એનર્જી સ્ટોરેજ બેટરી પેકમાં NTC ટેમ્પરેચર સેન્સરના ઉપયોગ પર સંક્ષિપ્ત ચર્ચા

નવી ઉર્જા તકનીકોના ઝડપી વિકાસ સાથે, ઉર્જા સંગ્રહ બેટરી પેક (જેમ કે લિથિયમ-આયન બેટરી, સોડિયમ-આયન બેટરી, વગેરે) નો ઉપયોગ પાવર સિસ્ટમ્સ, ઇલેક્ટ્રિક વાહનો, ડેટા સેન્ટર્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વધુને વધુ થઈ રહ્યો છે. બેટરીની સલામતી અને આયુષ્ય તેમના ઓપરેટિંગ તાપમાન સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે.NTC (નકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક) તાપમાન સેન્સરતેમની ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા અને ખર્ચ-અસરકારકતા સાથે, બેટરી તાપમાન દેખરેખ માટેના મુખ્ય ઘટકોમાંનું એક બની ગયું છે. નીચે, અમે બહુવિધ દ્રષ્ટિકોણથી તેમના ઉપયોગો, ફાયદા અને પડકારોનું અન્વેષણ કરીએ છીએ.

I. NTC તાપમાન સેન્સરના કાર્યકારી સિદ્ધાંત અને લાક્ષણિકતાઓ

1. મૂળભૂત સિદ્ધાંત
   તાપમાન વધે તેમ NTC થર્મિસ્ટર પ્રતિકારમાં ઘાતાંકીય ઘટાડો દર્શાવે છે. પ્રતિકાર ફેરફારોને માપીને, તાપમાનનો ડેટા પરોક્ષ રીતે મેળવી શકાય છે. તાપમાન-પ્રતિકાર સંબંધ સૂત્રને અનુસરે છે:

RT=R૦⋅eB(T૧​−T૦૧)

ક્યાંRTતાપમાન પર પ્રતિકાર છેT,R0 એ તાપમાન પર સંદર્ભ પ્રતિકાર છેT0, અનેBભૌતિક સ્થિરાંક છે.

2. મુખ્ય ફાયદા
   • ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા:તાપમાનમાં નાના ફેરફારો નોંધપાત્ર પ્રતિકારક ફેરફારો તરફ દોરી જાય છે, જેનાથી ચોક્કસ દેખરેખ શક્ય બને છે.
   • ઝડપી પ્રતિભાવ:કોમ્પેક્ટ કદ અને ઓછું થર્મલ માસ તાપમાનના વધઘટનું રીઅલ-ટાઇમ ટ્રેકિંગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
   • ઓછી કિંમત:પરિપક્વ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ મોટા પાયે ઉપયોગને ટેકો આપે છે.
   • વિશાળ તાપમાન શ્રેણી:લાક્ષણિક ઓપરેટિંગ રેન્જ (-40°C થી 125°C) ઊર્જા સંગ્રહ બેટરી માટેના સામાન્ય દૃશ્યોને આવરી લે છે.

II. ઊર્જા સંગ્રહ બેટરી પેકમાં તાપમાન વ્યવસ્થાપન આવશ્યકતાઓ

લિથિયમ બેટરીનું પ્રદર્શન અને સલામતી તાપમાન પર ખૂબ આધાર રાખે છે:

• ઉચ્ચ તાપમાનના જોખમો:ઓવરચાર્જિંગ, ઓવર-ડિસ્ચાર્જિંગ અથવા શોર્ટ સર્કિટ થર્મલ રનઅવેનું કારણ બની શકે છે, જે આગ અથવા વિસ્ફોટ તરફ દોરી જાય છે.
• નીચા તાપમાનની અસરો:નીચા તાપમાને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સ્નિગ્ધતામાં વધારો લિથિયમ-આયન સ્થળાંતર દર ઘટાડે છે, જેના કારણે ક્ષમતામાં અચાનક ઘટાડો થાય છે.
• તાપમાન એકરૂપતા:બેટરી મોડ્યુલોમાં તાપમાનમાં અતિશય તફાવત વૃદ્ધત્વને વેગ આપે છે અને એકંદર આયુષ્ય ઘટાડે છે.

આમ,રીઅલ-ટાઇમ, મલ્ટી-પોઇન્ટ તાપમાન મોનિટરિંગબેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સ (BMS) નું એક મહત્વપૂર્ણ કાર્ય છે, જ્યાં NTC સેન્સર્સ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે.

III. એનર્જી સ્ટોરેજ બેટરી પેકમાં NTC સેન્સરના લાક્ષણિક ઉપયોગો

1. કોષ સપાટી તાપમાન દેખરેખ
   • હોટસ્પોટ્સનું સીધું નિરીક્ષણ કરવા માટે દરેક કોષ અથવા મોડ્યુલની સપાટી પર NTC સેન્સર સ્થાપિત કરવામાં આવે છે.
   • સ્થાપન પદ્ધતિઓ:કોષો સાથે ચુસ્ત સંપર્ક સુનિશ્ચિત કરવા માટે થર્મલ એડહેસિવ અથવા મેટલ કૌંસનો ઉપયોગ કરીને નિશ્ચિત.
2. આંતરિક મોડ્યુલ તાપમાન એકરૂપતા દેખરેખ
   • સ્થાનિક ઓવરહિટીંગ અથવા ઠંડક અસંતુલન શોધવા માટે વિવિધ સ્થાનો (દા.ત., કેન્દ્ર, ધાર) પર બહુવિધ NTC સેન્સર તૈનાત કરવામાં આવે છે.
   • BMS અલ્ગોરિધમ્સ થર્મલ રનઅવે અટકાવવા માટે ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ વ્યૂહરચનાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરે છે.
3. ઠંડક પ્રણાલી નિયંત્રણ
   • NTC ડેટા ગરમીના વિસર્જનને ગતિશીલ રીતે સમાયોજિત કરવા માટે ઠંડક પ્રણાલીઓ (હવા/પ્રવાહી ઠંડક અથવા તબક્કા-પરિવર્તન સામગ્રી) ના સક્રિયકરણ/નિષ્ક્રિયકરણને ટ્રિગર કરે છે.
   • ઉદાહરણ: જ્યારે તાપમાન 45°C થી વધુ હોય ત્યારે પ્રવાહી ઠંડક પંપને સક્રિય કરવો અને ઊર્જા બચાવવા માટે તેને 30°C થી નીચે બંધ કરવો.
4. એમ્બિયન્ટ તાપમાનનું નિરીક્ષણ
   • બેટરીના પ્રદર્શન પર પર્યાવરણીય અસરો ઘટાડવા માટે બાહ્ય તાપમાન (દા.ત., ઉનાળાની ગરમી અથવા શિયાળાની ઠંડી)નું નિરીક્ષણ કરવું.

  

IV. NTC એપ્લિકેશન્સમાં ટેકનિકલ પડકારો અને ઉકેલો

1. લાંબા ગાળાની સ્થિરતા
   • પડકાર:ઉચ્ચ-તાપમાન/ભેજવાળા વાતાવરણમાં પ્રતિકાર ડ્રિફ્ટ થઈ શકે છે, જેના કારણે માપનમાં ભૂલો થઈ શકે છે.
   • ઉકેલ:ઇપોક્સી અથવા ગ્લાસ એન્કેપ્સ્યુલેશન સાથે ઉચ્ચ-વિશ્વસનીયતા NTC નો ઉપયોગ કરો, જે સમયાંતરે કેલિબ્રેશન અથવા સ્વ-સુધારણા અલ્ગોરિધમ સાથે જોડાય છે.
2. મલ્ટી-પોઇન્ટ ડિપ્લોયમેન્ટની જટિલતા
   • પડકાર:મોટા બેટરી પેકમાં ડઝનેકથી સેંકડો સેન્સર હોવાથી વાયરિંગની જટિલતા વધે છે.
   • ઉકેલ:વિતરિત સંપાદન મોડ્યુલો (દા.ત., CAN બસ આર્કિટેક્ચર) અથવા લવચીક PCB-સંકલિત સેન્સર દ્વારા વાયરિંગને સરળ બનાવો.
3. બિનરેખીય લાક્ષણિકતાઓ
   • પડકાર:ઘાતાંકીય પ્રતિકાર-તાપમાન સંબંધ માટે રેખીયકરણની જરૂર છે.
   • ઉકેલ:BMS ચોકસાઈ વધારવા માટે લુકઅપ ટેબલ (LUT) અથવા સ્ટેઈનહાર્ટ-હાર્ટ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને સોફ્ટવેર વળતર લાગુ કરો.

V. ભવિષ્યના વિકાસના વલણો

1. ઉચ્ચ ચોકસાઇ અને ડિજિટાઇઝેશન:ડિજિટલ ઇન્ટરફેસ (દા.ત., I2C) વાળા NTC સિગ્નલ હસ્તક્ષેપ ઘટાડે છે અને સિસ્ટમ ડિઝાઇનને સરળ બનાવે છે.
2. મલ્ટી-પેરામીટર ફ્યુઝન મોનિટરિંગ:સ્માર્ટ થર્મલ મેનેજમેન્ટ વ્યૂહરચના માટે વોલ્ટેજ/કરંટ સેન્સરને એકીકૃત કરો.
3. અદ્યતન સામગ્રી:પર્યાવરણની ભારે માંગને પહોંચી વળવા માટે વિસ્તૃત રેન્જ (-50°C થી 150°C) ધરાવતા NTC.
4. AI-સંચાલિત આગાહી જાળવણી:તાપમાનના ઇતિહાસનું વિશ્લેષણ કરવા, વૃદ્ધત્વના વલણોની આગાહી કરવા અને પ્રારંભિક ચેતવણીઓને સક્ષમ કરવા માટે મશીન લર્નિંગનો ઉપયોગ કરો.

VI. નિષ્કર્ષ

એનટીસી તાપમાન સેન્સર, તેમની ખર્ચ-અસરકારકતા અને ઝડપી પ્રતિભાવ સાથે, ઊર્જા સંગ્રહ બેટરી પેકમાં તાપમાન દેખરેખ માટે અનિવાર્ય છે. જેમ જેમ BMS બુદ્ધિમત્તા સુધરે છે અને નવી સામગ્રી બહાર આવે છે, તેમ તેમ NTC ઊર્જા સંગ્રહ પ્રણાલીઓની સલામતી, આયુષ્ય અને કાર્યક્ષમતામાં વધુ વધારો કરશે. ડિઝાઇનરોએ ચોક્કસ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય સ્પષ્ટીકરણો (દા.ત., B-મૂલ્ય, પેકેજિંગ) પસંદ કરવા, સેન્સર પ્લેસમેન્ટને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા અને તેમના મૂલ્યને મહત્તમ બનાવવા માટે મલ્ટિ-સોર્સ ડેટાને એકીકૃત કરવા આવશ્યક છે.