग-अलग होते हैं, आंतरिक प्रतिरोध अलग-अलग होता है, क्षमता अलग होती है और वोल्टेज अलग-अलग होता है। ऊर्जा भंडारण बैटरियों में आमतौर पर ऊर्जा घनत्व अधिक होता है, लेकिन शक्ति घनत्व कम होता है, उदाहरण के लिए: 0.5°C से अधिक डिस्चार्ज होने पर 280°C का तापमान बहुत अधिक होगा, इसलिए ऊर्जा भंडारण बैटरियों का उपयोग लिथियम पावर बैटरी के रूप में नहीं किया जा सकता है।
और पावर लिथियम बैटरी को स्टोरेज बैटरी के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, आपको नियंत्रण प्रणाली के लिथियम बैटरी डिस्चार्ज आकार के डिजाइन और कॉन्फ़िगरेशन को समझने की आवश्यकता है, लेकिन पावर बैटरी और पावर कंट्रोल सिस्टम में एक उच्च लागत कारक है, जो आदर्श आर्थिक लाभ से कम होगा।
यह समझा जाता है कि लिथियम स्टोरेज बैटरियों में पावर प्रकार भी होते हैं, जैसे कि लगभग 5°C स्थिर करंट डिस्चार्ज क्षमता का समर्थन FM में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कुछ कंपनियाँ पावर बैटरियों को ऊर्जा भंडारण बैटरियों के द्वितीयक उपयोग के रूप में रिटायर कर देंगी, जिनका उपयोग घरेलू भंडारण और मोबाइल ऊर्जा भंडारण आदि में किया जाएगा।
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