एनर्जी स्टोरेज बॅटरी पॅकमध्ये एनटीसी तापमान सेन्सर्सच्या वापरावर एक संक्षिप्त चर्चा

नवीन ऊर्जा तंत्रज्ञानाच्या जलद विकासासह, ऊर्जा साठवण बॅटरी पॅक (जसे की लिथियम-आयन बॅटरी, सोडियम-आयन बॅटरी इ.) पॉवर सिस्टम, इलेक्ट्रिक वाहने, डेटा सेंटर आणि इतर क्षेत्रांमध्ये वाढत्या प्रमाणात वापरले जात आहेत. बॅटरीची सुरक्षितता आणि आयुष्यमान त्यांच्या ऑपरेटिंग तापमानाशी जवळून संबंधित आहे.एनटीसी (ऋण तापमान गुणांक) तापमान सेन्सर्सत्यांच्या उच्च संवेदनशीलता आणि किफायतशीरतेमुळे, बॅटरी तापमान निरीक्षणासाठी ते मुख्य घटकांपैकी एक बनले आहेत. खाली, आम्ही त्यांचे अनुप्रयोग, फायदे आणि आव्हाने अनेक दृष्टिकोनातून एक्सप्लोर करतो.

I. NTC तापमान सेन्सर्सचे कार्य तत्व आणि वैशिष्ट्ये

1. मूलभूत तत्व
   तापमान वाढते तेव्हा NTC थर्मिस्टरमध्ये प्रतिकारात घातांकीय घट दिसून येते. प्रतिकार बदल मोजून, तापमान डेटा अप्रत्यक्षपणे मिळवता येतो. तापमान-प्रतिरोध संबंध सूत्रानुसार असतो:

RT=R०⋅eB(T१—T०१)

कुठेRTतापमानात प्रतिकार आहेT,R० हा तापमानावरील संदर्भ प्रतिकार आहेT०, आणिBभौतिक स्थिरांक आहे.

2. प्रमुख फायदे
   • उच्च संवेदनशीलता:तापमानात लहान बदलांमुळे लक्षणीय प्रतिकार बदल होतात, ज्यामुळे अचूक निरीक्षण करणे शक्य होते.
   • जलद प्रतिसाद:कॉम्पॅक्ट आकार आणि कमी थर्मल मास यामुळे तापमानातील चढउतारांचा रिअल-टाइम ट्रॅकिंग करता येतो.
   • कमी खर्च:परिपक्व उत्पादन प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणात तैनातीला समर्थन देतात.
   • विस्तृत तापमान श्रेणी:सामान्य ऑपरेटिंग रेंज (-४०°C ते १२५°C) मध्ये ऊर्जा साठवणूक बॅटरीसाठी सामान्य परिस्थिती समाविष्ट आहेत.

II. ऊर्जा साठवणूक बॅटरी पॅकमध्ये तापमान व्यवस्थापन आवश्यकता

लिथियम बॅटरीची कार्यक्षमता आणि सुरक्षितता तापमानावर अवलंबून असते:

• उच्च-तापमानाचे धोके:जास्त चार्जिंग, जास्त डिस्चार्जिंग किंवा शॉर्ट सर्किटमुळे थर्मल रनअवे होऊ शकते, ज्यामुळे आग किंवा स्फोट होऊ शकतात.
• कमी तापमानाचे परिणाम:कमी तापमानात इलेक्ट्रोलाइट स्निग्धता वाढल्याने लिथियम-आयन स्थलांतर दर कमी होतो, ज्यामुळे अचानक क्षमता कमी होते.
• तापमान एकरूपता:बॅटरी मॉड्यूल्समधील तापमानातील अतिरेकी फरकांमुळे बॅटरीचे वय वाढते आणि एकूण आयुष्यमान कमी होते.

अशा प्रकारे,रिअल-टाइम, मल्टी-पॉइंट तापमान निरीक्षणबॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टीम्स (BMS) चे एक महत्त्वाचे कार्य आहे, जिथे NTC सेन्सर्स महत्त्वाची भूमिका बजावतात.

III. एनर्जी स्टोरेज बॅटरी पॅकमध्ये एनटीसी सेन्सर्सचे विशिष्ट अनुप्रयोग

1. पेशी पृष्ठभागाचे तापमान निरीक्षण
   • हॉटस्पॉट्सचे थेट निरीक्षण करण्यासाठी प्रत्येक सेल किंवा मॉड्यूलच्या पृष्ठभागावर एनटीसी सेन्सर स्थापित केले जातात.
   • स्थापना पद्धती:पेशींशी घट्ट संपर्क सुनिश्चित करण्यासाठी थर्मल अॅडेसिव्ह किंवा मेटल ब्रॅकेट वापरून निश्चित केले.
2. अंतर्गत मॉड्यूल तापमान एकरूपता देखरेख
   • स्थानिकीकृत अतिउष्णता किंवा थंडपणाचे असंतुलन शोधण्यासाठी वेगवेगळ्या स्थानांवर (उदा., मध्यभागी, कडा) अनेक NTC सेन्सर तैनात केले जातात.
   • थर्मल रनअवे टाळण्यासाठी बीएमएस अल्गोरिदम चार्ज/डिस्चार्ज धोरणांना अनुकूलित करतात.
3. शीतकरण प्रणाली नियंत्रण
   • एनटीसी डेटा उष्णता अपव्यय गतिमानपणे समायोजित करण्यासाठी शीतकरण प्रणाली (हवा/द्रव शीतकरण किंवा फेज-चेंज मटेरियल) सक्रियकरण/निष्क्रियीकरण ट्रिगर करतो.
   • उदाहरण: ४५°C पेक्षा जास्त तापमान असताना द्रव शीतकरण पंप सक्रिय करणे आणि ३०°C पेक्षा कमी तापमानात ऊर्जेची बचत करण्यासाठी तो बंद करणे.
4. सभोवतालच्या तापमानाचे निरीक्षण
   • बॅटरीच्या कामगिरीवर पर्यावरणीय परिणाम कमी करण्यासाठी बाह्य तापमानाचे (उदा. उन्हाळ्यातील उष्णता किंवा हिवाळ्यातील थंडी) निरीक्षण करणे.

  

IV. एनटीसी अनुप्रयोगांमधील तांत्रिक आव्हाने आणि उपाय

1. दीर्घकालीन स्थिरता
   • आव्हान:उच्च-तापमान/आर्द्रता असलेल्या वातावरणात प्रतिरोधकता कमी होऊ शकते, ज्यामुळे मापन त्रुटी उद्भवू शकतात.
   • उपाय:इपॉक्सी किंवा ग्लास एन्कॅप्सुलेशनसह उच्च-विश्वसनीयता असलेले एनटीसी वापरा, नियतकालिक कॅलिब्रेशन किंवा स्व-सुधारणा अल्गोरिदमसह एकत्रित करा.
2. मल्टी-पॉइंट डिप्लॉयमेंटची जटिलता
   • आव्हान:मोठ्या बॅटरी पॅकमध्ये डझनभर ते शेकडो सेन्सर्स असल्याने वायरिंगची गुंतागुंत वाढते.
   • उपाय:वितरित अधिग्रहण मॉड्यूल्स (उदा., CAN बस आर्किटेक्चर) किंवा लवचिक PCB-इंटिग्रेटेड सेन्सर्सद्वारे वायरिंग सुलभ करा.
3. रेषीय नसलेली वैशिष्ट्ये
   • आव्हान:घातांकीय प्रतिकार-तापमान संबंधासाठी रेषीयकरण आवश्यक आहे.
   • उपाय:BMS अचूकता वाढविण्यासाठी लुकअप टेबल्स (LUT) किंवा स्टाइनहार्ट-हार्ट समीकरण वापरून सॉफ्टवेअर भरपाई लागू करा.

व्ही. भविष्यातील विकास ट्रेंड

1. उच्च अचूकता आणि डिजिटायझेशन:डिजिटल इंटरफेस असलेले NTCs (उदा., I2C) सिग्नल हस्तक्षेप कमी करतात आणि सिस्टम डिझाइन सोपे करतात.
2. मल्टी-पॅरामीटर फ्यूजन मॉनिटरिंग:स्मार्ट थर्मल मॅनेजमेंट स्ट्रॅटेजीजसाठी व्होल्टेज/करंट सेन्सर्स एकत्रित करा.
3. प्रगत साहित्य:पर्यावरणाच्या तीव्र गरजा पूर्ण करण्यासाठी विस्तारित श्रेणी (-५०°C ते १५०°C) असलेले NTC.
4. एआय-चालित भाकित देखभाल:तापमानाच्या इतिहासाचे विश्लेषण करण्यासाठी, वृद्धत्वाच्या ट्रेंडचा अंदाज घेण्यासाठी आणि लवकर चेतावणी देण्यासाठी मशीन लर्निंगचा वापर करा.

सहावा. निष्कर्ष

एनटीसी तापमान सेन्सर्स, त्यांच्या किफायतशीर आणि जलद प्रतिसादासह, ऊर्जा साठवण बॅटरी पॅकमध्ये तापमान निरीक्षणासाठी अपरिहार्य आहेत. बीएमएस बुद्धिमत्ता सुधारत असताना आणि नवीन साहित्य उदयास येत असताना, एनटीसी ऊर्जा साठवण प्रणालींची सुरक्षितता, आयुष्यमान आणि कार्यक्षमता आणखी वाढवतील. डिझाइनर्सनी विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी योग्य तपशील (उदा. बी-व्हॅल्यू, पॅकेजिंग) निवडले पाहिजेत, सेन्सर प्लेसमेंट ऑप्टिमाइझ केले पाहिजे आणि त्यांचे मूल्य जास्तीत जास्त करण्यासाठी मल्टी-सोर्स डेटा एकत्रित केला पाहिजे.