একটি বৈদ্যুতিক গাড়ি একটি ব্যাটারি এবং একটি মোটর একত্রিত করার মতোই সহজ

সময় সঠিক এবং স্থান সঠিক, এবং সমস্ত চীনা বৈদ্যুতিক যানবাহন কোম্পানি দখল করা হয়. চীন বিশ্বের বৈদ্যুতিক যান শিল্পের কেন্দ্র হয়ে উঠেছে বলে মনে হচ্ছে।

প্রকৃতপক্ষে, জার্মানিতে, যদি আপনার ইউনিট চার্জিং পাইলস সরবরাহ না করে, তবে আপনাকে নিজের একটি কিনতে হতে পারে। দোরগোড়ায় যাইহোক, আমরা সবসময় আলোচনা করি কেন এত চমৎকার জার্মান গাড়ি কোম্পানি টেসলা তৈরি করতে পারে না, এবং এখন কারণ খুঁজে পাওয়া কঠিন নয়।

2014 সালে, মিউনিখের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটির অধ্যাপক লিয়েনক্যাম্প একটি নতুন বই "বৈদ্যুতিক গতিশীলতা 2014" প্রকাশ করেন, যা বিনামূল্যে এবং সমাজের জন্য উন্মুক্ত, এবং বলেছিলেন: "যদিও বৈদ্যুতিক গাড়ির বিভিন্ন ত্রুটি রয়েছে, আমি এমন একটি গাড়ি দেখিনি যা ইতিমধ্যেই একটি বৈদ্যুতিক গতিশীলতার মালিক। গাড়ির চালক, ঐতিহ্যবাহী গাড়ির আলিঙ্গনে পুনরায় প্রবেশ করুন। এমনকি সবচেয়ে সাধারণ বৈদ্যুতিক গাড়িও আপনাকে ড্রাইভ করার আনন্দ নিয়ে আসে, যা একটি পেট্রল গাড়ির সাথে তুলনা করা যায় না।" এই ধরনের একটি গাড়ী সত্যিই গাড়ী মালিক ঐতিহ্যগত গাড়ী অস্ত্রের মধ্যে ফিরে নিক্ষেপ নবায়ন না করতে পারেন?

আমরা সবাই জানি, বৈদ্যুতিক গাড়ির হৃৎপিণ্ড হল ব্যাটারি।

একটি সাধারণ বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য, ইউরোপীয় মান পরীক্ষার অধীনে, প্রতি 100 কিলোমিটারে শক্তি খরচ প্রায় 17kWh, অর্থাৎ, 17 kWh। ডঃ টমাস পেস সর্বোত্তম কনফিগারেশনের অধীনে কমপ্যাক্ট যানবাহনের শক্তি খরচ অধ্যয়ন করেছেন। খরচ বিবেচনা না করে, বিদ্যমান উপলব্ধ প্রযুক্তি ব্যবহার করে প্রাপ্ত প্রতি 100 কিলোমিটারে সর্বোত্তম শক্তি খরচ 15kWh-এর চেয়ে সামান্য বেশি। এর মানে হল যে স্বল্পমেয়াদে, গাড়ির দক্ষতাকে অপ্টিমাইজ করে শক্তি খরচ কমানোর চেষ্টা করা, এমনকি অতিরিক্ত খরচ বিবেচনা না করে, শক্তি সঞ্চয় প্রভাব তুলনামূলকভাবে ছোট।

উদাহরণ হিসেবে টেসলার 85kWh ব্যাটারি প্যাক নিন। নামমাত্র ড্রাইভিং দূরত্ব 500 কিমি। বিভিন্ন প্রচেষ্টার মাধ্যমে যদি শক্তি খরচ 15kWh/100km-এ হ্রাস করা হয়, তাহলে ড্রাইভিং দূরত্ব 560km-এ বাড়ানো যেতে পারে। অতএব, এটা বলা যেতে পারে যে গাড়ির ব্যাটারি লাইফ ব্যাটারি প্যাকের ক্ষমতার সমানুপাতিক এবং সমানুপাতিক সহগ তুলনামূলকভাবে স্থির। এই দৃষ্টিকোণ থেকে, বৈদ্যুতিক যানের কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য উচ্চ শক্তির ঘনত্বের ব্যাটারির ব্যবহার (উভয় শক্তি Wh/kg প্রতি ইউনিট ওজন এবং শক্তি Wh/L প্রতি ইউনিট ভলিউম বিবেচনা করা প্রয়োজন)। বৈদ্যুতিক যানবাহন, ব্যাটারি মোট ওজনের একটি বড় অংশ দখল করে।

সব ধরনের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি হল সবচেয়ে প্রত্যাশিত এবং সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত ব্যাটারি। অটোমোবাইলে ব্যবহৃত লিথিয়াম ব্যাটারিগুলির মধ্যে প্রধানত নিকেল কোবাল্ট লিথিয়াম ম্যাঙ্গানেট টারনারি ব্যাটারি (এনসিএম), নিকেল কোবাল্ট লিথিয়াম অ্যালুমিনেট ব্যাটারি (এনসিএ) এবং লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি (এলপিএফ) অন্তর্ভুক্ত।

1. নিকেল-কোবাল্ট লিথিয়াম ম্যাঙ্গানেট টারনারি ব্যাটারি এনসিএমকম তাপ উৎপাদনের হার, অপেক্ষাকৃত ভালো স্থিতিশীলতা, দীর্ঘ জীবন এবং 150-220Wh/kg শক্তির ঘনত্বের কারণে বিদেশে অনেক বৈদ্যুতিক যান ব্যবহার করে।

2. NCA নিকেল-কোবল্ট অ্যালুমিনেট লিথিয়াম ব্যাটারি

টেসলা এই ব্যাটারি ব্যবহার করে। শক্তির ঘনত্ব বেশি, 200-260Wh/kg, এবং শীঘ্রই 300Wh/kg-এ পৌঁছাবে বলে আশা করা হচ্ছে। প্রধান সমস্যা হল এই মুহূর্তে শুধুমাত্র প্যানাসনিক এই ব্যাটারি তৈরি করতে পারে, দাম বেশি, এবং তিনটি লিথিয়াম ব্যাটারির মধ্যে নিরাপত্তা সবচেয়ে খারাপ, যার জন্য উচ্চ-পারফরম্যান্স তাপ অপচয় এবং ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম প্রয়োজন।

3. LPF লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি পরিশেষে, আসুন গৃহস্থালী বৈদ্যুতিক যানবাহনে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত LPF ব্যাটারিটি দেখি৷ এই ধরনের ব্যাটারির সবচেয়ে বড় অসুবিধা হল শক্তির ঘনত্ব খুবই কম, যা শুধুমাত্র 100-120Wh/kg এ পৌঁছাতে পারে। এছাড়াও, এলপিএফ-এর উচ্চ স্ব-স্রাবের হারও রয়েছে। এর কিছুই ইভি নির্মাতাদের কাঙ্ক্ষিত নয়। চীনে LPF-এর ব্যাপকভাবে গ্রহণ করা দামি ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট এবং কুলিং সিস্টেমের জন্য গার্হস্থ্য নির্মাতাদের দ্বারা করা একটি আপস-এর মতো - LPF ব্যাটারির খুব উচ্চ স্থিতিশীলতা এবং নিরাপত্তা রয়েছে এবং দুর্বল ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম এবং দীর্ঘ ব্যাটারি লাইফ থাকা সত্ত্বেও স্থিতিশীল অপারেশন নিশ্চিত করতে পারে। এই বৈশিষ্ট্য দ্বারা আনা আরেকটি সুবিধা হল যে কিছু LPF ব্যাটারির অত্যন্ত উচ্চ ডিসচার্জ পাওয়ার ঘনত্ব রয়েছে, যা গাড়ির গতিশীল কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে। উপরন্তু, LPF ব্যাটারির দাম তুলনামূলকভাবে কম, তাই এটি দেশীয় বৈদ্যুতিক যানবাহনের বর্তমান স্বল্প-মূল্য এবং কম দামের কৌশলের জন্য উপযুক্ত। তবে এটি ভবিষ্যতের ব্যাটারি প্রযুক্তি হিসাবে জোরালোভাবে বিকশিত হবে কিনা তা নিয়ে এখনও প্রশ্ন চিহ্ন রয়েছে।

একটি গড় বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারি কত বড় হওয়া উচিত? এটি কি সিরিজ এবং সমান্তরালে হাজার হাজার টেসলা ব্যাটারি সহ একটি ব্যাটারি প্যাক, নাকি BYD থেকে কয়েকটি বড় ব্যাটারি দিয়ে তৈরি একটি ব্যাটারি প্যাক? এটি একটি আন্ডার-রিসার্চ প্রশ্ন, এবং বর্তমানে কোন নির্দিষ্ট উত্তর নেই। শুধুমাত্র বড় কোষ এবং ছোট কোষের সমন্বয়ে গঠিত ব্যাটারি প্যাকের বৈশিষ্ট্যগুলি এখানে উপস্থাপন করা হয়েছে।

যখন ব্যাটারি ছোট হয়, তখন ব্যাটারির মোট তাপ অপচয় ক্ষেত্রটি তুলনামূলকভাবে বড় হবে এবং পুরো ব্যাটারি প্যাকের তাপমাত্রা একটি যুক্তিসঙ্গত তাপ অপচয় ডিজাইনের মাধ্যমে কার্যকরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে যাতে উচ্চ তাপমাত্রাকে ত্বরান্বিত করা এবং হ্রাস করা থেকে বিরত করা যায়। ব্যাটারির জীবন। সাধারণত, ছোট একক ক্ষমতার ব্যাটারির শক্তি এবং শক্তির ঘনত্ব বেশি হবে। সবশেষে, এবং আরও গুরুত্বপূর্ণভাবে, সাধারণভাবে বলতে গেলে, একটি একক ব্যাটারিতে যত কম শক্তি থাকবে, পুরো গাড়ির নিরাপত্তা তত বেশি। একটি ব্যাটারি প্যাক একটি বড় সংখ্যক ছোট কোষ দ্বারা গঠিত, এমনকি যদি একটি একক কোষ ব্যর্থ হয়, এটি খুব বেশি সমস্যা সৃষ্টি করবে না। কিন্তু বেশি ক্ষমতাসম্পন্ন ব্যাটারির ভেতরে কোনো সমস্যা হলে নিরাপত্তার ঝুঁকি অনেক বেশি। অতএব, বড় কোষগুলির জন্য আরও সুরক্ষা ডিভাইসের প্রয়োজন হয়, যা বড় কোষগুলির সমন্বয়ে গঠিত ব্যাটারি প্যাকের শক্তির ঘনত্বকে আরও কমিয়ে দেয়।

তবে, টেসলার সমাধানের সাথে, অসুবিধাগুলিও সুস্পষ্ট। হাজার হাজার ব্যাটারির জন্য একটি অত্যন্ত জটিল ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম প্রয়োজন এবং অতিরিক্ত খরচকে অবমূল্যায়ন করা যাবে না। ভক্সওয়াগেন ই-গল্ফে ব্যবহৃত বিএমএস (ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম), একটি সাব-মডিউল যা 12টি ব্যাটারি পরিচালনা করতে সক্ষম, এর দাম $17। টেসলার ব্যবহৃত ব্যাটারির সংখ্যার অনুমান অনুসারে, স্ব-উন্নত BMS-এর খরচ কম হলেও, BMS-এ টেসলার বিনিয়োগের খরচ 5,000 মার্কিন ডলারের বেশি, যা ব্যাটারির খরচের 5%-এর বেশি। পুরো যানবাহন। এই দৃষ্টিকোণ থেকে, এটা বলা যাবে না যে একটি বড় ব্যাটারি ভাল নয়। যে ক্ষেত্রে BMS-এর দাম উল্লেখযোগ্যভাবে কমানো হয়নি, ব্যাটারি প্যাকের আকার গাড়ির অবস্থান অনুযায়ী নির্ধারণ করা উচিত।

বৈদ্যুতিক যানবাহনের আরেকটি মূল প্রযুক্তি হিসাবে, মোটরটি প্রায়শই আলোচনার কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়, বিশেষ করে টেসলার তরমুজ-আকারের মোটর যা স্পোর্টস কার পারফরম্যান্স সহ, যা আরও বেশি চমকপ্রদ টর্ক হল 600Nm, এবং সর্বোচ্চ শক্তি একটি উচ্চ-গতির EMU-এর একক মোটরের শক্তির কাছাকাছি)। জার্মান স্বয়ংচালিত শিল্পের কিছু গবেষক নিম্নরূপ মন্তব্য করেছেন:

টেসলা প্রচলিত উপাদান ছাড়া প্রায় কিছুই ব্যবহার করে না (অ্যালুমিনিয়াম বডি,প্রপালশনের জন্য অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটর, বাতাসের সাথে প্রচলিত চ্যাসিস প্রযুক্তিসাসপেনশন, ইএসপি এবং বৈদ্যুতিক ভ্যাকুয়াম পাম্প, ল্যাপটপ সেল ইত্যাদি সহ একটি প্রচলিত ব্রেক সিস্টেম।)

টেসলা সমস্ত প্রচলিত অংশ, অ্যালুমিনিয়াম বডি, অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটর, প্রচলিত গাড়ির কাঠামো, ব্রেক সিস্টেম এবং ল্যাপটপের ব্যাটারি ইত্যাদি ব্যবহার করে।

ব্যাটারি সংযোগকারী প্রযুক্তির মধ্যে একমাত্র প্রকৃত উদ্ভাবন রয়েছেকোষ, যা বন্ডিং তার ব্যবহার করে যা টেসলা পেটেন্ট করেছে, সেইসাথে ব্যাটারিম্যানেজমেন্ট সিস্টেম যা "বাতাসে" ফ্ল্যাশ করা যেতে পারে, যার অর্থসফ্টওয়্যার আপডেট পেতে গাড়ির আর কোনও ওয়ার্কশপে যাওয়ার দরকার নেই৷

টেসলার একমাত্র প্রতিভা উদ্ভাবন তাদের ব্যাটারি পরিচালনায়। তারা একটি বিশেষ ব্যাটারি কেবল এবং একটি BMS ব্যবহার করে যা সফ্টওয়্যার আপডেট করার জন্য কারখানায় ফিরে যাওয়ার প্রয়োজন ছাড়াই সরাসরি বেতার নেটওয়ার্কিং সক্ষম করে।

আসলে, টেসলার হাই পাওয়ার ডেনসিটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটর খুব একটা নতুন নয়। টেসলার প্রথম দিকের রোডস্টার মডেলে, তাইওয়ানের টমিটা ইলেকট্রিকের পণ্যগুলি ব্যবহার করা হয়, এবং মডেল এস দ্বারা ঘোষিত প্যারামিটারগুলি থেকে প্যারামিটারগুলি খুব বেশি আলাদা নয়। বর্তমান গবেষণায়, দেশে এবং বিদেশে পণ্ডিতদের কাছে কম খরচে, উচ্চ-শক্তির জন্য ডিজাইন রয়েছে। মোটর যা দ্রুত উত্পাদন করা যেতে পারে। তাই এই ক্ষেত্রটি দেখার সময়, পৌরাণিক টেসলা এড়িয়ে চলুন – টেসলার মোটরগুলি যথেষ্ট ভাল, তবে এতটা ভাল নয় যে অন্য কেউ সেগুলি তৈরি করতে পারে না।

ইলেকট্রিক যানবাহনে সাধারণত ব্যবহৃত হয় এমন অনেক ধরনের মোটরের মধ্যে প্রধানত অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটর (এটিকে ইন্ডাকশন মোটরও বলা হয়), বাহ্যিকভাবে উত্তেজিত সিঙ্ক্রোনাস মোটর, স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটর এবং হাইব্রিড সিঙ্ক্রোনাস মোটর। যারা বিশ্বাস করেন যে প্রথম তিনটি মোটরের বৈদ্যুতিক যান সম্পর্কে কিছু জ্ঞান আছে তাদের কিছু মৌলিক ধারণা থাকবে। অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটর কম খরচে এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা, স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটর উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং দক্ষতা, ছোট আকার কিন্তু উচ্চ মূল্য, এবং জটিল উচ্চ গতির বিভাগ নিয়ন্ত্রণ আছে। .

আপনি হাইব্রিড সিঙ্ক্রোনাস মোটর সম্পর্কে কম শুনে থাকতে পারেন, তবে সম্প্রতি, অনেক ইউরোপীয় মোটর সরবরাহকারী এই ধরনের মোটর সরবরাহ করতে শুরু করেছে। বিদ্যুতের ঘনত্ব এবং দক্ষতা খুব বেশি, এবং ওভারলোড ক্ষমতা শক্তিশালী, তবে নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন নয়, যা বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য খুব উপযুক্ত।

এই মোটর সম্পর্কে বিশেষ কিছু নেই. স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটরের সাথে তুলনা করে, স্থায়ী চুম্বক ছাড়াও, রটারটি প্রথাগত সিঙ্ক্রোনাস মোটরের অনুরূপ একটি উত্তেজনা উইন্ডিং যোগ করে। এই জাতীয় মোটরটিতে কেবল স্থায়ী চুম্বক দ্বারা আনা উচ্চ শক্তির ঘনত্বই থাকে না, তবে উত্তেজনা উইন্ডিংয়ের মাধ্যমে প্রয়োজন অনুসারে চৌম্বক ক্ষেত্রকে সামঞ্জস্য করতে পারে, যা প্রতিটি গতি বিভাগে সহজেই নিয়ন্ত্রণ করা যায়। একটি সাধারণ উদাহরণ হল সুইজারল্যান্ডের BRUSA দ্বারা উত্পাদিত HSM1 সিরিজের মোটর। HSM1-10.18.22 চরিত্রগত বক্ররেখা নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে। সর্বাধিক শক্তি হল 220kW এবং সর্বাধিক টর্ক হল 460Nm, তবে এর আয়তন মাত্র 24L (30 সেমি ব্যাস এবং 34 সেমি দৈর্ঘ্য) এবং ওজন প্রায় 76 কেজি। বিদ্যুতের ঘনত্ব এবং টর্কের ঘনত্ব মূলত টেসলার পণ্যগুলির সাথে তুলনীয়। অবশ্যই, দাম সস্তা নয়। এই মোটরটি একটি ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার দিয়ে সজ্জিত, এবং দাম প্রায় 11,000 ইউরো।

বৈদ্যুতিক গাড়ির চাহিদার জন্য, মোটর প্রযুক্তির সঞ্চয়ন যথেষ্ট পরিপক্ক। বর্তমানে যেটির অভাব রয়েছে তা হল বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা একটি মোটর, এই ধরনের মোটর তৈরির প্রযুক্তি নয়। এটা বিশ্বাস করা হয় যে বাজারের ধীরে ধীরে পরিপক্কতা এবং বিকাশের সাথে, উচ্চ শক্তির ঘনত্ব সহ মোটরগুলি আরও বেশি জনপ্রিয় হয়ে উঠবে এবং দাম আরও বেশি মানুষের কাছে পৌঁছে যাবে।

বৈদ্যুতিক গাড়ির চাহিদার জন্য, বর্তমানে শুধুমাত্র বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা মোটরের অভাব রয়েছে। এটা বিশ্বাস করা হয় যে বাজারের ধীরে ধীরে পরিপক্কতা এবং বিকাশের সাথে, উচ্চ শক্তির ঘনত্ব সহ মোটরগুলি আরও বেশি জনপ্রিয় হয়ে উঠবে এবং দাম আরও বেশি মানুষের কাছে পৌঁছে যাবে।

বৈদ্যুতিক যানবাহনের উপর গবেষণাটি সারাংশে ফিরে আসা দরকার। বৈদ্যুতিক গাড়ির সারমর্ম নিরাপদ এবং সাশ্রয়ী মূল্যের পরিবহন, একটি মোবাইল প্রযুক্তি পরীক্ষাগার নয়, এবং এটি অগত্যা সবচেয়ে উন্নত এবং ফ্যাশনেবল প্রযুক্তি ব্যবহার করার প্রয়োজন নেই। চূড়ান্ত বিশ্লেষণে, এটি অঞ্চলের চাহিদা অনুযায়ী পরিকল্পিত এবং ডিজাইন করা উচিত।

টেসলার উত্থান মানুষকে দেখিয়েছে যে ভবিষ্যত অবশ্যই বৈদ্যুতিক গাড়ির অন্তর্গত। ভবিষ্যতের বৈদ্যুতিক গাড়িগুলি কেমন হবে এবং ভবিষ্যতে বৈদ্যুতিক যান শিল্পে চীন কী অবস্থান নেবে তা এখনও অজানা। এটিও শিল্পকর্মের আকর্ষণ: প্রাকৃতিক বিজ্ঞানের বিপরীতে, এমনকি সামাজিক বিজ্ঞানের আইন দ্বারা নির্দেশিত অনিবার্য ফলাফলের জন্য মানুষকে কঠিন অন্বেষণ এবং প্রচেষ্টার মাধ্যমে এটি অর্জন করতে হবে!

(লেখক: মিউনিখের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটিতে বৈদ্যুতিক যান প্রকৌশলে পিএইচডি প্রার্থী)