इलेक्ट्रिक कार बैटरी कैसे काम करती है?

लिथियम-आयन बैटरी किसी भी प्रकार के इलेक्ट्रिक वाहन को शक्ति प्रदान करती है। शुरुआत से ही, इसने खुद को इलेक्ट्रिक वाहन बाजार में एक संदर्भ तकनीक के रूप में स्थापित किया है। यह काम किस प्रकार करता है? EDF नेटवर्क विशेषज्ञों द्वारा IZI आपको इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी के संचालन, विशेषताओं, फायदे और नुकसान के बारे में अद्यतन जानकारी प्रदान करेगा।

सारांश

इलेक्ट्रिक कार की बैटरी कैसे काम करती है

यदि कोई डीजल लोकोमोटिव ऊर्जा के रूप में गैसोलीन या डीजल ईंधन का उपयोग करता है, तो यह इलेक्ट्रिक वाहनों पर लागू नहीं होता है। वे अलग-अलग स्वायत्तता वाली बैटरी से लैस हैं, जिन्हें चार्जिंग स्टेशन पर चार्ज किया जाना चाहिए।

कोई भी इलेक्ट्रिक कार वास्तव में कई बैटरियों से सुसज्जित होती है:

• अतिरिक्त बैटरी;
• और एक ट्रैक्शन बैटरी.

उनकी भूमिका क्या है और वे कैसे काम करते हैं?

अतिरिक्त बैटरी

थर्मल इमेजर की तरह, इलेक्ट्रिक वाहन में एक अतिरिक्त बैटरी होती है। इस 12V बैटरी का उपयोग कार एक्सेसरीज़ को पावर देने के लिए किया जाता है।

यह बैटरी बिजली से चलने वाले विभिन्न उपकरणों का सही संचालन सुनिश्चित करती है, जैसे:

• बिजली की खिड़कियाँ;
• रेडियो ;
• विभिन्न इलेक्ट्रिक वाहन सेंसर।

इस प्रकार, इलेक्ट्रिक वाहन की सहायक बैटरी की खराबी कुछ खराबी का कारण बन सकती है।

ट्रैक्शन बैटरी

इलेक्ट्रिक वाहन का केंद्रबिंदु, ट्रैक्शन बैटरी, एक आवश्यक भूमिका निभाती है। दरअसल, यह चार्ज की गई ऊर्जा को चार्जिंग स्टेशन पर संग्रहीत करता है और यात्रा के दौरान इलेक्ट्रिक मोटर को शक्ति प्रदान करता है।

ट्रैक्शन बैटरी का संचालन काफी जटिल है, इसलिए यह तत्व इलेक्ट्रिक वाहन के सबसे महंगे घटकों में से एक है। यह लागत वर्तमान में दुनिया में इलेक्ट्रिक मोबिलिटी के विकास में भी बाधा बन रही है। कुछ डीलर इलेक्ट्रिक वाहन खरीदते समय ट्रैक्शन बैटरी लीज समझौता करने की पेशकश करते हैं।

लिथियम-आयन बैटरी अब तक इलेक्ट्रिक वाहनों में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली बैटरी है। अपने स्थायित्व, प्रदर्शन और सुरक्षा स्तर के कारण, यह वास्तव में अधिकांश निर्माताओं के लिए संदर्भ तकनीक है।

हालाँकि, इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए विभिन्न प्रकार की बैटरियाँ हैं:

• निकल कैडमियम बैटरी;
• निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरी;
• लिथियम बैटरी;
• लिथियम - ऑइन बैटरी।

इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए विभिन्न बैटरियों के लाभों की सारांश तालिका

विभिन्न प्रकार की बैटरियाँ	लाभ
कैडमियम निकल	उत्कृष्ट बैटरी जीवन के साथ हल्की बैटरी।
निकल धातु हाइड्राइड	कम प्रदूषण और उच्च ऊर्जा भंडारण क्षमता वाली हल्की बैटरी।
लिथियम	लगातार चार्जिंग और डिस्चार्जिंग। उच्च रेटेड वोल्टेज. महत्वपूर्ण द्रव्यमान और आयतन ऊर्जा घनत्व।
लिथियम आयन	उच्च विशिष्ट और आयतन ऊर्जा।

इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए विभिन्न बैटरियों के नुकसान की सारांश तालिका

विभिन्न प्रकार की बैटरियाँ	सीमाएं
कैडमियम निकल	चूंकि कैडमियम की विषाक्तता का स्तर बहुत अधिक है, इसलिए इस सामग्री का अब उपयोग नहीं किया जाता है।
निकल धातु हाइड्राइड	सामग्री महँगी है. भार के अनुपात में तापमान वृद्धि की भरपाई के लिए शीतलन प्रणाली की आवश्यकता होती है।
लिथियम	लिथियम रीसाइक्लिंग में अभी तक पूरी तरह से महारत हासिल नहीं हुई है। स्वचालित बिजली प्रबंधन होना चाहिए.
लिथियम आयन	ज्वलनशीलता की समस्या.

बैटरी प्रदर्शन

विद्युत मोटर की शक्ति किलोवाट (किलोवाट) इकाई में व्यक्त की जाती है। दूसरी ओर, किलोवाट-घंटा (kWh) उस ऊर्जा को मापता है जो एक इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी दे सकती है।

आप ऊष्मा इंजन की शक्ति (अश्वशक्ति में व्यक्त) की तुलना किलोवाट में व्यक्त विद्युत मोटर की शक्ति से कर सकते हैं।

हालाँकि, यदि आप सबसे लंबी बैटरी लाइफ वाले इलेक्ट्रिक वाहन में निवेश करना चाहते हैं, तो आपको kWh मीटरिंग की ओर रुख करना होगा।

बैटरी जीवन

आपके इलेक्ट्रिक वाहन के मॉडल के आधार पर, इसकी रेंज औसतन 100 से 500 किमी तक हो सकती है। दरअसल, इलेक्ट्रिक कार के रोजमर्रा के सरल उपयोग के लिए, जिससे आप बच्चों को स्कूल ले जा सकते हैं या पास में काम कर सकते हैं, कम बैटरी चार्ज पर्याप्त है। परिवहन का यह साधन सस्ता है।

एंट्री या मिड-रेंज मॉडल के अलावा, हाई-एंड मॉडल भी हैं जो बहुत अधिक महंगे हैं। इन कारों की कीमत काफी हद तक बैटरी परफॉर्मेंस से प्रभावित होती है।

हालाँकि, इस प्रकार का इलेक्ट्रिक वाहन आपकी ड्राइविंग शैली, सड़क के प्रकार, मौसम की स्थिति आदि के आधार पर 500 किमी तक की यात्रा कर सकता है।

लंबी यात्रा पर आपकी बैटरी की स्वायत्तता बनाए रखने के लिए, ईडीएफ नेटवर्क द्वारा आईजेडआई के पेशेवर आपको विशेष रूप से लचीली ड्राइविंग चुनने और बहुत कठिन त्वरण से बचने की सलाह देते हैं।

बैटरी रिचार्ज समय

ईडीएफ नेटवर्क द्वारा आईजेडआई के पेशेवर अन्य बातों के अलावा, इसका ध्यान रखेंगे इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए चार्जिंग स्टेशन की स्थापना . अपने इलेक्ट्रिक वाहन की बैटरी को रिचार्ज करने के लिए सभी मौजूदा समाधान खोजें:

• घरेलू सॉकेट 220 वी;
• फास्ट चार्जिंग वॉलबॉक्स के लिए सॉकेट;
• और एक तेज़ चार्जिंग स्टेशन।

घरेलू सॉकेट 220 वी

घर पर, आप 220 वी के लिए घरेलू सॉकेट स्थापित कर सकते हैं। चार्जिंग का समय 10 से 13 घंटे तक है। फिर आप अपनी कार को रात भर चार्ज कर सकते हैं ताकि आप दिन के दौरान इसका उपयोग कर सकें।

वॉलबॉक्स फास्ट चार्जिंग सॉकेट

यदि आप तेज़ चार्जिंग सॉकेट चुनते हैं, जिसे वॉलबॉक्स भी कहा जाता है, तो चार्जिंग समय कम हो जाएगा:

• 4 बजे संस्करण 32ए में;
• संस्करण 8ए में 10 या 16 बजे।

फास्ट चार्जिंग स्टेशन

कॉन्डोमिनियम पार्किंग स्थल या सुपरमार्केट और बिजनेस पार्किंग स्थल में, आप अपनी कार को फास्ट चार्जिंग स्टेशन पर भी चार्ज कर सकते हैं। निस्संदेह, इस उपकरण की लागत सबसे अधिक है।

हालाँकि, बैटरी चार्जिंग का समय बहुत तेज़ है: इसमें 30 मिनट लगते हैं।

इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी चार्जिंग उपकरण के लिए मूल्य सारांश तालिका

बैटरी चार्जिंग उपकरण का प्रकार	कीमत (इंस्टॉलेशन को छोड़कर)
फास्ट चार्जिंग कनेक्टर	लगभग 600 यूरो
फास्ट चार्जिंग स्टेशन	लगभग €900

लिथियम-आयन बैटरी कैसे काम करती है?

इस प्रकार की बैटरी के संचालन का सिद्धांत जटिल है। इलेक्ट्रॉन बैटरी के अंदर घूमते हैं, जिससे दोनों इलेक्ट्रोडों के बीच संभावित अंतर पैदा होता है। एक इलेक्ट्रोड ऋणात्मक है, दूसरा धनात्मक है। वे एक इलेक्ट्रोलाइट में डूबे हुए हैं: आयनिक चालकता वाला एक तरल।

निर्वहन चरण

जब बैटरी किसी इलेक्ट्रिक वाहन को शक्ति प्रदान करती है, तो नकारात्मक इलेक्ट्रोड संग्रहीत इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है। फिर वे एक बाहरी सर्किट के माध्यम से सकारात्मक इलेक्ट्रोड से जुड़े होते हैं। यह डिस्चार्ज चरण है.

चार्जिंग चरण

जब बैटरी को चार्जिंग स्टेशन या संगत पावर आउटलेट पर चार्ज किया जाता है, तो विपरीत प्रभाव होता है। इस प्रकार, रिचार्जिंग डिवाइस द्वारा प्रेषित ऊर्जा सकारात्मक इलेक्ट्रोड में मौजूद इलेक्ट्रॉनों को नकारात्मक इलेक्ट्रोड में स्थानांतरित कर देती है। 

बीएमएस बैटरी: परिभाषा और संचालन

बीएमएस (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) सॉफ्टवेयर उन मॉड्यूल और तत्वों को नियंत्रित करता है जो ट्रैक्शन बैटरी बनाते हैं। यह प्रबंधन प्रणाली आपको बैटरी की निगरानी करने और उसके जीवन को अनुकूलित करने की अनुमति देती है।

जब बैटरी ख़राब हो जाती है, तो बीएमएस भी ख़राब हो जाता है। हालाँकि, कुछ ईवी निर्माता बीएमएस रीप्रोग्रामिंग सेवा प्रदान करते हैं। इस प्रकार, एक सॉफ्ट रीसेट उस स्थिति को ध्यान में रख सकता है जिसमें बैटरी समय टी में है।

इलेक्ट्रिक कार बैटरी कितनी विश्वसनीय है?

लिथियम-आयन बैटरी अपनी विश्वसनीयता के लिए प्रसिद्ध है। हालाँकि, सावधान रहें, विशेष रूप से चार्जिंग मोड इसके स्थायित्व को प्रभावित कर सकता है। इसके अलावा, सभी मामलों में समय के साथ बैटरी जीवन और प्रदर्शन में गिरावट आती है।

जब एक इलेक्ट्रिक कार टूट जाती है, तो इसका कारण बहुत कम ही बैटरी होती है। दरअसल, सर्दियों में, आप जल्दी से महसूस करेंगे कि आपकी इलेक्ट्रिक कार को ठंड के बावजूद, डीजल लोकोमोटिव के विपरीत शुरू करने में कोई समस्या नहीं है।

लिथियम-आयन बैटरियां समय के साथ खराब क्यों हो जाती हैं?

जब कोई इलेक्ट्रिक वाहन कई किलोमीटर तक चलता है तो बैटरी की परफॉर्मेंस धीरे-धीरे कम होने लगती है। फिर दो कारक हैं:

• कम बैटरी जीवन;
• विस्तारित बैटरी चार्जिंग समय।

इलेक्ट्रिक कार की बैटरी कितनी तेजी से पुरानी होती है?

बैटरी की उम्र बढ़ने की दर विभिन्न कारकों से प्रभावित हो सकती है:

• इलेक्ट्रिक वाहन भंडारण की स्थिति (गैरेज में, सड़क पर, आदि);
• ड्राइविंग शैली (इलेक्ट्रिक कार के साथ, पर्यावरण-अनुकूल ड्राइविंग को प्राथमिकता दी जाती है);
• तेज़ चार्जिंग स्टेशनों पर चार्जिंग की आवृत्ति;
• उस क्षेत्र में मौसम की स्थिति जहां आप सबसे अधिक ड्राइव करते हैं।

इलेक्ट्रिक वाहन की बैटरी लाइफ को कैसे अनुकूलित करें?

ऊपर उल्लिखित कारकों को ध्यान में रखते हुए, ट्रैक्शन बैटरी की सेवा जीवन को अनुकूलित करना संभव है। किसी भी समय, निर्माता या कोई विश्वसनीय तृतीय पक्ष बैटरी के एसओएच (स्वास्थ्य स्थिति) का निदान और माप कर सकता है। इस माप का उपयोग बैटरी की स्थिति का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है।

एसओएच परीक्षण के समय बैटरी की अधिकतम क्षमता की तुलना बैटरी की नई होने पर उसकी अधिकतम क्षमता से करता है।

पुनर्चक्रण: इलेक्ट्रिक कार बैटरी का दूसरा जीवन

इलेक्ट्रिक वाहन क्षेत्र में लिथियम-आयन बैटरियों के पुनर्चक्रण का मुद्दा इलेक्ट्रिक वाहनों में एक बड़ी समस्या बनी हुई है। वास्तव में, यदि एक इलेक्ट्रिक कार डीजल लोकोमोटिव (हाइड्रोकार्बन उत्पादन की एक समस्या) की तुलना में अधिक स्वच्छ है, क्योंकि यह नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करती है, तो बिजली, लिथियम की पुनर्प्राप्ति और प्रसंस्करण एक समस्या है।

पर्यावरण के मुद्दे

एक इलेक्ट्रिक कार बैटरी में कई किलोग्राम लिथियम हो सकता है। कोबाल्ट और मैंगनीज जैसी अन्य सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। बैटरी निर्माण में उपयोग के लिए इन तीन अलग-अलग प्रकार की धातुओं का खनन और प्रसंस्करण किया जाता है।

लिथियम

इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियों के विकास में उपयोग किए जाने वाले दो-तिहाई लिथियम संसाधन दक्षिण अमेरिका (बोलीविया, चिली और अर्जेंटीना) के नमकीन रेगिस्तानों से आते हैं।

लिथियम को निकालने और संसाधित करने के लिए बड़ी मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप:

• भूजल और नदियों का सूखना;
• मिट्टी का प्रदूषण;
• और पर्यावरणीय उल्लंघन, जैसे स्थानीय आबादी में विषाक्तता और गंभीर बीमारियों में वृद्धि।

कोबाल्ट

विश्व का आधे से अधिक कोबाल्ट उत्पादन कांगो की खदानों से होता है। उत्तरार्द्ध विशेष रूप से इस संबंध में विशिष्ट है:

• खनन सुरक्षा स्थितियाँ;
• कोबाल्ट के निष्कर्षण के लिए बच्चों का शोषण।

पुनर्चक्रण क्षेत्र में देरी: स्पष्टीकरण

यदि उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में लिथियम-आयन बैटरी 1991 से बेची जा रही है, तो इस सामग्री के लिए रीसाइक्लिंग चैनल बहुत बाद में विकसित होने लगे।

यदि लिथियम को शुरू में पुनर्नवीनीकरण नहीं किया गया था, तो इसका मुख्य कारण यह था:

• इसकी महान उपलब्धता के बारे में;
• इसके निष्कर्षण की कम लागत;
• संग्रह का स्तर काफी कम रहा।

हालाँकि, इलेक्ट्रोमोबिलिटी के विकास के साथ, आपूर्ति की ज़रूरतें तीव्र गति से बदल रही हैं, इसलिए एक कुशल रीसाइक्लिंग चैनल की आवश्यकता है। आज, औसतन 65% लिथियम बैटरियों का पुनर्चक्रण किया जाता है।

लिथियम पुनर्चक्रण समाधान

आज, डीजल इंजनों की तुलना में अप्रचलित इलेक्ट्रिक वाहन कम हैं। इससे वाहनों और प्रयुक्त बैटरी घटकों को लगभग पूरी तरह से नष्ट करना संभव हो जाता है।

इस प्रकार, लिथियम के साथ-साथ एल्यूमीनियम, कोबाल्ट और तांबे को एकत्र और पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है।

अक्षुण्ण बैटरियाँ एक भिन्न सर्किट का अनुसरण करती हैं। वास्तव में, यदि वे कभी-कभी ड्राइवरों को उचित प्रदर्शन और रेंज प्रदान करने के लिए पर्याप्त शक्ति का उत्पादन नहीं करते हैं, तो इसका मतलब यह नहीं है कि वे अब काम नहीं कर रहे हैं। इस प्रकार, उन्हें दूसरा जीवन दिया जाता है। फिर उनका उपयोग स्थिर उपयोग के लिए किया जाता है:

• इमारतों में नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों (सौर, पवन, आदि) को संग्रहीत करना;
• फास्ट चार्जिंग स्टेशनों को बिजली देने के लिए।

बिजली क्षेत्र ने अभी तक इन सामग्रियों का विकल्प खोजने या उन्हें किसी अन्य तरीके से खनन करने के लिए नवाचार नहीं किया है।

इलेक्ट्रिक कार चार्जिंग स्टेशन स्थापित करना