انرجی سٹوریج بیٹری پیک میں این ٹی سی ٹمپریچر سینسرز کے اطلاق پر ایک مختصر گفتگو

توانائی کی نئی ٹیکنالوجیز کی تیزی سے ترقی کے ساتھ، توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک (جیسے لیتھیم آئن بیٹریاں، سوڈیم آئن بیٹریاں، وغیرہ) بجلی کے نظام، الیکٹرک گاڑیوں، ڈیٹا سینٹرز اور دیگر شعبوں میں تیزی سے استعمال ہو رہے ہیں۔ بیٹریوں کی حفاظت اور عمر کا ان کے آپریٹنگ درجہ حرارت سے گہرا تعلق ہے۔این ٹی سی (منفی درجہ حرارت کوفیشینٹ) درجہ حرارت کے سینسراپنی اعلیٰ حساسیت اور لاگت کی تاثیر کے ساتھ، بیٹری کے درجہ حرارت کی نگرانی کے لیے بنیادی اجزاء میں سے ایک بن گئے ہیں۔ ذیل میں، ہم ان کی ایپلی کیشنز، فوائد، اور چیلنجز کو متعدد نقطہ نظر سے دریافت کرتے ہیں۔

I. کام کرنے کا اصول اور NTC درجہ حرارت کے سینسر کی خصوصیات

1. بنیادی اصول
   این ٹی سی تھرمسٹر درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ مزاحمت میں غیر معمولی کمی کو ظاہر کرتا ہے۔ مزاحمتی تبدیلیوں کی پیمائش کرکے، درجہ حرارت کا ڈیٹا بالواسطہ طور پر حاصل کیا جا سکتا ہے۔ درجہ حرارت مزاحمت کا رشتہ فارمولے کی پیروی کرتا ہے:

RT=R0⋅eB(T1 -T01)

کہاںRTدرجہ حرارت پر مزاحمت ہے۔T,R0 درجہ حرارت پر حوالہ مزاحمت ہے۔T0، اورBمواد مسلسل ہے.

2. کلیدی فوائد
   • اعلی حساسیت:درجہ حرارت کی چھوٹی تبدیلیاں مزاحمتی تغیرات کا باعث بنتی ہیں، جس سے عین مطابق نگرانی ممکن ہوتی ہے۔
   • تیز جواب:کومپیکٹ سائز اور کم تھرمل ماس درجہ حرارت کے اتار چڑھاو کو ریئل ٹائم ٹریک کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
   • کم قیمت:بالغ مینوفیکچرنگ کے عمل بڑے پیمانے پر تعیناتی کی حمایت کرتے ہیں۔
   • درجہ حرارت کی وسیع رینج:عام آپریٹنگ رینج (-40°C سے 125°C) توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریوں کے لیے عام منظرناموں کا احاطہ کرتی ہے۔

II توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک میں درجہ حرارت کے انتظام کے تقاضے

لتیم بیٹریوں کی کارکردگی اور حفاظت انتہائی درجہ حرارت پر منحصر ہے:

• اعلی درجہ حرارت کے خطرات:اوور چارجنگ، اوور ڈسچارجنگ، یا شارٹ سرکٹ تھرمل بھاگنے کو متحرک کر سکتے ہیں، جس سے آگ یا دھماکے ہوتے ہیں۔
• کم درجہ حرارت کے اثرات:کم درجہ حرارت پر الیکٹرولائٹ viscosity میں اضافہ لیتھیم آئن کی نقل مکانی کی شرح کو کم کرتا ہے، جس کی وجہ سے صلاحیت میں اچانک کمی واقع ہوتی ہے۔
• درجہ حرارت کی یکسانیت:بیٹری کے ماڈیولز کے اندر درجہ حرارت کا حد سے زیادہ فرق عمر بڑھنے کو تیز کرتا ہے اور مجموعی عمر کو کم کرتا ہے۔

اس طرح،ریئل ٹائم، ملٹی پوائنٹ درجہ حرارت کی نگرانیبیٹری مینجمنٹ سسٹمز (BMS) کا ایک اہم کام ہے، جہاں NTC سینسر ایک اہم کردار ادا کرتے ہیں۔

III انرجی سٹوریج بیٹری پیک میں NTC سینسرز کی مخصوص ایپلی کیشنز

1. سیل سطح کے درجہ حرارت کی نگرانی
   • NTC سینسر ہر سیل یا ماڈیول کی سطح پر براہ راست ہاٹ سپاٹ کی نگرانی کے لیے نصب کیے جاتے ہیں۔
   • تنصیب کے طریقے:خلیات کے ساتھ سخت رابطے کو یقینی بنانے کے لیے تھرمل چپکنے والی یا دھاتی بریکٹ کا استعمال کرتے ہوئے فکس کیا گیا۔
2. اندرونی ماڈیول درجہ حرارت کی یکسانیت کی نگرانی
   • ایک سے زیادہ NTC سینسر مختلف مقامات پر تعینات کیے گئے ہیں (مثلاً، مرکز، کناروں) مقامی سطح پر زیادہ گرمی یا ٹھنڈک کے عدم توازن کا پتہ لگانے کے لیے۔
   • BMS الگورتھم تھرمل رن وے کو روکنے کے لیے چارج/ڈسچارج کی حکمت عملیوں کو بہتر بناتے ہیں۔
3. کولنگ سسٹم کنٹرول
   • این ٹی سی ڈیٹا متحرک طور پر حرارت کی کھپت کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے کولنگ سسٹمز (ہوا/مائع کولنگ یا فیز چینج میٹریل) کو چالو کرنے/غیر فعال کرنے کو متحرک کرتا ہے۔
   • مثال: جب درجہ حرارت 45°C سے زیادہ ہو تو مائع کولنگ پمپ کو چالو کرنا اور توانائی کی بچت کے لیے اسے 30°C سے نیچے بند کرنا۔
4. محیطی درجہ حرارت کی نگرانی
   • بیٹری کی کارکردگی پر ماحولیاتی اثرات کو کم کرنے کے لیے بیرونی درجہ حرارت کی نگرانی کرنا (مثلاً بیرونی گرمی کی گرمی یا سردی کی سردی)۔

  

چہارم این ٹی سی ایپلی کیشنز میں تکنیکی چیلنجز اور حل

1. طویل مدتی استحکام
   • چیلنج:اعلی درجہ حرارت/نمی والے ماحول میں مزاحمت کا بڑھنا ہو سکتا ہے، جس کی وجہ سے پیمائش کی غلطیاں ہوتی ہیں۔
   • حل:متواتر کیلیبریشن یا خود اصلاحی الگورتھم کے ساتھ مل کر epoxy یا گلاس encapsulation کے ساتھ اعلی قابل اعتماد NTCs کا استعمال کریں۔
2. ملٹی پوائنٹ تعیناتی کی پیچیدگی
   • چیلنج:بڑے بیٹری پیک میں درجنوں سے سینکڑوں سینسر کے ساتھ وائرنگ کی پیچیدگی بڑھ جاتی ہے۔
   • حل:تقسیم شدہ حصول ماڈیولز (مثال کے طور پر، CAN بس آرکیٹیکچر) یا لچکدار پی سی بی انٹیگریٹڈ سینسرز کے ذریعے وائرنگ کو آسان بنائیں۔
3. نان لائنر خصوصیات
   • چیلنج:کفایتی مزاحمتی درجہ حرارت کے تعلق کو لکیری کاری کی ضرورت ہوتی ہے۔
   • حل:BMS کی درستگی کو بڑھانے کے لیے لوک اپ ٹیبلز (LUT) یا Steinhart-Hart مساوات کا استعمال کرتے ہوئے سافٹ ویئر معاوضہ کا اطلاق کریں۔

V. مستقبل کی ترقی کے رجحانات

1. اعلی درستگی اور ڈیجیٹلائزیشن:ڈیجیٹل انٹرفیس والے NTCs (مثال کے طور پر، I2C) سگنل کی مداخلت کو کم کرتے ہیں اور سسٹم کے ڈیزائن کو آسان بناتے ہیں۔
2. ملٹی پیرامیٹر فیوژن مانیٹرنگ:ہوشیار تھرمل مینجمنٹ کی حکمت عملیوں کے لیے وولٹیج/موجودہ سینسرز کو مربوط کریں۔
3. اعلی درجے کی مواد:انتہائی ماحولیاتی تقاضوں کو پورا کرنے کے لیے توسیع شدہ رینج (-50°C سے 150°C) کے ساتھ NTCs۔
4. AI سے چلنے والی پیشین گوئی کی بحالی:درجہ حرارت کی تاریخ کا تجزیہ کرنے کے لیے مشین لرننگ کا استعمال کریں، عمر بڑھنے کے رجحانات کی پیشن گوئی کریں، اور ابتدائی انتباہات کو فعال کریں۔

VI نتیجہ

این ٹی سی درجہ حرارت کے سینسر، اپنی لاگت کی تاثیر اور تیز ردعمل کے ساتھ، توانائی ذخیرہ کرنے والے بیٹری پیک میں درجہ حرارت کی نگرانی کے لیے ناگزیر ہیں۔ جیسے جیسے BMS انٹیلی جنس میں بہتری آتی ہے اور نئے مواد سامنے آتے ہیں، NTCs توانائی کے ذخیرہ کرنے والے نظام کی حفاظت، عمر اور کارکردگی کو مزید بڑھا دیں گے۔ ڈیزائنرز کو مخصوص ایپلی کیشنز کے لیے مناسب تصریحات (مثلاً، بی-ویلیو، پیکیجنگ) کا انتخاب کرنا چاہیے، سینسر کی جگہ کو بہتر بنانا چاہیے، اور ان کی قدر کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے ملٹی سورس ڈیٹا کو مربوط کرنا چاہیے۔