बैटरी प्रबंधन प्रणाली अनिवार्य रूप से बैटरी पैक का "मस्तिष्क" है; यह बैटरी के संचालन के लिए महत्वपूर्ण जानकारी को मापता है और रिपोर्ट करता है और साथ ही साथ यह ऑपरेटिंग परिस्थितियों में बैटरी को नुकसान से भी बचाता है।
एक सबसे महत्वपूर्ण कार्य जो बैटरी प्रबंधन प्रणाली करती है वह है सेल सुरक्षा।
लिथियम आयन बैटरी सेल दो महत्वपूर्ण डिजाइन मुद्दे हैं; यदि आप उन्हें ओवरचार्ज करते हैं तो आप उन्हें नुकसान पहुंचा सकते हैं और ओवरहीटिंग और यहां तक कि विस्फोट या ज्वाला पैदा कर सकते हैं, इसलिए ओवरवॉल्टेज सुरक्षा प्रदान करने के लिए बैटरी प्रबंधन प्रणाली का होना महत्वपूर्ण है।
लिथियम आयन कोशिकाओं को भी नुकसान हो सकता है यदि वे एक निश्चित सीमा से नीचे डिस्चार्ज होते हैं, तो कुल क्षमता का लगभग 5 प्रतिशत। यदि कोशिकाओं को इस दहलीज से नीचे उतारा जाता है तो उनकी क्षमता स्थायी रूप से कम हो सकती है।
यह सुनिश्चित करने के लिए कि बैटरी का चार्ज अपनी सीमा से ऊपर या नीचे नहीं जाता है, बैटरी प्रबंधन प्रणाली में एक समर्पित लीथियम-आयन निरीक्षक नामक एक सुरक्षा उपकरण होता है।
हर बैटरी प्रोटेक्शन सर्किट में दो इलेक्ट्रॉनिक स्विच होते हैं जिन्हें "MOSFETs" कहा जाता है। MOSFETs एक सर्किट में इलेक्ट्रॉनिक संकेतों को चालू या बंद करने के लिए उपयोग किए जाने वाले अर्धचालक हैं।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली में आमतौर पर एक डिस्चार्ज MOSFET और एक चार्ज MOSFET होता है।
यदि रक्षक यह पता लगाता है कि कोशिकाओं में वोल्टेज एक निश्चित सीमा से अधिक है, तो वह चार्ज मोसेट चिप को खोलकर चार्ज बंद कर देगा। एक बार चार्ज वापस सुरक्षित स्तर पर चला गया तो स्विच फिर से बंद हो जाएगा।
इसी तरह, जब एक सेल एक निश्चित वोल्टेज तक जाता है, तो डिस्चार्ज MOSFET खोलकर डिस्चार्ज को काट देगा।
बैटरी प्रबंधन प्रणाली द्वारा किया जाने वाला दूसरा सबसे महत्वपूर्ण कार्य ऊर्जा प्रबंधन है।
ऊर्जा प्रबंधन का एक अच्छा उदाहरण आपके लैपटॉप की बैटरी का विद्युत मीटर है। अधिकांश लैपटॉप आज न केवल आपको यह बताने में सक्षम हैं कि बैटरी में कितना चार्ज बचा है, बल्कि यह भी कि आपकी खपत की दर क्या है और बैटरी को रिचार्ज करने से पहले आपको डिवाइस का उपयोग करने में कितना समय बचा होगा। इसलिए, व्यावहारिक रूप से, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में ऊर्जा प्रबंधन बहुत महत्वपूर्ण है।
ऊर्जा प्रबंधन की कुंजी "कूलम्ब काउंटिंग" है। उदाहरण के लिए, यदि आपके पास एक कमरे में 5 लोग हैं और 2 लोग आपके पास तीन के साथ बचे हैं, यदि तीन और लोग आपके पास आते हैं, तो कमरे में 6 लोग हैं। यदि कमरे में 10 लोगों की क्षमता है, तो 6 लोगों के अंदर यह 60% भरा हुआ है। एक बैटरी प्रबंधन प्रणाली इस क्षमता को ट्रैक करती है। इस स्थिति में उपयोगकर्ता को इलेक्ट्रॉनिक बस के माध्यम से एसएम बस नामक एक डिजिटल बस के माध्यम से या आप एक बटन दबाते हैं, जहां एक एलईडी डिस्प्ले आपको 20% वेतन वृद्धि में कुल शुल्क का संकेत देता है।
कुछ अनुप्रयोगों के लिए बैटरी प्रबंधन प्रणाली जैसे कि हाथ से पकड़े जाने वाले पॉइंट-ऑफ-सेल्स टर्मिनल में एक कंट्रोल डिवाइस, एक प्रारंभ करनेवाला (जो एक ऊर्जा भंडारण उपकरण है) और एक डिस्चार्जर के साथ एक एम्बेडेड चार्जर शामिल है। नियंत्रण डिवाइस चार्ज एल्गोरिथ्म का प्रबंधन करता है। लिथियम-आयन कोशिकाओं के लिए, आदर्श चार्जिंग एल्गोरिथ्म निरंतर चालू और निरंतर वोल्टेज है।
बैटरी पैक में आमतौर पर कई अलग-अलग सेल होते हैं जो संयोजन में एक साथ काम करते हैं। आदर्श रूप से, एक बैटरी पैक में सभी कोशिकाओं को समान स्थिति में रखा जाना चाहिए। यदि कोशिकाएं संतुलन से बाहर जाती हैं, तो व्यक्तिगत कोशिकाएं तनावग्रस्त हो सकती हैं और समय से पहले चार्ज समाप्ति और बैटरी के समग्र चक्र जीवन में कमी हो सकती है। बैटरी प्रबंधन प्रणाली के सेल बैलेंसर्स, यहां दिखाए गए हैं, व्यक्तिगत कोशिकाओं में चार्ज के इस असंतुलन को रोकने से बैटरी के जीवन का विस्तार करते हैं।
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