भारतातील बॅटरी पॅकच्या अपयशामागील सेल डायव्हर्जन्सची समस्या

संपूर्ण भारतातील बॅटरी पॅक उत्पादक एका विशिष्ट पद्धतीची नोंद करतात: एलएफपी पॅक पहिल्या वर्षी उत्तम कामगिरी करतात, पण त्यानंतर १२ ते १८ महिन्यांत त्यांची वापरण्यायोग्य क्षमता कमी होते — आणि यात प्रत्यक्ष सेल्सचा दोष नसतो. याचे कारण म्हणजे सेल डायव्हर्जन्स (cell divergence), आणि भारतातील कार्यरत वातावरणात ज्या वेगाने हे डायव्हर्जन्स जमा होते, त्यामुळेच थंड आणि कमी वापराच्या बाजारपेठांच्या तुलनेत येथे बॅलन्सिंग पद्धतीला अधिक महत्त्व प्राप्त होते.

भारताची ईव्ही बाजारपेठ विकली गेलीआर्थिक वर्ष २०२६ मध्ये २४.५ लाख इलेक्ट्रिक वाहने— मागील वर्षाच्या तुलनेत २५% वाढ, इलेक्ट्रिक दुचाकींची विक्री १.४ दशलक्ष युनिट्स आणि इलेक्ट्रिक तीनचाकींची विक्री८३०,८१८ युनिट्सऑटोकार प्रोफेशनलने संकलित केलेल्या वाहन डॅशबोर्ड डेटानुसार, या ताफ्यातील प्रत्येक बॅटरी पॅकमागे एक बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टीम आहे, जी एकतर सेलमधील तफावत दृश्यमान क्षमता घट होण्यापूर्वीच दुरुस्त करते, किंवा मागे पडून ती वाढू देते.

सेल डायव्हर्जन्स ही एक भौतिकशास्त्राची समस्या आहे, जी सभोवतालच्या तापमानामुळे अधिक तीव्र होते. ४०°C तापमानावर, सेल्समधील सेल्फ-डिस्चार्ज दरातील फरक २५°C तापमानापेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असतो — जे बहुतेक बॅटरी स्पेसिफिकेशन्स लिहिण्यासाठीचे मानक तापमान आहे. राजस्थान, गुजरात आणि उत्तर प्रदेशसारख्या राज्यांमधील भारतातील उन्हाळ्याची परिस्थिती बॅटरी कंपार्टमेंटचे तापमान सभोवतालच्या तापमानापेक्षा नियमितपणे खूप जास्त वाढवते. सौर ऊर्जा साठवण, ई-रिक्षा, टेलिकॉम यूपीएस यांसारख्या दररोज सायकलिंग होणाऱ्या उपकरणांमध्ये, ज्या बाजारपेठांमध्ये वापर अधिक माफक असतो त्यांच्या तुलनेत सायकल्स अधिक वेगाने जमा होतात.

बीएमएस बॅलन्सिंग सर्किट हे या विचलनासाठी एक सक्रिय सुधारक थर आहे. भारतातील उष्णता आणि तेथील सायकलच्या दरांनुसार, ज्या गतीने विचलन जमा होते, त्या गतीशी ते जुळवून घेऊ शकते की नाही, हाच प्रश्न ठरवतो की तुमची बॅटरी तीन वर्षे तिची निर्धारित क्षमता टिकवून ठेवेल की अठरा महिन्यांतच तिची क्षमता कमी होऊ लागेल.

पॅसिव्ह बॅलन्सिंग: भारतीय परिस्थितीत ते मागे का पडते

पॅसिव्ह बॅलन्सिंगमध्ये, उच्च-व्होल्टेज सेलमधील अतिरिक्त चार्ज एका रेझिस्टर सर्किटद्वारे उष्णतेच्या स्वरूपात बाहेर टाकला जातो. हे केवळ चार्जच्या सर्वोच्च पातळीवर असतानाच कार्य करते. उद्योगातील सामान्य पॅसिव्ह बॅलन्सिंग करंटची श्रेणी या दरम्यान असते.३०mA ते १५०mAवेळेच्या आधी तयार झालेल्या सेलमधून काढलेली ऊर्जा उष्णतेच्या स्वरूपात वाया जाते — ज्यामुळे पॅकवरील औष्णिक भारातही भर पडते.

उच्च वातावरणीय तापमानात, रोजच्या वापरातील भारतीय ॲप्लिकेशन्समध्ये पॅसिव्ह बॅलन्सिंगला एका गुंतागुंतीच्या समस्येचा सामना करावा लागतो: तफावत जमा होण्याचा दर सुधारणेच्या दरापेक्षा सातत्याने जास्त असतो. प्रत्येक सायकलच्या शेवटी सेल्समधील तफावत किंचित अधिक वाढलेली असते. या परिस्थितीत क्षमतेतील घट ही मोजण्यायोग्य नसून केवळ उदाहरणादाखल आहे असे म्हणणे अधिक योग्य ठरेल — प्रत्येक पॅकचे परिणाम सेलची गुणवत्ता, कूलिंग आणि ड्युटी सायकलनुसार बदलतात. दोन्ही बाबतीत, यावरचा सुधारक उपाय म्हणजे असा बॅलन्सर जो भारतीय उष्णतेमध्ये होणाऱ्या तफावतीच्या संचयाशी जुळवून घेऊ शकेल.

सक्रिय संतुलन: फ्लायबॅक ट्रान्सफॉर्मर तंत्रज्ञान

सक्रिय संतुलन ऊर्जा वाया घालवण्याऐवजी पेशींमध्ये तिचे हस्तांतरण करते.डेलीअॅक्टिव्ह बॅलन्सिंगसह स्मार्ट बीएमएस (मिनी-रेड सिरीज)फ्लायबॅक आयसोलेटेड डीसी-डीसी ट्रान्सफॉर्मर टोपोलॉजी वापरते — उच्च-व्होल्टेज सेलमधील ऊर्जा केवळ चार्जच्या शिखरावरच नव्हे, तर संपूर्ण चार्ज आणि डिस्चार्ज चक्रात दोन्ही दिशांनी कमी-व्होल्टेज सेलमध्ये हस्तांतरित केली जाते.

At १,०००mA शिखर संतुलन प्रवाह(DALY स्पेसिफिकेशननुसार), ५-सेकंद सक्रिय / २-सेकंद विराम चक्र आणि सर्वोच्च-सेल ≥३.०V च्या ट्रिगर थ्रेशोल्डसह, तसेच ≥१०mV सेल-जोडीतील फरकासह, स्मार्ट BMS उपलब्ध चार्ज विंडोमध्ये लक्षणीय सेल तफावत दुरुस्त करते. तुलनेसाठी, त्याच तफावतीच्या पातळीवर १५०mA पॅसिव्ह डिझाइनला समतुल्य दुरुस्ती साध्य करण्यासाठी अंदाजे सातपट जास्त वेळ लागेल (इंजिनिअरिंग गणनेनुसार, १,००० ÷ १५० ≈ ६.६७) — जो वेळ फास्ट-चार्ज डेली-सायकल भारतीय ॲप्लिकेशनकडे नसतो.

कोणत्या भारतीय अनुप्रयोगांना सर्वाधिक फायदा होतो

सौर ऊर्जा साठवणूक — पीएम सूर्य घर योजना

भारताच्या पीएम सूर्य घर रूफटॉप सोलर कार्यक्रमांतर्गत तैनात करण्यात आले आहेमार्च २०२६ पर्यंत २६ लाखांहून अधिक छतावरील सौर प्रणालींमुळे ३२ लाखांहून अधिक कुटुंबांना फायदा झाला आहे.मार्च २०२७ पर्यंत १ कोटी घरांपर्यंत पोहोचण्याचे लक्ष्य आहे. या कार्यक्रमातील प्रत्येक स्टोरेज-जोडणी असलेले इन्स्टॉलेशन दररोज आपली बॅटरी चालू-बंद करते. १,०००mA पीकवर सक्रिय संतुलन (Active balancing) हे वैशिष्ट्य आहे, जे भारतीय उन्हाळ्याच्या तापमानात या संपूर्ण कार्यचक्रात पॅकची क्षमता टिकवून ठेवते.

ई-रिक्षा आणि दुचाकी — आर्थिक वर्ष २०२६ मध्ये विक्रमी विक्री

भारताच्या ई-३डब्ल्यू सेगमेंटने वितरित केलेआर्थिक वर्ष २०२६ मध्ये ८३०,८१८ युनिट्सवार्षिक तुलनेत १९% वाढ. वाराणसी, लखनौ आणि आग्रा यांसारख्या शहरांमधील ई-रिक्षा फ्लीटच्या कामकाजात अनेकदा दिवसातून अनेक चार्जिंग सायकलचा समावेश असतो. कमी चार्जिंग वेळेमुळे पॅसिव्ह बॅलन्सरला दुरुस्तीसाठी कमीत कमी वेळ मिळतो — डिस्चार्ज दरम्यान कार्यरत असलेले ॲक्टिव्ह बॅलन्सिंग सेलची एकसमानता सतत राखते.

वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न