લિથિયમ બેટરીમાં એનર્જી રિકવરી મિકેનિઝમ શું છે?
SEPTA નું 2019 ઇન્સ્ટોલેશન તમને રિજનરેટિવ સિસ્ટમ્સ સાથે અમે ક્યાં છીએ તે વિશે બધું જ જણાવે છે. તેઓએ સબસ્ટેશન પર 1.5 મેગાવોટની લિથિયમ-આયન બેંક મૂકી, પ્રથમ વર્ષે લગભગ $500,000-ઘટાડેલા વીજળીના ખર્ચમાંથી અડધા, ફ્રીક્વન્સી રેગ્યુલેશન માર્કેટ્સ (scientificamerican.com)માંથી અડધો. એટલા માટે નહીં કે તેઓએ કંઈક નવું શોધ્યું. કારણ કે 1920 ના દાયકાથી ટ્રાન્ઝિટ ઇજનેરો જે ઇચ્છતા હતા તે ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીએ આખરે પકડી લીધું.
ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ પાછળની તરફ ચાલે છે. બસ. જ્યારે તમારી EV ધીમી પડે છે, ત્યારે મોટર જનરેટર બની જાય છે. ગતિ ઊર્જા વર્તમાનમાં રૂપાંતરિત થાય છે, પ્રવાહ પેકમાં વહે છે, કોષો રિચાર્જ થાય છે. અમે તેને રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ કહીએ છીએ, પરંતુ ભૌતિકશાસ્ત્ર વિશે કંઈ વિચિત્ર નથી-તે માત્ર એટલું જ છે કે બેટરી ટેક્નોલોજીએ તેને સ્કેલ પર કામ કરવા માટે ખૂબ ધીમી, ખૂબ ખર્ચાળ અથવા ખૂબ નાજુક હોવાના દાયકાઓ વિતાવ્યા.
કાર્યક્ષમતા સમસ્યા વિશે કોઈ વાત કરતું નથી
અહીં તે રસપ્રદ બને છે. મોટર-જેમ કે-જનરેટરની કાર્યક્ષમતા 85-92% ચાલે છે, તે તમારી ઝડપ અને લોડ પર આધારિત છે. ઇન્વર્ટર વધુ કટ લઈ રહ્યું છે, જો તે યોગ્ય રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હોય તો લગભગ 95%. બેટરી પોતે ચાર્જ કરે છે? સારી સ્થિતિમાં 90-95%. તેને એકસાથે જોડો અને તમે 60-70% એકંદર પુનઃજનન કાર્યક્ષમતા પર છો.
ભયંકર લાગે છે જ્યાં સુધી તમને યાદ ન આવે કે વૈકલ્પિક ઘર્ષણ પેડ્સ દરેક વસ્તુને નકામી ગરમીમાં ફેરવે છે. 60% કંઈપણના 0%ને હરાવતું નથી.
જે વાસ્તવમાં સમગ્ર સિસ્ટમને મર્યાદિત કરે છે તે ચાર્જ સ્વીકૃતિ છે. લિથિયમ આયનોને કેથોડમાંથી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્વારા, ગ્રેફાઇટ એનોડમાં ઇન્ટરકેલેટ દ્વારા સ્થળાંતર કરવું પડે છે. તે પ્રસરણ-મર્યાદિત પ્રક્રિયા છે. આયનો ઇન્ટરકેલેટ કરી શકે છે તેના કરતા વધુ ઝડપથી પ્રવાહને બળ આપો અને તમને યોગ્ય ઇન્ટરકેલેશનને બદલે એનોડ પર લિથિયમ પ્લેટિંગ-મેટાલિક ડિપોઝિટ મળે છે. ક્ષમતાને મારી નાખે છે, જીવન ચક્રને કચરો નાખે છે, સૌથી ખરાબ કેસ આંતરિક શોર્ટ્સ બનાવે છે.
C-દર તમને જણાવે છે કે સેલ કેટલી ઝડપથી ચાર્જ થઈ શકે છે. 1C એટલે એક કલાકમાં પૂર્ણ ચાર્જ. LFP રસાયણશાસ્ત્ર સમસ્યા વિના સતત 1C સંભાળે છે. NMC ની સમાન, નિકલ સામગ્રી સાથે બદલાય છે. એલટીઓનું આઉટલીયર-10C ટકાઉ છે કારણ કે એનોડ રસાયણશાસ્ત્ર મૂળભૂત રીતે પ્લેટિંગના મુદ્દાને બાજુ પર રાખે છે. તેથી જ તમે ક્રૂર રીજેન માંગણીઓ સાથેની એપ્લિકેશનોમાં LTO જુઓ છો, તેમ છતાં ઉર્જા ઘનતા પ્રભાવિત થાય છે.
બેટરી મેનેજમેન્ટ એ છે જ્યાં પૈસા રહે છે
BMS માત્ર મોનિટરિંગ જ કરતું નથી-તે સેલ જૂથોમાં વર્તમાન સ્વીકૃતિ અને વિતરણ વિશે વિભાજન-બીજા નિર્ણયો લે છે. પૅક પૂર્ણ થઈ રહ્યું છે? રીજન કરંટ માટે હેડરૂમ અદૃશ્ય થઈ જાય છે. મોટાભાગની સિસ્ટમો 90-95% ચાર્જની સ્થિતિને મર્યાદિત કરવાનું શરૂ કરે છે, મહત્તમ વોલ્ટેજની નજીક સંપૂર્ણપણે અક્ષમ કરે છે. જો તમે EV ચલાવ્યું હોય, તો તમે આ જાણો છો: તમારા ડ્રાઇવ વેને સંપૂર્ણ બેટરી સાથે છોડી દો અને પ્રથમ થોડા માઇલ સુધી રેજેન નબળા લાગે છે.
તાપમાન એ અન્ય અવરોધ છે જેની સાથે કોઈ વ્યવહાર કરવા માંગતું નથી. 10 ડિગ્રીથી નીચે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં આયનીય ગતિશીલતા ઘટી જાય છે. પ્લેટિંગને રોકવા માટે સિસ્ટમ્સ રેજેન પ્રવાહને મર્યાદિત કરે છે. પર્યાપ્ત ઠંડા જાઓ અને જ્યાં સુધી પેક ગરમ ન થાય ત્યાં સુધી રેજેન સંપૂર્ણપણે બંધ થઈ જાય છે.
કોલ્ડ ક્લાઈમેટ ઓપરેટરો આ જાણે છે - સંપૂર્ણ રીજેન ક્ષમતા પરત આવે તે પહેલાં ડ્રાઇવિંગના 15 થી 20 મિનિટ. SAE નું AIR6897 આની એરોસ્પેસ બાજુને આવરી લે છે, પરંતુ ચાર્જ કંટ્રોલ અને થર્મલ મેનેજમેન્ટના સિદ્ધાંતો સીધા જ ગ્રાઉન્ડ વાહનોમાં અનુવાદ કરે છે.
જ્યાં પુનઃપ્રાપ્તિ દર ખરેખર મહત્વ ધરાવે છે
શહેરી પેસેન્જર ઇવી? 15-25% રિકવરી. શિષ્ટ. ઈલેક્ટ્રિક બસો નિયત રૂટ ચલાવે છે? કે જ્યાં તે વાસ્તવિક નહીં. એન્ટેલોપ વેલી ટ્રાન્ઝિટ ઓથોરિટી ખાતે BYD બસો- સ્ટાન્ડર્ડ 40-ફૂટ મોડલ્સ પર 37.3% રિકવરી, 60-ફૂટ પર 40.2% રિકવરી. તે ફરજ ચક્ર પુનર્જીવન માટે યોગ્ય છે: સતત ગતિથી વારંવાર મંદી.
ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન અલગ ગણિત ચલાવે છે. ફોર્કલિફ્ટ્સ સતત લિફ્ટ કરે છે-નીચલી સાઇકલ, ખાણકામની ટ્રકો સંપૂર્ણ લોડ સાથે ખાડાની કિનારથી પ્રોસેસિંગ એરિયા સુધી ઉતરતી હોય છે. તે કિસ્સાઓમાં સંભવિત ઊર્જા રૂપાંતરણ મોટા પ્રમાણમાં હોઈ શકે છે.
CATL ખાતે રોબિન ઝેંગ આને મોટા ભાગના કરતાં વધુ સારી રીતે ફ્રેમ કરે છે: ચક્ર દીઠ કિંમત, અપફ્રન્ટ કિંમત નહીં (rolandberger.com). બેટરી કેટલી ઉર્જા વહન કરે છે, તે કેટલી દૂર ચાલે છે, જીવનચક્રમાં તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે. રીજેન એપ્લીકેશન્સ-કે શું કોષો વારંવાર ચાર્જ થતા સ્પંદનોને અધોગતિ વિના હેન્ડલ કરી શકે છે તે માટે તે મહત્વનું છે.
અધોગતિ વળાંક લોકોને આશ્ચર્યચકિત કરે છે
તમને લાગે છે કે ઉચ્ચ-વર્તમાન રેજેન કઠોળ વૃદ્ધત્વને વેગ આપશે. ડેટા અન્યથા કહે છે. ઉચ્ચ પુનર્જીવિત બ્રેકિંગ તીવ્રતા વાસ્તવમાં ઘટાડેલા અધોગતિ સાથે સંબંધ ધરાવે છે. મિકેનિઝમ એ ડિસ્ચાર્જની ઊંડાઈ છે-જ્યારે રેજેન વધુ મંદી ઉર્જા મેળવે છે, ત્યારે બૅટરી ઓછી સાયકલ ચલાવે છે, ઓછી ઊંડી સાયકલ ચલાવે છે. ડીપ ડિસ્ચાર્જ લિથિયમ-આયન કોષોમાં ક્ષમતાને ઝાંખું કરે છે, તેથી આક્રમક રીજેન જીવનને લંબાવી શકે છે.
રીજન દરમિયાન તાપમાન હજુ પણ મહત્વનું છે. કોલ્ડ બેટરી સુસ્ત ઇન્ટરકેલેશન, ઉચ્ચ પ્લેટિંગ સંભાવના સમાન છે. ગરમ બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ-ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇન્ટરફેસ પર બાજુની પ્રતિક્રિયાઓને વેગ આપે છે. BMS થર્મલ મોડલ્સ અનુમાનિત કોષના તાપમાનના આધારે અનુમતિપાત્ર રેજેન પ્રવાહને સમાયોજિત કરે છે, પરંતુ મોડલની ચોકસાઈ સેન્સર પ્લેસમેન્ટ અને અલ્ગોરિધમ અભિજાત્યપણુ પર ખૂબ આધાર રાખે છે. ત્યાં તમે સસ્તા અમલીકરણ અને સારા વચ્ચેનો તફાવત જોશો.
રસાયણશાસ્ત્રની પસંદગી એક-કદ-બધાને બંધબેસતી-નથી. LFP તમને મધ્યમ ચાર્જ દરે ઉત્તમ ચક્ર જીવન અને થર્મલ સ્થિરતા આપે છે-ફ્લીટ એપ્લિકેશન્સ તેને પસંદ કરે છે. NMC તેમાંથી કેટલાકને ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા માટે લે છે જ્યાં વજન અને વોલ્યુમ મર્યાદિત હોય છે. LTO ઉર્જા ઘનતાને સંપૂર્ણ રીતે બલિદાન આપે છે પરંતુ તમને ચાર્જ સ્વીકૃતિ આપે છે બીજું કંઈ મેળ ખાતું નથી. અવારનવાર ઉચ્ચ-ઘટાડાના સ્ટોપ સાથે શહેરી પરિવહનની બસો, ટ્રેક-દિવસ બ્રેકિંગ-સાથે પ્રદર્શન વાહનો, તે LTO પ્રદેશ છે.
સિસ્ટમ એકીકરણ તે લાગે છે તેના કરતાં વધુ મુશ્કેલ છે
મોટર કંટ્રોલર, ઇન્વર્ટર, BMS, વાહન નિયંત્રણ એકમ-તે બધાએ સંકલન કરવું પડશે. ડ્રાઇવર પ્રવેગકને ઉપાડે છે, જે ટોર્ક વિનંતી જનરેટ કરે છે. મોટર વર્તમાન આદેશમાં અનુવાદ થાય છે. ઇન્વર્ટર મોટરથી બેટરી સુધી પાવર ફ્લોનું સંચાલન કરે છે. BMS પુષ્ટિ કરે છે કે બેટરી સંરક્ષણ મર્યાદાનું ઉલ્લંઘન કર્યા વિના તે વર્તમાનને સ્વીકારી શકે છે. કોઈપણ ઘટક અવરોધને હિટ કરે છે અને તમે મંદી દર જાળવી રાખવા માટે ઘર્ષણ બ્રેકિંગને મિશ્રિત કરી રહ્યાં છો.
રીજેન અને ઘર્ષણ વચ્ચેનું સંક્રમણ ડ્રાઇવરની સીટથી સીમલેસ છે, પરંતુ તેની પાછળના નિયંત્રણ અલ્ગોરિધમ્સ અત્યાધુનિક છે. તમારે વોલ્ટેજ મેચિંગ પણ જોવું પડશે હાઇ વાહન સ્પીડનો અર્થ છે વધુ પાછળ-EMF, સંભવિતપણે બેટરીના મહત્તમ ચાર્જિંગ વોલ્ટેજને ઓળંગવી. ડિઝાઇન તબક્કામાં તે ઓપરેટિંગ પોઈન્ટ્સ માટે જવાબદાર છે.
બ્લેન્ડેડ બ્રેકિંગ સિસ્ટમ હવે ઉત્પાદન વાહનોમાં પ્રમાણભૂત છે. રીજેન અને ઘર્ષણ વચ્ચે આપમેળે પ્રમાણ, વાહનની વર્તણૂકને અનુમાનિત રાખીને પુનઃપ્રાપ્તિને મહત્તમ કરો. છેલ્લા એક દાયકામાં ત્યાંની અભિજાત્યપણામાં ઘણો સુધારો થયો છે.
આનો વ્યવહારિક અર્થ શું છે
મોટર કાર્યક્ષમતા, ઇન્વર્ટર ડિઝાઇન, બેટરી રસાયણશાસ્ત્ર, થર્મલ મેનેજમેન્ટ, કંટ્રોલ એલ્ગોરિધમ્સ-આમાંની કોઈપણ એકંદર પુનઃજનન અસરકારકતા પર સોયને ખસેડે છે. સંપૂર્ણ સિસ્ટમની સંકલિત કામગીરી એ છે જે ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્તિ પહોંચાડે છે.
હાઇવે ડ્રાઇવિંગ? ન્યૂનતમ રિજન તક. વિસ્તૃત ઉતરતા અથવા વારંવાર સ્ટોપ સાથેના માર્ગો? નોંધપાત્ર ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્તિ. ફ્લીટ ઓપરેટરો પણ પરંપરાગત વાહનોની સરખામણીમાં બ્રેક ઘટકનું આયુષ્ય ત્રણથી પાંચ ગણું લંબાવતા જુએ છે
બે દાયકા પહેલા ગૌણ લાભ તરીકે જે શરૂ થયું હતું તે હવે મૂલ્ય પ્રસ્તાવ માટે મૂળભૂત છે. ભૌતિકશાસ્ત્ર બદલાયું નથી. ભૌતિકશાસ્ત્રનો અસરકારક રીતે ઉપયોગ કરવા માટે જરૂરી બેટરી ટેકનોલોજી પરિપક્વ થઈ ગઈ છે. તે તફાવત છે. SEPTA એક જ સબસ્ટેશન ઇન્સ્ટોલેશનથી વાર્ષિક અડધા મિલિયનનું ઉત્પાદન કરે છે-જે રેલની નવીનતા વિશે નથી, તે લિથિયમ-આયન સિસ્ટમ્સ વિશે છે જે હંમેશા ત્યાં હતી તે મેળવવા માટે પૂરતી સારી છે.
