سیریز بمقابلہ متوازی LiPo بیٹری پیک: وولٹیج، صلاحیت، اور تحفظ کے تقاضے

سیریز اور متوازی کنکشنز بیٹری مینوفیکچررز کو ڈیوائس کی وولٹیج، صلاحیت، رن ٹائم اور پاور کی ضروریات کے ارد گرد ایک پیک بنانے کی اجازت دیتے ہیں۔

بنیادی اصول سادہ نظر آتے ہیں: سیریز کنکشن وولٹیج میں اضافہ کرتے ہیں، جبکہ متوازی کنکشن صلاحیت میں اضافہ کرتے ہیں۔ عملی طور پر، تاہم، کنفیگریشن کا انتخاب چارجنگ وولٹیج، موجودہ صلاحیت، سیل بیلنسنگ، وائرنگ، پروٹیکشن سرکٹری، فزیکل لے آؤٹ اور ناکامی کے رویے کو بھی متاثر کرتا ہے۔

ایک 2S1P lipo بیٹری پیک اور 1S2P lipo بیٹری پیک میں ایک ہی تعداد میں خلیات شامل ہو سکتے ہیں اور تقریباً ایک جیسی کل توانائی ذخیرہ کر سکتے ہیں، لیکن وہ قابل تبادلہ نہیں ہیں۔ ایک زیادہ وولٹیج فراہم کرتا ہے، جبکہ دوسرا سنگل سیل وولٹیج کو برقرار رکھتا ہے اور زیادہ ایمپیئر گھنٹے کی گنجائش فراہم کرتا ہے۔

یہ گائیڈ وضاحت کرتا ہے کہ سیریز، متوازی، اور سیریز کے متوازی LiPo بیٹری پیک کیسے کام کرتے ہیں، ان کی اہم برقی خصوصیات کا حساب کیسے لگایا جائے، اور پیک ڈھانچہ منتخب کرنے سے پہلے تحفظ کے کن تقاضوں پر غور کیا جانا چاہیے۔

کلیدی ٹیک ویز

• سیریز میں جڑے ہوئے سیل پیک وولٹیج میں اضافہ کرتے ہیں لیکن اپنی ایمپیئر گھنٹے کی صلاحیتوں میں اضافہ نہیں کرتے ہیں۔

• ایک خلیے کے وولٹیج کو برقرار رکھتے ہوئے متوازی طور پر جڑے ہوئے خلیے صلاحیت میں اضافہ کرتے ہیں۔

• ایک سلسلہ متوازی ترتیب وولٹیج اور صلاحیت دونوں کو بڑھاتی ہے۔

• حرف S سیریز سے منسلک سیل گروپس کی تعداد کی نشاندہی کرتا ہے۔

• خط P ہر گروپ کے اندر متوازی طور پر جڑے ہوئے خلیوں کی تعداد کی نشاندہی کرتا ہے۔

• ایک 2S2P پیک میں چار سیلز ہوتے ہیں جن کو دو سیریز گروپس کے طور پر ترتیب دیا جاتا ہے جس میں ہر ایک متوازی گروپ میں دو سیل ہوتے ہیں۔

• جب پیک میں مختلف وولٹیج ہوتے ہیں تو واٹ گھنٹے mAh سے بہتر توانائی کا موازنہ فراہم کرتے ہیں۔

• سیریز سے منسلک گروپوں کو انفرادی وولٹیج کی نگرانی کی ضرورت ہوتی ہے اور اسے توازن کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

• ایک متوازی گروپ میں خلیات کو مستقل کنکشن سے پہلے قریب سے ملایا جانا چاہئے اور مناسب وولٹیج پر لایا جانا چاہئے۔

• ایک پروٹیکشن بورڈ کو سیل کیمسٹری، سیریز کی گنتی، چارجنگ وولٹیج، مسلسل کرنٹ، چوٹی کرنٹ، اور مطلوبہ افعال سے مماثل ہونا چاہیے۔

• متوازی خلیوں کو شامل کرنے سے ہر آپریٹنگ حالت میں محفوظ پیک کرنٹ خود بخود دگنا نہیں ہوتا ہے۔

• مختلف وولٹیجز، صلاحیتوں، عمروں، یا چارج کی حالتوں والے پیک کو بغیر انجینئرڈ ڈیزائن کے جوڑا نہیں جانا چاہیے۔

• بیٹری کی ترتیب، چارجر، BMS، کنیکٹر، وائرنگ، اور ڈیوائس پاور سسٹم کا ایک ساتھ جائزہ لینا چاہیے۔

1S، 2S، 2P، اور 2S2P کا کیا مطلب ہے؟

بیٹری پیک کنفیگریشنز کو عام طور پر حروف S اور P کا استعمال کرتے ہوئے بیان کیا جاتا ہے۔.

• S کا مطلب ہے سیریز۔

• پی کا مطلب ہے متوازی۔

• ہر حرف سے پہلے کی تعداد اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ کتنے خلیے یا سیل گروپ اس کنکشن کو استعمال کرتے ہیں۔

عام مثالوں میں شامل ہیں:

سیل کی کل گنتی کا حساب اس طرح لگایا جا سکتا ہے:

کل سیل = سیریز کی گنتی × متوازی گنتی

مثال کے طور پر:

3S2P = 3 × 2 = 6 خلیات

بیٹری کی زیادہ تر خصوصیات میں، صرف '2S' کے طور پر لکھی گئی ترتیب کا مطلب 2S1P سمجھا جاتا ہے جب تک کہ متوازی شمار کو الگ سے بیان نہ کیا جائے۔ تاہم، کسی OEM پروجیکٹ کے لیے، ابہام سے بچنے کے لیے دونوں قدروں کو دستاویزی شکل دی جانی چاہیے۔

سیریز بمقابلہ متوازی LiPo بیٹری پیک ایک نظر میں

مندرجہ ذیل موازنہ ایک ہی کیمسٹری، برائے نام وولٹیج، صلاحیت، اور خارج ہونے کی صلاحیت کے ساتھ ایک جیسے خلیات کو فرض کرتا ہے۔

یہ گارنٹیڈ تیار پیک ریٹنگز کے بجائے کنفیگریشن کے اصول ہیں۔ اصل کارکردگی سیل کی تفصیلات، انٹر کنیکٹس، پروٹیکشن بورڈ، کنیکٹر، کیبل کے سائز، درجہ حرارت اور پروڈکٹ کے ڈیزائن سے محدود ہو سکتی ہے۔

سیریز LiPo بیٹری پیک کیسے کام کرتا ہے۔

سیل ایک سیل کے مثبت ٹرمینل کو دوسرے کے منفی ٹرمینل سے جوڑ کر سیریز میں جڑے ہوتے ہیں۔ باقی دو بیرونی ٹرمینلز پیک آؤٹ پٹ بناتے ہیں۔

ایک ہی کرنٹ سیریز کے راستے میں ہر سیل یا متوازی گروپ سے گزرتا ہے۔

سیریز کنکشن وولٹیج کو کیسے متاثر کرتا ہے۔

برائے نام پیک وولٹیج سیریز سے منسلک خلیوں کے برائے نام وولٹیج کا مجموعہ ہے:

پیک برائے نام وولٹیج = سیل برائے نام وولٹیج × سیریز کا شمار

معیاری 3.7 V خلیات کے لیے:

مکمل چارج وولٹیج کا حساب اس طرح کیا جاتا ہے:

زیادہ سے زیادہ پیک وولٹیج = سیل چارج کی حد × سیریز کی گنتی

4.2 V قدر ایک روایتی لتیم آئن پولیمر سیل پر لاگو ہوتی ہے جسے چارج کی حد کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ایک ہائی وولٹیج کیمسٹری کے لیے 4.35 V، 4.4 V، یا کسی اور مخصوص حد فی سیل کی ضرورت ہو سکتی ہے۔

ارد گرد ڈیزائن کیا گیا ایک پروڈکٹ ہائی وولٹیج LiPo بیٹریاں اس لیے ایک ہم آہنگ چارجر اور تحفظ کے نظام کی ضرورت ہے۔ ایک اعلی فی سیل چارج کی حد صرف برائے نام وولٹیج سے کبھی بھی فرض نہیں کی جانی چاہئے۔

کس طرح سیریز کنکشن صلاحیت کو متاثر کرتا ہے۔

ایک جیسے 1000 mAh سیلز کو سیریز میں جوڑنے سے ان کی mAh ریٹنگز میں اضافہ نہیں ہوتا ہے۔

مثال کے طور پر:

• ایک 3.7 V 1000 mAh سیل: 3.7 V، 1000 mAh

• سیریز میں دو خلیات: 7.4 V، 1000 mAh

• سیریز میں تین خلیات: 11.1 V، 1000 mAh

پیک میں زیادہ توانائی ہے کیونکہ اس کا وولٹیج بڑھ گیا ہے، حالانکہ Ah قدر میں کوئی تبدیلی نہیں ہوئی ہے۔

کس طرح سلسلہ کنکشن موجودہ کو متاثر کرتا ہے۔

2S1P پیک میں، ایک ہی کرنٹ دونوں خلیوں سے گزرتا ہے۔ اگر سیل کی درجہ بندی دی گئی مسلسل کرنٹ کے لیے کی گئی ہے، تو سیریز میں ایک اور یکساں سیل کو شامل کرنے سے موجودہ درجہ بندی خود بخود دگنی نہیں ہو جاتی ہے۔

تیار شدہ پیک کرنٹ ان میں سب سے کم قابل اطلاق قدر سے محدود ہے:

• سیل مسلسل ڈسچارج کرنٹ

• سیل چوٹی موجودہ صلاحیت

• PCM یا BMS موجودہ درجہ بندی

• MOSFET اور کرنٹ سینس ڈیزائن

• نکل کی پٹی، ٹیب، بس بار، یا پی سی بی کی گنجائش

• تار کا سائز

• کنیکٹر کی درجہ بندی

• فیوز یا موجودہ کو محدود کرنے والا جزو

• حرارتی حالات

زیادہ پیک وولٹیج ایک ڈیوائس کو کم کرنٹ پر وہی پاور حاصل کرنے کی اجازت دے سکتا ہے، لیکن اس کا انحصار لوڈ اور پاور کنورژن فن تعمیر پر ہوتا ہے۔

سیریز پیک کو سیل گروپ مانیٹرنگ کی ضرورت کیوں ہے؟

سیریز سے جڑے خلیے اپنی سروس کی زندگی بھر بالکل ایک جیسے نہیں رہتے۔ صلاحیت، اندرونی مزاحمت، خود سے خارج ہونے والے مادہ، درجہ حرارت، اور عمر بڑھنے میں چھوٹے فرق ان کی چارج کی حالتوں کو تبدیل کرنے کا سبب بن سکتے ہیں۔

چارجنگ کے دوران، ایک سیریز گروپ دوسروں سے پہلے اپنی اوپری وولٹیج کی حد تک پہنچ سکتا ہے۔ خارج ہونے والے مادہ کے دوران، سب سے کمزور گروپ پہلے اپنی کم حد تک پہنچ سکتا ہے.

اس لیے تحفظ اور نگرانی کے نظام کو صرف کل پیک وولٹیج پر انحصار کرنے کے بجائے انفرادی سیریز-گروپ وولٹیج کا جواب دینا چاہیے۔

مثال کے طور پر 8.0 V کی کل پیک ریڈنگ یہ ثابت نہیں کرتی ہے کہ 2S پیک متوازن ہے۔ اس پر مشتمل ہو سکتا ہے:

• 4.0 V اور 4.0 V

• 4.15 V اور 3.85 V

• 4.25 V اور 3.75 V

آخری مثال میں ایک ہی کل وولٹیج ہے لیکن پہلے ہی ایک گروپ کو اس کی اجازت شدہ حد سے باہر رکھ سکتا ہے۔

متوازی لیپو بیٹری پیک کیسے کام کرتا ہے۔

ایک متوازی کنکشن میں، مثبت ٹرمینلز ایک ساتھ جڑے ہوئے ہیں اور منفی ٹرمینلز ایک ساتھ جڑے ہوئے ہیں۔

اس لیے گروپ کے تمام خلیے ایک ہی ٹرمینل وولٹیج کا اشتراک کرتے ہیں۔

متوازی کنکشن وولٹیج کو کیسے متاثر کرتا ہے۔

وولٹیج ایک سیل کے وولٹیج کے برابر رہتا ہے:

پیک وولٹیج = سیل وولٹیج

متوازی طور پر جڑے ہوئے دو معیاری 3.7 V خلیوں کے لیے:

• برائے نام وولٹیج: 3.7 V

• عام فل چارج وولٹیج: 4.2 V

• ترتیب: 1S2P

مزید متوازی خلیوں کو شامل کرنے سے 7.4 V یا 11.1 V پیدا نہیں ہوتا ہے۔ یہ ایک واحد وولٹیج گروپ بناتا رہتا ہے۔

متوازی کنکشن صلاحیت کو کیسے متاثر کرتا ہے۔

قریب سے مماثل متوازی خلیوں کی صلاحیتوں کو شامل کیا گیا ہے:

پیک کی گنجائش = سیل کی گنجائش × متوازی گنتی

ایک جیسے 1000 ایم اے ایچ سیلز کے لیے:

یہ متوازی تعمیر کو مفید بناتا ہے جب ایپلی کیشن کو طویل آپریٹنگ وقت کی ضرورت ہوتی ہے لیکن اسے سنگل سیل وولٹیج پلیٹ فارم کو برقرار رکھنا ضروری ہے۔

متوازی کنکشن موجودہ صلاحیت کو کیسے متاثر کرتا ہے۔

نظریہ میں، متوازن موجودہ راستوں سے جڑے ایک جیسے خلیے بوجھ کو بانٹ سکتے ہیں۔ اس لیے متوازی طور پر دو موزوں خلیے ایک سیل سے زیادہ کرنٹ فراہم کر سکتے ہیں۔

تاہم، محفوظ پیک کرنٹ کو سیل ریٹنگ کو مزید جانچے بغیر ضرب دے کر شمار نہیں کیا جانا چاہیے۔

موجودہ اشتراک اس سے متاثر ہو سکتا ہے:

• سیل کی اندرونی مزاحمت

• صلاحیت میں تغیر

• درجہ حرارت کے فرق

• ٹیب اور باہم مربوط مزاحمت

• پیک کے اندر سیل کی پوزیشن

• کیبل روٹنگ کی توازن

• ریاست کے چارج کے فرق

• خستہ

• کنیکٹر مزاحمت

• پروٹیکشن بورڈ کی حدود

ایک سیل بوجھ کا ایک بڑا حصہ لے سکتا ہے اگر اس کی مزاحمت کم ہو یا موجودہ راستہ چھوٹا ہو۔ اس کے بعد پیک مقامی حرارتی نظام تیار کر سکتا ہے یہاں تک کہ جب کل ​​کرنٹ ایک سادہ نظریاتی حد کے اندر ہو۔

خارج ہونے والے مادہ کی شرح کے معنی اور صلاحیت سے اس کے تعلق کی مزید وضاحت اس میں کی گئی ہے۔ لتیم پولیمر بیٹری کی C درجہ بندی کا کیا مطلب ہے۔.

کیا متوازی خلیوں کو توازن کی ضرورت ہے؟

براہ راست منسلک متوازی خلیات ایک ہی ٹرمینل وولٹیج کا اشتراک کرتے ہیں، لہذا ایک BMS عام طور پر مکمل متوازی گروپ کو ایک وولٹیج نوڈ کے طور پر مانتا ہے۔

اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ سیل میچنگ غیر ضروری ہے۔ مساوی ٹرمینل وولٹیج مساوی صلاحیت، مزاحمت، درجہ حرارت، یا موجودہ شراکت کی ضمانت نہیں دیتا۔

ایک متوازی گروپ کے لیے منتخب کردہ سیلز کو عام طور پر ہم آہنگ ہونا چاہیے:

• کیمسٹری

• چارج وولٹیج کی حد

• صلاحیت

• اندرونی مزاحمت

• خارج ہونے والی خصوصیات

• پیداوار کی تاریخ

• عمر اور سائیکل کی حالت

• جسمانی ڈیزائن

• اسمبلی میں چارج کی حالت

ایک خراب یا نمایاں طور پر تنزلی کا سیل باقی خلیوں پر اضافی بوجھ ڈال سکتا ہے اور پورے گروپ کی وشوسنییتا کو کم کر سکتا ہے۔

متوازی کنکشن سے پہلے وولٹیج کی جانچ کیوں ضروری ہے۔

مختلف وولٹیجز پر سیلز کو صرف ایک ساتھ نہیں جوڑا جانا چاہیے۔

ایک بار منسلک ہونے کے بعد، ہائی وولٹیج سیل کم وولٹیج سیل میں تیزی سے خارج ہو سکتا ہے۔ نتیجے میں برابری کا کرنٹ بنیادی طور پر سیل اور کنکشن ریزسٹنس سے محدود ہو سکتا ہے اور عام چارجنگ کرنٹ سے بہت زیادہ ہو سکتا ہے۔

اس وجہ سے، متوازی گروپوں کو قابل، قریب سے مماثل خلیوں کا استعمال کرتے ہوئے ایک کنٹرول مینوفیکچرنگ کے عمل کے ذریعے جمع کیا جانا چاہئے۔ آخری صارفین کو ایک پرانے پیک میں نیا سیل شامل نہیں کرنا چاہیے یا بغیر تصدیق شدہ ڈیزائن اور مناسب آلات کے متوازی طور پر دو ڈھیلے پاؤچ سیلز کو جوڑنا چاہیے۔

سیریز-متوازی لیپو پیک کیسے کام کرتا ہے۔

ایک سلسلہ-متوازی پیک کنکشن کے دونوں طریقوں کو یکجا کرتا ہے۔

ایک 2S2P ڈیزائن پر غور کریں جو چار ایک جیسے 3.7 V، 1000 mAh سیلز سے بنایا گیا ہے:

1. پہلا 3.7 V، 2000 mAh گروپ بنانے کے لیے دو خلیے متوازی طور پر جڑے ہوئے ہیں۔

2. دو مزید خلیے ایک دوسرا 3.7 V، 2000 mAh گروپ بناتے ہیں۔

3. دو متوازی گروپ سیریز میں جڑے ہوئے ہیں۔

نتیجے میں نظریاتی تفصیلات یہ ہیں:

• برائے نام وولٹیج: 7.4 V

• صلاحیت: 2000 ایم اے ایچ

• توانائی: 14.8 Wh

• ترتیب: 2S2P

• کل خلیات: 4

فارمولے یہ ہیں:

پیک وولٹیج = سیل برائے نام وولٹیج × S

پیک کی گنجائش = سیل کی گنجائش × پی

سیل کی کل گنتی = S × P

برائے نام توانائی = پیک وولٹیج × آہ میں پیک کی گنجائش

اس ڈیزائن میں، BMS دو سیریز-گروپ وولٹیج کی نگرانی کرتا ہے۔ ہر نگرانی شدہ گروپ میں دو متوازی خلیات ہوتے ہیں۔

لہذا 2S2P پیک کو 4S پیک کے طور پر مانیٹر نہیں کیا جاتا ہے۔ سیریز کی گنتی کے بجائے انفرادی سیلوں کی کل تعداد کے مطابق پروٹیکشن بورڈ کا انتخاب غلط ہوگا۔

وولٹیج، صلاحیت، اور واٹ گھنٹے کا موازنہ کرنا

سیریز اور متوازی تعمیر کے درمیان فرق اس وقت واضح ہو جاتا ہے جب ایک جیسے 3.7 V، 1000 mAh سیلز کا استعمال کرتے ہوئے پیک کا موازنہ کیا جائے۔

2S1P اور 1S2P دونوں مثالیں دو خلیات پر مشتمل ہیں اور تقریباً 7.4 Wh ذخیرہ کرتی ہیں۔ ان کی وولٹیج اور صلاحیت کی درجہ بندی مختلف ہے، لیکن ان کی نظریاتی برائے نام توانائی ایک جیسی ہے۔

انہیں اب بھی ایک دوسرے کے لیے تبدیل نہیں کیا جا سکتا کیونکہ ڈیوائس مختلف ان پٹ وولٹیج دیکھتی ہے۔

اکیلے mAh مختلف بیٹری پیک کا موازنہ کیوں نہیں کر سکتا

3.7 V 2000 mAh پیک اور 7.4 V 1000 mAh پیک دونوں میں تقریباً 7.4 Wh ہوتا ہے:

3.7 V × 2.0 Ah = 7.4 Wh

7.4 V × 1.0 Ah = 7.4 Wh

صرف mAh کو دیکھنے سے پہلے پیک کی گنجائش دوگنا دکھائی دے گی۔ توانائی کے لحاظ سے، وہ ایک جیسے ہیں۔

اس لیے مختلف وولٹیجز کے ساتھ پیک کا موازنہ کرتے وقت واٹ گھنٹے زیادہ مفید ہوتے ہیں۔

تاہم، برابر Wh یکساں ڈیوائس کے رن ٹائم کی ضمانت نہیں دیتا ہے۔ اصل آپریٹنگ وقت بھی اس پر منحصر ہے:

• وولٹیج کی تبدیلی کی کارکردگی

• مختلف ان پٹ وولٹیجز پر ڈیوائس کرنٹ

• بیٹری کی اندرونی مزاحمت

• کٹ آف وولٹیج

• خارج ہونے والی شرح

• درجہ حرارت

• سیل کی عمر بڑھ رہی ہے۔

• پروٹیکشن بورڈ وولٹیج ڈراپ

• اصل بوجھ کے تحت قابل استعمال صلاحیت

صرف mAh سے پیش گوئی کرنے کے بجائے رن ٹائم کی حتمی طور پر تیار شدہ ڈیوائس میں تصدیق کی جانی چاہیے۔

کیا ایک اعلیٰ سیریز کا شمار زیادہ طاقت فراہم کرتا ہے؟

بڑھتے ہوئے وولٹیج سے زیادہ بجلی دستیاب ہو سکتی ہے، لیکن صرف اس صورت میں جب سیل، پروٹیکشن سسٹم، وائرنگ، اور ڈیوائس مطلوبہ کرنٹ کی فراہمی اور اسے قبول کر سکے۔

برقی طاقت کا حساب اس طرح کیا جاتا ہے:

پاور = وولٹیج × کرنٹ

2 A ڈیلیور کرنے والا 7.4 V پیک تقریباً 14.8 W فراہم کرتا ہے۔ A 3.7 V پیک کو تبادلوں کے نقصانات کا حساب لگانے سے پہلے ایک ہی ان پٹ پاور فراہم کرنے کے لیے تقریباً 4 A فراہم کرنے کی ضرورت ہوگی۔

یہ ایک وجہ ہے کہ ڈیزائنر موٹروں، ہیٹروں، پمپوں، روبوٹکس، یا دیگر پاور ڈیمانڈنگ مصنوعات کے لیے زیادہ وولٹیج پیک کا انتخاب کر سکتا ہے۔ ایک ہی پاور کے لیے کم کرنٹ کنڈکٹر کے نقصانات کو کم کر سکتا ہے، لیکن زیادہ سیریز کی گنتی چارجر وولٹیج، BMS پیچیدگی، جزو وولٹیج کی ضروریات، اور موصلیت کے تحفظات کو بھی بڑھاتی ہے۔

انتخاب آلہ کی ان پٹ وولٹیج کی حد اور لوڈ پروفائل سے شروع ہونا چاہیے بجائے اس قیاس کے کہ مزید سیریز سیل خود بخود بہتر ہیں۔

1S پیک کے لیے تحفظ کے تقاضے

سنگل سیریز پیک میں صرف ایک وولٹیج گروپ ہوتا ہے، اس لیے اسے سیریز کے خلیوں کے درمیان توازن کی ضرورت نہیں ہوتی۔

اس کے PCM کو اب بھی فراہم کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے:

• اوور چارج تحفظ

• زیادہ خارج ہونے والا تحفظ

• اوور کرنٹ تحفظ

• شارٹ سرکٹ تحفظ

• چارج اور ڈسچارج کنٹرول

• درجہ حرارت کی نگرانی

• این ٹی سی آؤٹ پٹ

• بیٹری کی شناخت

• ایندھن کی پیمائش یا مواصلات

چارجر کا سیل کیمسٹری اور زیادہ سے زیادہ چارج وولٹیج سے مماثل ہونا چاہیے۔ ایک PCM غیر معمولی حالات کو روکتا ہے، لیکن یہ مناسب طریقے سے کنٹرول شدہ چارجر کا متبادل نہیں ہے۔

1S2P یا 1S3P ڈیزائن میں، پروٹیکشن سرکٹ متوازی گروپ کو ایک بڑی صلاحیت والے وولٹیج نوڈ کے طور پر دیکھتا ہے۔ اس کی موجودہ درجہ بندی مکمل پیک لوڈ پر مبنی ہونی چاہیے، نہ کہ ایک سیل کی صلاحیت پر۔

ملٹی سیریز پیک کے لیے تحفظ کے تقاضے

ایک 2S، 3S، یا اس سے زیادہ سیریز کے ڈیزائن کے لیے حفاظتی سرکٹری کی ضرورت ہوتی ہے جو اس عین سیریز کی گنتی کے لیے موزوں ہے۔

ملٹی سیل BMS یا PCM کو انجام دینے کی ضرورت ہو سکتی ہے:

• انفرادی سیریز-گروپ وولٹیج کی نگرانی

• موجودہ نگرانی پیک کریں۔

• اوور کرنٹ پروٹیکشن چارج کریں۔

• اوور کرنٹ تحفظ خارج کرنا

• شارٹ سرکٹ تحفظ

• اوور چارج کٹ آف

• اوور ڈسچارج کٹ آف

• سیل گروپ بیلنسنگ

• درجہ حرارت کی نگرانی

• MOSFET کنٹرول

• اسٹیٹ آف چارج کا تخمینہ

• غلطی کی ریکارڈنگ

• میزبان ڈیوائس کے ساتھ مواصلت

اجزاء کی وولٹیج کی درجہ بندی میں زیادہ سے زیادہ پیک وولٹیج کو بھی شامل کرنا چاہیے، بشمول مناسب ڈیزائن مارجن۔

کیوں ٹوٹل پیک وولٹیج کافی نہیں ہے۔

صرف کل وولٹیج کی نگرانی کرنے سے کسی ایسے انفرادی گروپ کی قابل اعتماد طریقے سے شناخت نہیں ہو سکتی جو زیادہ چارج یا زیادہ ڈسچارج ہو۔

اس وجہ سے، 3S پروٹیکشن سرکٹ کو عام طور پر اس تک رسائی کی ضرورت ہوتی ہے:

• منفی پیک کریں۔

• سیریز گروپ 1 کے بعد کنکشن

• سیریز گروپ 2 کے بعد کنکشن

• سیریز گروپ 3 کے بعد مثبت پیک کریں۔

اس لیے ایک روایتی مانیٹرنگ ہارنس میں سیریز کی گنتی سے ایک زیادہ وولٹیج کنکشن ہوتا ہے:

وولٹیج سینس کنکشنز = S + 1

انٹیگریٹڈ BMS کے ساتھ ایک پیک ان کنکشنز کو بیرونی طور پر ظاہر نہیں کر سکتا، لیکن انفرادی سیریز-گروپ مانیٹرنگ کے لیے ان کی اندرونی طور پر ضرورت ہے۔

سیل بیلنسنگ کیا کرتا ہے۔

توازن سیریز سے منسلک گروپوں کے درمیان فرق کو محدود کرنے میں مدد کرتا ہے۔

ایک غیر فعال توازن کا نظام عام طور پر زیادہ وولٹیج گروپ سے تھوڑی مقدار میں توانائی ہٹاتا ہے تاکہ نچلے گروپ چارج کرنا جاری رکھ سکیں۔ زیادہ جدید فعال توازن کے نظام گروپوں کے درمیان توانائی کو دوبارہ تقسیم کر سکتے ہیں۔

توازن مکمل طور پر درست نہیں ہو سکتا:

• ایک خراب سیل

• شدید صلاحیت کا نقصان

• ہائی خود خارج ہونے والے مادہ

• بجلی کا ناقص کنکشن

• اہم اندرونی مزاحمتی اختلافات

• غلط طریقے سے مماثل خلیات

• ایک غیر موزوں پیک لے آؤٹ

ایک پیک جو بار بار ایک بڑا عدم توازن پیدا کرتا ہے، بنیادی مسئلہ کو چھپانے کے لیے بیلنسنگ سرکٹ پر انحصار کرنے کے بجائے اس کا معائنہ کیا جانا چاہیے۔

متوازی گروپوں کے لیے تحفظ کے تقاضے

متوازی تعمیر ڈیزائن کی ترجیحات کا ایک مختلف سیٹ بناتی ہے۔

سیل میچنگ

سیلز کو ہم آہنگ پروڈکشن اور پرفارمنس گروپس سے منتخب کیا جانا چاہیے۔ مختلف صلاحیتوں، کیمسٹری، وولٹیج کی حد، عمر، یا اندرونی مزاحمت کے خلیات کو ملانا ناہموار کرنٹ شیئرنگ کا سبب بن سکتا ہے۔

سیل میں تغیر کے عملی اثرات پر مزید تفصیل سے بحث کی گئی ہے۔ کیوں لیتھیم آئن بیٹری پیک متضاد ہو جاتے ہیں.

کرنٹ پاتھ ڈیزائن

انٹر کنیکٹ مزاحمت کو کم اور معقول حد تک متوازن رکھا جانا چاہیے۔ لے آؤٹ کو ایک سیل یا ٹیب کو کرنٹ کا غیر متناسب حصہ لے جانے پر مجبور کرنے سے گریز کرنا چاہیے۔

ڈیزائن کے عوامل میں شامل ہیں:

• ٹیب جیومیٹری

• نکل پٹی یا بس بار کے طول و عرض

• پی سی بی تانبے کی موٹائی

• کنکشن کی پوزیشن

• لیڈ پلیسمنٹ

• ویلڈ کا معیار

• سیل وقفہ کاری

• گرمی کی کھپت

• کنیکٹر کا مقام

فالٹ کنٹینمنٹ

مستقل طور پر منسلک متوازی گروپ میں، صحت مند خلیے ناکام سیل یا ناکام شاخ میں کرنٹ فراہم کر سکتے ہیں۔

پیک سائز اور خطرے کی تشخیص پر منحصر ہے، ڈیزائن کی ضرورت ہو سکتی ہے:

• فیوزبل آپس میں جڑے ہوئے ہیں۔

• برانچ موجودہ حد

• تھرمل علیحدگی

• درجہ حرارت کے سینسر

• شعلہ مزاحم مواد

• مکینیکل رکاوٹیں۔

• پیک لیول فیوزنگ

• کنٹرول شدہ وینٹنگ کی جگہ

• اضافی غلطی کا پتہ لگانے کے افعال

مطلوبہ نقطہ نظر پیک انرجی، سیل کی قسم، ایپلی کیشن، انکلوژر، تعمیل کے تقاضوں، اور ناکامی کی ممکنہ شرائط پر منحصر ہے۔

پروٹیکشن بورڈ کی موجودہ درجہ بندی

BMS کو کل متوقع پیک کرنٹ کی حمایت کرنی چاہیے، بشمول:

• عام آپریٹنگ کرنٹ

• زیادہ سے زیادہ مسلسل کرنٹ

• آغاز میں اضافہ

• موٹر اسٹال کرنٹ

• ہیٹر کا دخل

• کمیونیکیشن ٹرانسمیٹر کی چوٹیوں

• چارج کرنٹ

• غلطی کا پتہ لگانے کی حد

بورڈ کے مشتہر کرنٹ کو MOSFET کے نقصانات، درجہ حرارت میں اضافہ، ٹھنڈک کے حالات، کنڈکٹر کے سائز، اور کٹ آف ٹائمنگ کی جانچ کیے بغیر استعمال کے قابل ڈیوائس کرنٹ کے طور پر نہیں سمجھا جانا چاہیے۔

سیریز اور متوازی پیک کے لیے چارجر کی ضروریات

چارجر کو پیک کیمسٹری، سیریز کی گنتی، چارج وولٹیج کی حد، اور اجازت شدہ چارجنگ کرنٹ سے مماثل ہونا چاہیے۔

روایتی 4.2 V خلیات کے لیے:

1S چارجر کا استعمال کرتے ہوئے 2S پیک کو چارج نہیں کیا جانا چاہیے۔ اسی طرح، معیاری 4.2 V خلیات کے لیے بنایا گیا چارجر مختلف چارج کی حد کے ساتھ ہائی وولٹیج کیمسٹری کے لیے غیر موزوں ہو سکتا ہے۔

متوازی صلاحیت چارجنگ کرنٹ کیلکولیشن کو متاثر کرتی ہے۔ اگر دو ایک جیسے خلیے متوازی طور پر رکھے جاتے ہیں، تو ایک مناسب پیک ایک سیل سے زیادہ کل کرنٹ کو قبول کر سکتا ہے، لیکن صحیح قدر اس پر منحصر ہے:

• سیل چارج ریٹ کی حد

• پیک کی گنجائش

• درجہ حرارت

• متوازی موجودہ اشتراک

• پروٹیکشن بورڈ کی درجہ بندی

• کنیکٹر اور تار کی درجہ بندی

• چارجنگ ٹائم ہدف

• سائیکل زندگی کے تقاضے

چارجر اور BMS مختلف کام انجام دیتے ہیں۔ چارجر چارجنگ پروفائل کو ریگولیٹ کرتا ہے، جبکہ تحفظ کا نظام متعین غیر معمولی حالات کا جواب دیتا ہے۔ ایک کو دوسرے کے متبادل کے طور پر استعمال نہیں کرنا چاہیے۔

سیل میچنگ کی ضروریات

ایک قابل اعتماد ملٹی سیل پیک مناسب سیل انتخاب کے ساتھ شروع ہوتا ہے۔

ایک ہی اسمبلی میں استعمال ہونے والے خلیوں کو اس کے لیے ملانے کی ضرورت ہو سکتی ہے:

• سیل ماڈل

• کیمسٹری

• برائے نام صلاحیت

• پیمائش شدہ صلاحیت

• اوپن سرکٹ وولٹیج

• اندرونی مزاحمت

• موٹائی اور طول و عرض

• خود خارج ہونا

• پروڈکشن بیچ

• عمر

• سائیکل کی تاریخ

سیریز اور متوازی ڈھانچے دونوں میں ملاپ اہم ہے۔

ایک سیریز سٹرنگ میں، سب سے کم صلاحیت یا سب سے زیادہ مزاحمت والا گروپ پہلے اپنی وولٹیج کی حد تک پہنچ سکتا ہے اور قابل استعمال پیک صلاحیت کو محدود کر سکتا ہے۔

ایک متوازی گروپ میں، مزاحمت اور کنکشن کے فرق اس بات پر اثر انداز ہوتے ہیں کہ کرنٹ کس طرح شیئر کیا جاتا ہے۔ ایک خلیہ دوسرے کے مقابلے میں زیادہ محنت اور عمر میں تیزی سے کام کر سکتا ہے۔

بیٹری مینوفیکچررز کو سیلز کو یکجا کرنے کے بجائے پروڈکٹ کے لیے سیل اسکریننگ کا معیار قائم کرنا چاہیے کیونکہ ان کے پاس ایک ہی پرنٹ شدہ تفصیلات ہیں۔

کیا مکمل LiPo پیک سیریز میں منسلک کیا جا سکتا ہے؟

دو تیار پیکوں کو سیریز میں منسلک نہیں کیا جانا چاہئے جب تک کہ اس انتظام کے لئے مکمل نظام کو ڈیزائن اور توثیق نہ کیا گیا ہو۔

ممکنہ مسائل میں شامل ہیں:

• چارج کی مختلف حالتیں۔

• مختلف صلاحیتیں یا عمریں۔

• غیر مطابقت پذیر تحفظ سرکٹس

• غلط گراؤنڈنگ

• چارجر کی عدم مطابقت

• توازن کی نگرانی کے خلا

• کنیکٹر وولٹیج کی حدود

• غیر متوقع BMS کٹ آف رویہ

• ایک پیک دوسرے کے ذریعے ریورس چارج کیا جا رہا ہے۔

• غیر محفوظ سروس یا متبادل طریقہ کار

کچھ محفوظ پیک لو سائیڈ سوئچنگ یا کمیونیکیشن انٹرفیس استعمال کرتے ہیں جو بیرونی سیریز کے کنکشن کو غیر موزوں بناتے ہیں۔ ایک بیٹری جو اسٹینڈ اکیلی مصنوعات کے طور پر محفوظ ہے جب کسی دوسرے پیک کے ساتھ مل جاتی ہے تو خود بخود محفوظ نہیں ہوتی ہے۔

اگر ایپلی کیشن کو زیادہ وولٹیج کی ضرورت ہو تو، مقصد کے لیے ڈیزائن کردہ ملٹی سیریز اسمبلی کا استعمال عام طور پر پیداوار کے بعد آزادانہ طور پر محفوظ بیٹریوں کو جوڑنے سے زیادہ قابل اعتماد ہوتا ہے۔

کیا تیار شدہ لیپو پیک متوازی طور پر منسلک ہوسکتے ہیں؟

ریڈی میڈ پیک کو متوازی طور پر منسلک نہیں کیا جانا چاہئے کیونکہ ان کے لیبل ایک ہی برائے نام وولٹیج دکھاتے ہیں۔

متوازی آپریشن سے پہلے، ڈیزائن پر توجہ دینا ضروری ہے:

• پیک وولٹیج کا فرق

• اسٹیٹ آف چارج فرق

• صلاحیت اور عمر

• اندرونی مزاحمت

• BMS تعامل

• ریورس کرنٹ

• چارجنگ-موجودہ تقسیم

• کنیکٹر کی ترتیب

• متحرک ہونے کے دوران پیک ہٹانا

• شاخ کی حفاظت

• فالٹ آئیسولیشن

اگر ایک پیک میں زیادہ وولٹیج ہے تو، کنیکٹرز کے رابطہ کرتے ہی ایک بڑا برابری کا کرنٹ بہہ سکتا ہے۔

متوازی بیٹری کے ماڈیولز کو محفوظ طریقے سے انجنیئر کیا جا سکتا ہے، لیکن ان کے لیے ایک متعین کنکشن کا طریقہ، ہم آہنگ پروٹیکشن آرکیٹیکچر، جہاں ضرورت ہو کنٹرول شدہ پری چارج، اور درست غلطی والے رویے کی ضرورت ہے۔

کنفیگریشن بیٹری کے سائز اور لے آؤٹ کو کیسے متاثر کرتی ہے۔

خلیات کو شامل کرنے سے توانائی میں اضافہ ہوتا ہے لیکن مکینیکل ڈیزائن میں بھی تبدیلی آتی ہے۔

سیریز اور متوازی اسمبلیاں متاثر کر سکتی ہیں:

• کل موٹائی

• چوڑائی اور لمبائی

• وزن

• کشش ثقل کا مرکز

• کیبل روٹنگ کی جگہ

• موڑ کا رداس

• گرمی کی کھپت

• سیل ایکسپینشن الاؤنس

• ڈراپ تحفظ

• کمپن مزاحمت

• سروس تک رسائی

• انکلوژر اسمبلی

ساتھ ساتھ رکھے ہوئے دو پاؤچ سیل ایک چوڑا، پتلا پیک بنا سکتے ہیں۔ ان کو اسٹیک کرنے سے زیادہ موٹائی کے ساتھ ایک چھوٹا سا نشان بن سکتا ہے۔

سیریز کے متوازی ڈھانچے کی بھی ضرورت ہو سکتی ہے:

• اضافی موصلیت

• مزید ویلڈ پوائنٹس

• ایک بڑا BMS

• وولٹیج سینس وائرنگ

• درجہ حرارت کے سینسر

• ایک مضبوط سپورٹ فریم

• زیادہ پیچیدہ پیک ریپنگ

• ٹیبز اور تحفظ کے اجزاء کے ارد گرد وقفہ کاری میں اضافہ

اس لیے برقی ترتیب کو دستیاب بیٹری کے کمپارٹمنٹ کے ساتھ مل کر منتخب کیا جانا چاہیے نہ کہ انکلوژر کو حتمی شکل دینے کے بعد۔

سیریز بمقابلہ متوازی: آپ کو کون سی ترتیب کا انتخاب کرنا چاہئے؟

ڈیوائس کے لیے مطلوبہ وولٹیج کے مطابق سیریز کی گنتی کا انتخاب کریں۔

مطلوبہ توانائی، رن ٹائم، موجودہ صلاحیت، جگہ اور وزن کے مطابق متوازی گنتی کا انتخاب کریں۔

ایک سلسلہ مرکوز ڈیزائن مناسب ہو سکتا ہے جب:

• ڈیوائس کو زیادہ ان پٹ وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔

• ایک موٹر یا ہیٹر زیادہ وولٹیج پر زیادہ موثر طریقے سے کام کرتا ہے۔

• سسٹم 1S پیک کی حد سے اوپر والی وولٹیج ریل کا استعمال کرتا ہے۔

• دی گئی پاور لیول کے لیے کم کرنٹ کو ترجیح دی جاتی ہے۔

• ڈیوائس میں پہلے سے ہی ایک ہم آہنگ ملٹی سیل چارجر شامل ہے۔

• پروڈکٹ کثیر سیریز BMS کو ایڈجسٹ کر سکتی ہے۔

ایک متوازی فوکسڈ ڈیزائن مناسب ہو سکتا ہے جب:

• پروڈکٹ کو 3.7 V برائے نام پلیٹ فارم رکھنا چاہیے۔

• طویل رن ٹائم درکار ہے۔

• ایک خلیہ کافی صلاحیت فراہم نہیں کر سکتا

• سیل کے توثیق شدہ آپریٹنگ حالات کے اندر مزید آؤٹ پٹ کرنٹ کی ضرورت ہے۔

• دیوار ایک سے زیادہ خلیات کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے

• چارجر اور تحفظ کا نظام نتیجے میں پیدا ہونے والی صلاحیت اور کرنٹ کو سپورٹ کرتا ہے۔

ایک سلسلہ-متوازی ڈیزائن موزوں ہو سکتا ہے جب:

• ڈیوائس کو زیادہ وولٹیج اور طویل رن ٹائم دونوں کی ضرورت ہے۔

• ایک واحد سیریز سٹرنگ مطلوبہ کرنٹ فراہم نہیں کر سکتی

• توانائی کی ضرورت ایک عملی واحد تار کی گنجائش سے زیادہ ہے۔

• خلائی سیل کی کئی جگہوں پر تقسیم ہونی چاہیے۔

• درخواست اضافی BMS اور اسمبلی کی پیچیدگی کا جواز پیش کرتی ہے۔

ZERNE's کسٹم لی پولیمر بیٹری سلوشنز ڈیوائس وولٹیج، صلاحیت، سائز، کرنٹ، کنیکٹر، اور تحفظ کی ضروریات پر مبنی سنگل سیل، ملٹی سیریز، متوازی اور سیریز کے متوازی ڈھانچے کو سپورٹ کرتے ہیں۔

بیٹری کی ترتیب کے انتخاب کا عملی عمل

1. ڈیوائس وولٹیج کی حد کی تصدیق کریں۔

شناخت کریں:

• کم از کم آپریٹنگ وولٹیج

• عام آپریٹنگ وولٹیج

• زیادہ سے زیادہ محفوظ ان پٹ وولٹیج

• اسٹارٹ اپ وولٹیج کی ضرورت

• شٹ ڈاؤن وولٹیج

• وولٹیج ریگولیٹر ان پٹ رینج

• موٹر، ​​ہیٹر، یا ایکچیویٹر وولٹیج

• چارجر ان پٹ اور آؤٹ پٹ وولٹیج

زیادہ سے زیادہ مکمل طور پر چارج شدہ پیک وولٹیج کو ہر منسلک اجزاء کی محفوظ حد کے اندر رہنا چاہیے۔

2. لوڈ پروفائل کی وضاحت کریں۔

ریکارڈ:

• اسٹینڈ بائی کرنٹ

• عام آپریٹنگ کرنٹ

• زیادہ سے زیادہ مسلسل کرنٹ

• چوٹی کرنٹ

• چوٹی کا دورانیہ

• اسٹارٹ اپ یا اسٹال کرنٹ

• روزانہ کام کرنے کا وقت

• رن ٹائم فی چارج درکار ہے۔

اکیلے اوسط کرنٹ سے یہ ظاہر نہیں ہو سکتا کہ سیل، BMS، اور کنیکٹر مختصر ہائی کرنٹ واقعات کی حمایت کر سکتے ہیں۔

3. مطلوبہ توانائی کا حساب لگائیں۔

پہلا تخمینہ استعمال کرتے ہوئے لگایا جا سکتا ہے:

Wh میں مطلوبہ توانائی = W میں اوسط طاقت × گھنٹوں میں آپریٹنگ وقت

ایک عملی ڈیزائن کو بھی حساب دینا چاہئے:

• وولٹیج کی تبدیلی کے نقصانات

• بیٹری کی عمر بڑھ رہی ہے۔

• کم درجہ حرارت کی صلاحیت کا نقصان

• ہائی لوڈ وولٹیج جھکنا

• ریزرو صلاحیت

• BMS کی کھپت

• ڈیوائس اسٹینڈ بائی کی کھپت

• اجازت شدہ خارج ہونے والی گہرائی

4. سیریز کاؤنٹ منتخب کریں۔

ڈیوائس وولٹیج کو پورا کرنے کے لیے درکار سیریز گروپس کی تعداد کا انتخاب کریں۔

صرف برائے نام وولٹیج استعمال نہ کریں۔ چیک کریں:

• زیادہ سے زیادہ چارج وولٹیج

• عام آپریٹنگ رینج

• BMS کٹ آف وولٹیج

• ڈیوائس انڈر وولٹیج کی حد

• چارجر وولٹیج

• اجزاء وولٹیج کی درجہ بندی

5. متوازی شمار منتخب کریں۔

اس بات کا تعین کریں کہ کتنی صلاحیت اور موجودہ ایک سیریز سٹرنگ فراہم کر سکتی ہے۔ متوازی خلیات صرف اس وقت شامل کریں جب توانائی، رن ٹائم، کرنٹ، یا پیکیجنگ کے لیے ضرورت ہو۔

مزید متوازی خلیات وزن، حجم، لاگت، ویلڈ پوائنٹس اور فالٹ انرجی بھی شامل کرتے ہیں۔

6. تحفظ کے نظام کو ڈیزائن کریں۔

تعریف:

• کیمسٹری

• سلسلہ شمار

• پیک کی گنجائش

• چارج کی موجودہ حد

• مسلسل خارج ہونے والا کرنٹ

• چوٹی کرنٹ اور دورانیہ

• اوور چارج کی حد

• حد سے زیادہ خارج ہونے والی حد

• حد سے زیادہ موجودہ حد

• شارٹ سرکٹ کا جواب

• درجہ حرارت کی حد

• توازن کی حکمت عملی

• مواصلات کی ضروریات

7. چارجر اور کنیکٹر کی تصدیق کریں۔

چارجر کو مکمل پیک سے مماثل ہونا چاہیے، جبکہ مین کنیکٹر اور تاروں کو اصل کرنٹ کو سپورٹ کرنا چاہیے۔

کنیکٹر سیریز، پولرٹی، پن آؤٹ، وائر گیج، کیبل کی لمبائی، اور بیلنس کنکشن کو نمونے تیار کرنے سے پہلے دستاویز کیا جانا چاہیے۔

8. نمونے بنائیں اور ٹیسٹ کریں۔

اصل ڈیوائس کے اندر توثیق مکمل کی جانی چاہیے۔

متعلقہ ٹیسٹ میں شامل ہوسکتا ہے:

• چارجنگ کی مطابقت

• مکمل چارج وولٹیج

• انفرادی سیریز-گروپ وولٹیج

• سیل بیلنسنگ

• رن ٹائم

• زیادہ سے زیادہ لوڈ وولٹیج ڈراپ

• چوٹی کا موجودہ جواب

• درجہ حرارت میں اضافہ

• BMS کٹ آف رویہ

• شارٹ سرکٹ تحفظ

• کنیکٹر ہیٹنگ

• کیبل روٹنگ

• انکلوژر فٹ

• ڈراپ اور کمپن کی کارکردگی

• بار بار سائیکل چلانا

• ذخیرہ اور خود خارج ہونے والے مادہ

دی لی پولیمر بیٹری کوالٹی کنٹرول سسٹم سیل ٹیسٹنگ، اسمبلی معائنہ، برقی تصدیق، اور تیار پیک کنٹرول کے بارے میں اضافی معلومات فراہم کرتا ہے۔

کام شدہ کنفیگریشن کی مثالیں۔

مثال 1: کومپیکٹ ٹریکنگ ڈیوائس

فرض کریں کہ ایک ٹریکر سنگل سیل وولٹیج پلیٹ فارم سے کام کرتا ہے اور اسے ایک 1000 mAh سیل سے زیادہ رن ٹائم کی ضرورت ہوتی ہے۔

ایک ممکنہ ترتیب یہ ہے:

• سیل: 3.7 V، 1000 mAh

• ساخت: 1S2P

• پیک وولٹیج: 3.7 V برائے نام

• پیک کی گنجائش: 2000 ایم اے ایچ

• برائے نام توانائی: 7.4 Wh

ڈیزائن سنگل سیل چارجنگ وولٹیج کو برقرار رکھتا ہے لیکن مشترکہ کرنٹ اور صلاحیت کے لیے موزوں پروٹیکشن سرکٹ اور کنیکٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔

مثال 2: پورٹیبل ڈیوائس جس کے لیے 7.4 V درکار ہے۔

فرض کریں کہ ایک ہینڈ ہیلڈ پروڈکٹ کو تقریباً 7.4 V اور 2000 mAh کی ضرورت ہے۔

3.7 V، 2000 mAh خلیات کا استعمال:

• ساخت: 2S1P

• پیک وولٹیج: 7.4 V برائے نام

• پیک کی گنجائش: 2000 ایم اے ایچ

• برائے نام توانائی: 14.8 Wh

• عام فل چارج وولٹیج: 8.4 V

پیک کے لیے 2S پروٹیکشن سسٹم اور 8.4 V لتیم آئن چارجنگ پروفائل درکار ہے۔

مثال 3: روبوٹ جس کو زیادہ وولٹیج اور صلاحیت کی ضرورت ہوتی ہے۔

فرض کریں کہ ایک روبوٹ کو 11.1 V برائے نام اور 4000 mAh کی ضرورت ہے۔ 2000 ایم اے ایچ سیلز کا استعمال:

• ساخت: 3S2P

• کل خلیات: 6

• پیک وولٹیج: 11.1 V برائے نام

• پیک کی گنجائش: 4000 ایم اے ایچ

• برائے نام توانائی: 44.4 Wh

• عام فل چارج وولٹیج: 12.6 V

BMS کو روبوٹ کے نارمل کرنٹ، سٹارٹ اپ اضافے، اور ممکنہ موٹر اسٹال کرنٹ کی حمایت کرتے ہوئے تین سیریز گروپس کی نگرانی کرنی چاہیے۔

عام سیریز اور متوازی بیٹری ڈیزائن کی غلطیاں

حسب ضرورت بیٹری پیک کے لیے فراہم کرنے کے لیے معلومات

مندرجہ ذیل معلومات دستیاب ہونے پر مینوفیکچرر سیریز اور متوازی ترتیب کو زیادہ درست طریقے سے جانچ سکتا ہے۔

ڈیوائس کی ضروریات

• مصنوعات کی قسم

• مطلوبہ ان پٹ وولٹیج کی حد

• زیادہ سے زیادہ محفوظ ان پٹ وولٹیج

• عام آپریٹنگ کرنٹ

• زیادہ سے زیادہ مسلسل کرنٹ

• چوٹی کرنٹ اور دورانیہ

• مطلوبہ رن ٹائم

• چارج کرنے کا طریقہ

• آپریٹنگ درجہ حرارت

• دستیاب بیٹری کی جگہ

• ٹارگٹ پیک وزن

بیٹری کی ضروریات

• ترجیحی کیمسٹری

• برائے نام پیک وولٹیج

• مطلوبہ صلاحیت

• توانائی کی ضرورت

• متوقع سیریز اور متوازی ترتیب

• سائیکل زندگی کا ہدف

• چارج کرنے کا وقت

• مطلوبہ خارج ہونے والی شرح

• کم یا زیادہ درجہ حرارت کی ضروریات

• ہائی وولٹیج سیل کی ضرورت

تحفظ کے تقاضے

• پی سی ایم یا بی ایم ایس

• زیادہ چارج اور زیادہ خارج ہونے والا تحفظ

• اوور کرنٹ اور شارٹ سرکٹ تحفظ

• درجہ حرارت کے سینسر کی تعداد اور مقام

• سیل بیلنسنگ

• فیول گیج

• اسٹیٹ آف چارج ڈسپلے

• SMBus، CAN، یا کوئی اور مواصلاتی پروٹوکول

• توثیق یا بیٹری کی شناخت

• فیوز یا برانچ کے تحفظ کی ضرورت

مکینیکل اور کنکشن کی ضروریات

• زیادہ سے زیادہ موٹائی، چوڑائی اور لمبائی

• سیل کا انتظام

• لپیٹنا یا لپیٹنا

• کنیکٹر بنانے والا اور حصہ نمبر

• قطبیت اور پن آؤٹ

• وائر گیج

• کیبل کی لمبائی

• بیلنس لیڈ

• این ٹی سی یا مواصلاتی تار

• بڑھتے ہوئے اور تناؤ سے نجات

• کمپن اور ڈراپ کی ضروریات

دی لیتھیم بیٹری پیک کو صرف وولٹیج اور mAh کی قدروں کے بجائے ایک مکمل سسٹم کے طور پر بیان کیا جانا چاہیے۔

نتیجہ

سیریز اور متوازی کنکشنز LiPo بیٹری پیک میں مختلف مقاصد کو پورا کرتے ہیں۔

ایک سیریز کا کنکشن پیک وولٹیج کو بڑھاتا ہے جبکہ ایک سیریز کے راستے کی Ah صلاحیت کو برقرار رکھتا ہے۔ ایک متوازی کنکشن ایک سیل کے وولٹیج کو برقرار رکھتا ہے جبکہ صلاحیت کو شامل کرتا ہے اور ممکنہ طور پر موجودہ صلاحیت کو بڑھاتا ہے۔ ایک سلسلہ-متوازی ڈھانچہ دونوں اثرات کو یکجا کرتا ہے۔

یہ برقی قواعد صرف نقطہ آغاز ہیں۔ تیار شدہ پیک میں زیادہ سے زیادہ چارج وولٹیج، واٹ گھنٹے، ڈیوائس لوڈ، سیل میچنگ، کرنٹ شیئرنگ، بیلنسنگ، بی ایم ایس کرنٹ، ٹمپریچر، وائرنگ، کنیکٹرز، چارجر کی مطابقت اور مکینیکل تحفظ کا بھی حساب ہونا چاہیے۔

ملٹی سیریز پیک کے لیے، پروٹیکشن سسٹم کو انفرادی سیریز-گروپ وولٹیجز کی نگرانی کرنی چاہیے اور سیریز کی درست گنتی سے مماثل ہونا چاہیے۔ متوازی ڈیزائن کے لیے، قریب سے مماثل خلیات اور کنٹرول شدہ موجودہ راستے ضروری ہیں۔ دونوں صورتوں میں، پیداوار سے پہلے پیک لیول اور ڈیوائس لیول ٹیسٹنگ کے ذریعے نظریاتی اقدار کی تصدیق کی جانی چاہیے۔

اکثر پوچھے گئے سوالات

کیا سیریز میں LiPo بیٹریاں جوڑنے سے صلاحیت میں اضافہ ہوتا ہے؟

یہ کل ذخیرہ شدہ توانائی اور پیک وولٹیج کو بڑھاتا ہے، لیکن Ah یا mAh کی درجہ بندی ایک سیریز کے راستے کی صلاحیت کے برابر رہتی ہے۔ سیریز میں دو 3.7 V، 1000 mAh سیل ایک 7.4 V، 1000 mAh پیک بناتے ہیں۔

کیا لیپو بیٹریوں کو متوازی طور پر جوڑنے سے وولٹیج میں اضافہ ہوتا ہے؟

نہیں۔ دو 3.7 V، 1000 mAh خلیے متوازی طور پر ایک 3.7 V، 2000 mAh پیک بناتے ہیں۔

2S2P اور 4S1P میں کیا فرق ہے؟

ایک 2S2P پیک میں دو سیریز گروپ ہوتے ہیں جن میں ہر گروپ میں دو متوازی سیل ہوتے ہیں۔ ایک 4S1P پیک میں سیریز میں چار خلیات ہوتے ہیں، اس لیے یہ دوگنا برائے نام وولٹیج فراہم کرتا ہے لیکن جب ایک جیسے خلیے استعمال کیے جاتے ہیں تو آدھی Ah صلاحیت فراہم کرتا ہے۔

کیا 2S2P پیک کو 2S یا 4S BMS کی ضرورت ہے؟

اسے عام طور پر 2S BMS کی ضرورت ہوتی ہے کیونکہ تحفظ کا نظام دو سیریز وولٹیج گروپس کی نگرانی کرتا ہے۔ BMS کو دو متوازی گروپوں کی کل صلاحیت، چارج کرنٹ، ڈسچارج کرنٹ، اور توازن کی ضروریات کو بھی سپورٹ کرنا چاہیے۔

کیا مختلف صلاحیت والے LiPo خلیات متوازی طور پر منسلک ہوسکتے ہیں؟

انہیں عام طور پر کسی OEM پیک میں نہیں ملایا جانا چاہیے جب تک کہ مکمل ڈیزائن کا خاص طور پر جائزہ نہ لیا جائے۔ صلاحیت، مزاحمت، عمر، یا حالت میں فرق موجودہ غیر مساوی اشتراک اور تیزی سے انحطاط پیدا کر سکتا ہے۔

کیا دو محفوظ LiPo بیٹری پیک متوازی طور پر منسلک ہو سکتے ہیں؟

صرف اس صورت میں جب بیٹری کا نظام متوازی ماڈیول آپریشن کے لیے بنایا گیا ہو۔ پیک وولٹیج کے فرق، ریورس کرنٹ، BMS تعامل، کنکشن کی ترتیب، اور برانچ پروٹیکشن سبھی پر توجہ دی جانی چاہیے۔

کیا متوازی خلیات کو شامل کرنے سے خارج ہونے والے کرنٹ کو دوگنا ہو جاتا ہے؟

یہ دستیاب کرنٹ میں اضافہ کر سکتا ہے جب یکساں سیل اور متوازن کرنٹ کے راستے استعمال کیے جائیں، لیکن محفوظ تیار شدہ پیک کرنٹ ابھی بھی BMS، ٹیبز، انٹر کنیکٹس، وائرنگ، کنیکٹر، درجہ حرارت، اور کرنٹ شیئرنگ رویے کے ذریعے محدود ہے۔

کون سی ترتیب طویل رن ٹائم فراہم کرتی ہے: سیریز یا متوازی؟

رن ٹائم کا تعین اکیلے S یا P شمار سے نہیں کیا جا سکتا۔ کل واٹ گھنٹے کا موازنہ کریں اور مکمل ڈیوائس کی جانچ کریں کیونکہ ان پٹ وولٹیج، تبادلوں کی کارکردگی، لوڈ رویہ، کٹ آف وولٹیج، درجہ حرارت، اور خارج ہونے والی شرح بھی قابل استعمال رن ٹائم کو متاثر کرتی ہے۔