एसी/डीसी: ईवी चार्जिंग के मूल सिद्धांतों की व्याख्या

आईसीई वाहन रखना और ईंधन भरने की प्रक्रिया के विवरण के बारे में ज्यादा जानकारी न होना कोई बड़ी बात नहीं है - यह इतना सीधा है कि इससे वास्तव में कोई फर्क नहीं पड़ता। हालाँकि, इलेक्ट्रिक कारों के मामले में यह निश्चित रूप से सलाह दी जाती है कि आप चार्जिंग प्रक्रिया से परिचित हों, क्योंकि इसका उपयोगकर्ता अनुभव पर प्रभाव पड़ता है।

जब आप ईंधन भरवा रहे होते हैं तो आप दो से तीन मिनट तक प्रतीक्षा करते हैं, आप प्राप्त ईंधन की मात्रा के अनुसार राशि का भुगतान करते हैं और आप जाने के लिए तैयार हैं। हालाँकि, यदि आपके पास एक इलेक्ट्रिक कार है, तो अक्सर "ईंधन स्टेशन" आपका अपना घर होता है और आपको अपने इलेक्ट्रिक इंस्टॉलेशन और अपनी कार में लगे उपकरणों के बारे में जानकारी होनी चाहिए। और जब आप सार्वजनिक चार्जिंग स्टेशनों पर चार्ज करते हैं, तो कुछ चीजें भी होती हैं जिन्हें आपको जानना आवश्यक है, उदाहरण के लिए चार्जर और आपकी कार की अधिकतम चार्जिंग पावर। आइए चार्जिंग विषय को स्पष्ट करने का प्रयास करें।

एसी चार्जिंग

इलेक्ट्रिक वाहन में होने वाले अधिकांश चार्जिंग सत्र इसी प्रकार के होते हैं। सिद्धांत सरल है. घरेलू या सार्वजनिक इंटरफ़ेस, दोनों एसी करंट प्रदान करते हैं। वाहन का ऑन-बोर्ड चार्जर बैटरी को चार्ज करने के लिए एसी बिजली को डीसी में परिवर्तित करता है।

अपनी कार की अधिकतम चार्जिंग शक्ति निर्धारित करने के लिए हमें दो बातें जानने की जरूरत है। सबसे पहले, हमारे घरेलू इलेक्ट्रिक इंस्टॉलेशन या सार्वजनिक इंटरफ़ेस के इलेक्ट्रिक विनिर्देश और कार के ऑन-बोर्ड चार्जर के प्रासंगिक विनिर्देश।

घरेलू विद्युत संस्थापन एक चरण या तीन चरण का हो सकता है। 1-चरण शक्ति की गणना इस प्रकार की जाती है: P= V * I. 1-चरण वोल्टेज इस पर निर्भर करता है कि आप कहाँ रहते हैं और यूरोप में यह 230V है। इसे करंट से गुणा करने पर हमारे पास चार्जिंग शक्ति होती है जो विद्युत संस्थापन प्रदान कर सकता है।

उदाहरण के लिए यदि हमारे पास 230V वोल्टेज और 32A करंट है, तो चार्जिंग पावर 7.36 kW (230V * 32A) है। 3-फेज बिजली के मामले में, 400V वोल्टेज और 32A करंट के साथ, चार्जिंग पावर की गणना निम्नानुसार की जाती है: P= V * I * √3 = 400V * 32A * 1.732 = 22 किलोवाट। यह स्पष्ट है कि 3-चरण विद्युत संस्थापन 1-चरण संस्थापन की तुलना में बहुत अधिक शक्ति प्रदान कर सकता है।

चलो अब कार की ओर चलते हैं। यदि ऑन-बोर्ड चार्जर इलेक्ट्रिक इंस्टालेशन से मेल खाता है, तो कार को दी जाने वाली बिजली समान होगी। उदाहरण के लिए, यदि आपके पास 22 किलोवाट वैकल्पिक ऑन-बोर्ड चार्जर के साथ मर्सिडीज-बेंज ईक्यूएस है, तो आप उपरोक्त 3-चरण विद्युत स्थापना का पूरा लाभ उठा सकते हैं और संबंधित वॉलबॉक्स का उपयोग करके अपनी कार को 22 किलोवाट से चार्ज कर सकते हैं। दुर्भाग्य से, यदि आपके पास 3-चरण की स्थापना है और आप अपनी कार को सामान्य 10A करंट वाले शुको (टाइप एफ) प्लग से जोड़ते हैं, तो आपको मात्र 2.3 किलोवाट मिलेगा।

अपनी कार के लिए आवश्यक चार्जिंग समय की गणना करने के लिए, आपको kWh में अपनी बैटरी की शुद्ध ऊर्जा सामग्री और शुद्ध चार्जिंग पावर की आवश्यकता होगी। यदि आपके पास 50kWh बैटरी, 11kW का ऑन-बोर्ड चार्जर और 94% की सामान्य चार्जर दक्षता वाली कार है, तो आवश्यक चार्जिंग समय 50/(11*0.94)= 4 घंटे और 50 मिनट है। हालाँकि यह सैद्धांतिक है और यह वास्तविकता के कितना करीब हो सकता है या नहीं, यह तथाकथित चार्जिंग वक्र पर निर्भर करता है जो वाहन पर निर्भर है। आमतौर पर घरेलू इंस्टॉलेशन और उनके कम आउटपुट के साथ आप अपेक्षित संख्या के काफी करीब आ जाएंगे।

डीसी चार्जिंग

डीसी चार्जिंग क्षेत्र में, चीजें बहुत सरल हैं। चूंकि डीसी चार्जर डीसी करंट प्रदान करता है और ईवी बैटरी भी डीसी है, तो इस प्रक्रिया में ऑन-बोर्ड चार्जर अप्रासंगिक है। बैटरी को प्राप्त होने वाली अधिकतम चार्जिंग शक्ति दो कारकों पर निर्भर करती है - इसकी विशिष्टताएँ और रैपिड चार्जर की क्षमता।

सामान्य तौर पर, ईवी बैटरियां 400V वोल्टेज का उपयोग करती हैं, लेकिन हाल ही में आधुनिक ईवी 800V+ आर्किटेक्चर का उपयोग करती हैं, जिसके कुछ उदाहरण पोर्शे टायकन, ऑडी ई-ट्रॉन जीटी, हुंडई इओनीक 5, किआ ईवी6 और ल्यूसिड एयर हैं। ये कारें संबंधित 800V चार्जर के साथ 350 किलोवाट तक की चार्जिंग पावर की अनुमति देती हैं।

चार्जिंग दरें निर्धारित करने में थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। अधिकांश आधुनिक वाहनों में लिक्विड-कूल्ड बैटरी सिस्टम की सुविधा होती है, जो तेज़ चार्जिंग के दौरान उत्पन्न तीव्र गर्मी के प्रबंधन के लिए एक आवश्यकता है। इसके विपरीत, निष्क्रिय वायु शीतलन पर निर्भर मॉडल आमतौर पर बैटरी पैक को ओवरहीटिंग से बचाने के लिए अपने डीसी चार्जिंग आउटपुट को 50kW पर सीमित करते हैं।

बैटरी की गिरावट को कम करने के लिए, ईवी निर्माता आमतौर पर डीसी चार्जिंग को 80% अंक पर रोकने की सलाह देते हैं। यह अनुशंसा दक्षता से भी प्रेरित है, क्योंकि चार्जिंग दर इस बिंदु से तेजी से गिरती है, जिससे पूर्ण चार्ज तक पहुंचने के लिए आवश्यक अतिरिक्त समय काफी हद तक अव्यावहारिक हो जाता है।

एक खोया हुआ मौका (?)

यदि इलेक्ट्रिक वाहन विशेष रूप से डीसी पावर पर निर्भर हों तो चार्जिंग प्रक्रिया काफी सरल होगी। हालांकि यह विचार बहस छेड़ सकता है, लेकिन केवल डीसी दृष्टिकोण अपनाने से ऑन-बोर्ड चार्जर की आवश्यकता समाप्त हो जाएगी। इस परिवर्तन के परिणामस्वरूप हल्के, अधिक किफायती वाहन होंगे और मालिकों को अपने ट्रंक या फ्रंक में चार्जिंग केबल रखने के बोझ से मुक्ति मिलेगी।

घरेलू चार्जिंग सेटअप में, उपयोगकर्ता एसी वॉलबॉक्स के प्रदर्शन से मेल खाते हुए, 22kW तक बिजली पहुंचाने में सक्षम डीसी वॉलबॉक्स स्थापित करेंगे। जबकि डीसी आवासीय वॉलबॉक्स आज बाजार में हैं, वर्तमान में उनकी कीमत उनके एसी समकक्षों की तुलना में लगभग पांच से सात गुना अधिक है। हालाँकि, यदि प्रत्येक निर्माता विशेष रूप से डीसी चार्जिंग के लिए प्रतिबद्ध है, तो पैमाने की अर्थव्यवस्थाएं प्रभावित होंगी, जिससे घरेलू उपयोग वाले डीसी चार्जर की कीमत नाटकीय रूप से कम हो जाएगी।

कोई यह तर्क दे सकता है कि इस विकल्प को ई-मोबिलिटी आंदोलन की शुरुआत में ही तय कर लिया जाना चाहिए था, फिर भी यह अनसुलझा है। नतीजतन, यह समग्र रूप से ई-मोबिलिटी को आगे बढ़ाने के लिए शायद सबसे महत्वपूर्ण चूक गया मौका है।