هڪ اليڪٽرڪ ڪار آهي جيئن ته بيٽري ۽ موٽر گڏ ڪرڻ جيتري سادي

وقت صحيح آهي ۽ جڳهه صحيح آهي، ۽ سڀني چيني برقي گاڏين جي ڪمپني تي قبضو آهي. چين لڳي ٿو ته دنيا جي برقي گاڏين جي صنعت جو مرڪز بڻجي چڪو آهي.

حقيقت ۾، جرمني ۾، جيڪڏهن توهان جو يونٽ چارجنگ پائلز مهيا نه ڪندو آهي، توهان کي شايد هڪ خريد ڪرڻ جي ضرورت پوندي. دروازي تي. بهرحال، اسان هميشه بحث ڪيو آهي ڇو ته ڪيتريون ئي شاندار جرمن ڪار ڪمپنيون ٽسلا نه ٺاهي سگهن ٿيون، ۽ اهو هاڻي سبب ڳولڻ ڏکيو ناهي.

2014 ۾، ميونخ جي ٽيڪنيڪل يونيورسٽي جي پروفيسر ليئن ڪيمپ هڪ نئون ڪتاب “Status of electrical mobility 2014” شايع ڪيو، جيڪو مفت ۽ سماج لاءِ کليل آهي، ۽ چيو ته: ”جيتوڻيڪ اليڪٽرڪ گاڏين ۾ مختلف خاميون هونديون آهن، پر مون ڪڏهن به اهڙي ڪار نه ڏٺي آهي. اڳ ۾ ئي هڪ برقي متحرڪ آهي. ڪار جو ڊرائيور، روايتي ڪار جي گود ۾ ٻيهر داخل ٿيو. جيتوڻيڪ سڀ کان وڌيڪ عام برقي ڪار توهان کي ڊرائيونگ جي خوشي آڻيندي، جيڪا گئسولين ڪار سان بي مثال آهي. اهڙي ڪار واقعي ڪار جي مالڪ کي تجديد نه ڪري سگهي ٿي واپس روايتي ڪارن جي هٿن ۾ اڇلائي؟

جيئن ته اسان سڀ ڄاڻون ٿا، هڪ برقي گاڏي جو دل بيٽري آهي.

هڪ عام برقي گاڏي لاء، يورپي معيار جي امتحان هيٺ، توانائي واپرائڻ في 100 ڪلوميٽرن جي باري ۾ آهي 17kWh، يعني 17 kWh. ڊاڪٽر ٿامس پيس جو اڀياس ڪيو ته انرجي واهپي جي ڪمپيڪٽ گاڏين جي بهتري جي ترتيب هيٺ. قيمت تي غور ڪرڻ کان سواء، موجوده موجود ٽيڪنالاجي کي استعمال ڪندي حاصل ڪيل 100 ڪلوميٽر في 15 ڪلوواٽ کان ٿورو وڌيڪ توانائي جو استعمال. هن جو مطلب اهو آهي ته مختصر مدت ۾، ڪار جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ سان توانائي جي استعمال کي گهٽائڻ جي ڪوشش ڪري، اضافي قيمت تي غور ڪرڻ کان سواء، توانائي جي بچت جو اثر نسبتا ننڍڙو آهي.

مثال طور Tesla جي 85kWh بيٽري پيڪ وٺو. نامياري ڊرائيونگ فاصلو 500 ڪلوميٽر آهي. جيڪڏهن مختلف ڪوششن ذريعي توانائي جو استعمال 15kWh/100km تائين گھٽجي وڃي ته ڊرائيونگ جو فاصلو 560km تائين وڌائي سگھجي ٿو. تنهن ڪري، اهو چئي سگهجي ٿو ته ڪار جي بيٽري جي زندگي بيٽري پيڪ جي گنجائش سان متناسب آهي، ۽ تناسب جي کوٽائي نسبتا مقرر ٿيل آهي. هن نقطي نظر کان، بيٽرين جو استعمال اعلي توانائي جي کثافت سان (ٻنهي توانائي Wh/kg في يونٽ وزن ۽ توانائي Wh/L في يونٽ حجم کي غور ڪرڻ جي ضرورت آهي) برقي گاڏين جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء وڏي اهميت رکي ٿي، ڇاڪاڻ ته برقي گاڏيون، بيٽري مجموعي وزن جو هڪ وڏو حصو تي قبضو ڪري ٿو.

ليتيم آئن بيٽرين جا سڀ قسم سڀ کان وڌيڪ متوقع ۽ سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيل بيٽريون آهن. آٽو موبائيل ۾ استعمال ٿيندڙ ليتيم بيٽرين ۾ خاص طور تي نڪيل ڪوبالٽ ليتيم مينگنيٽ ٽرنري بيٽري (NCM)، نڪيل ڪوبالٽ ليتيم الومينيٽ بيٽري (NCA) ۽ ليٿيم آئرن فاسفٽ بيٽري (LPF) شامل آهن.

1. Nickel-cobalt lithium manganate ternary بيٽري NCMٻاهرين ڪيترن ئي برقي گاڏين طرفان استعمال ڪيو ويندو آهي ڇاڪاڻ ته ان جي گهٽ گرمي جي پيداوار جي شرح، نسبتا سٺي استحڪام، ڊگهي زندگي، ۽ توانائي جي کثافت 150-220Wh/kg.

2. NCA nickel-cobalt aluminate lithium جي بيٽري

Tesla هن بيٽري کي استعمال ڪري ٿو. توانائي جي کثافت وڌيڪ آهي، 200-260Wh/kg تي، ۽ جلد ئي 300Wh/kg تائين پهچڻ جي اميد آهي. بنيادي مسئلو اهو آهي ته هن وقت صرف Panasonic هن بيٽري کي پيدا ڪري سگهي ٿي، قيمت تمام گهڻي آهي، ۽ حفاظت ٽن ليٿيم بيٽرين ۾ سڀ کان وڌيڪ خراب آهي، جنهن لاءِ اعليٰ ڪارڪردگي جي گرمي جي خاتمي ۽ بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم جي ضرورت آهي.

3. LPF ليتيم آئرن فاسفٽ بيٽري آخر ۾، اچو ته ڏسون LPF بيٽري جيڪا گھريلو برقي گاڏين ۾ استعمال ٿيندي آهي. هن قسم جي بيٽري جو سڀ کان وڏو نقصان اهو آهي ته توانائي جي کثافت تمام گهٽ آهي، جيڪا صرف 100-120Wh/kg تائين پهچي سگهي ٿي. ان کان سواء، LPF پڻ هڪ اعلي خود خارج ڪرڻ جي شرح آهي. EV ٺاهيندڙن طرفان هن مان ڪو به گهربل ناهي. چين ۾ LPF جو وسيع اپنائڻ گهريلو ٺاهيندڙن پاران قيمتي بيٽري مئنيجمينٽ ۽ کولنگ سسٽم لاءِ ڪيل هڪ سمجھوتي وانگر آهي - LPF بيٽرين ۾ تمام گهڻي استحڪام ۽ حفاظت آهي، ۽ بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم ۽ بيٽري جي ڊگهي زندگي سان به مستحڪم آپريشن کي يقيني بڻائي سگهي ٿي. هڪ ٻيو فائدو هن خصوصيت پاران آندو ويو آهي ته ڪجهه LPF بيٽرين ۾ انتهائي تيز خارج ٿيڻ واري طاقت جي کثافت آهي، جيڪا گاڏي جي متحرڪ ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي سگهي ٿي. ان کان سواء، LPF بيٽرين جي قيمت نسبتا گهٽ آهي، تنهنڪري اهو گهريلو برقي گاڏين جي موجوده گهٽ-آخر ۽ گهٽ قيمت واري حڪمت عملي لاء مناسب آهي. پر ڇا اهو مضبوط طور تي مستقبل جي بيٽري ٽيڪنالاجي طور ترقي ڪئي ويندي، اتي اڃا تائين هڪ سوال نشان آهي.

هڪ سراسري برقي ڪار جي بيٽري ڪيتري هجڻ گهرجي؟ ڇا اهو هڪ بيٽري پيڪ آهي جنهن ۾ هزارين ٽسلا بيٽريون سيريز ۽ متوازي ۾ آهن، يا هڪ بيٽري پيڪ آهي جيڪو BYD کان ڪجهه وڏي بيٽرين سان ٺهيل آهي؟ هي هڪ تحقيقي سوال آهي، ۽ في الحال ڪوبه واضح جواب ناهي. صرف بيٽري پيڪ جون خاصيتون جيڪي وڏن سيلن ۽ ننڍڙن سيلن تي مشتمل هونديون آهن هتي متعارف ڪرايون ويون آهن.

جڏهن بيٽري ننڍي هوندي آهي، ته بيٽري جو ڪل گرميءَ جي گھٽتائي وارو علائقو نسبتاً وڏو هوندو، ۽ پوري بيٽري پيڪ جي گرمي پد کي مناسب گرميءَ جي ضايع ڪرڻ واري ڊيزائن ذريعي مؤثر طريقي سان ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو ته جيئن تيز گرمي پد کي تيز ٿيڻ کان روڪي سگهجي. بيٽري جي زندگي. عام طور تي، بيٽرين جي طاقت ۽ توانائي جي کثافت ننڍي واحد ظرفيت سان وڌيڪ هوندي. آخرڪار، ۽ وڌيڪ اهم، عام طور تي ڳالهائڻ، گهٽ توانائي هڪ واحد بيٽري هوندي، سڄي گاڏي جي حفاظت وڌيڪ. بيٽري جو ٿلهو وڏي تعداد ۾ ننڍڙن سيلن تي مشتمل هوندو آهي، جيتوڻيڪ هڪ سيل ناڪام ٿي ويندو آهي، اهو تمام گهڻو مسئلو نه ٿيندو. پر جيڪڏهن بيٽري جي اندر هڪ وڏي گنجائش سان ڪو مسئلو آهي، حفاظت جو خطرو تمام وڏو آهي. تنهن ڪري، وڏن سيلن کي وڌيڪ حفاظتي ڊوائيسز جي ضرورت هوندي آهي، جيڪا وڌيڪ گھٽائي ٿي توانائي جي کثافت کي گھٽائي ٿو بيٽري پيڪ جي وڏي سيلن مان ٺهيل.

بهرحال، ٽسلا جي حل سان، نقصان پڻ واضح آهن. هزارين بيٽرين کي هڪ انتهائي پيچيده بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم جي ضرورت آهي، ۽ اضافي قيمت گهٽجي نه ٿي سگهي. بي ايم ايس (بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم) وولڪس ويگن اي-گالف تي استعمال ڪيو ويو، هڪ ذيلي ماڊل 12 بيٽرين کي منظم ڪرڻ جي قابل، قيمت $17. ٽسلا پاران استعمال ڪيل بيٽرين جي تعداد جي اندازي مطابق، جيتوڻيڪ خود ترقي يافته بي ايم ايس جي قيمت گهٽ آهي، بي ايم ايس ۾ ٽسلا جي سيڙپڪاري جي قيمت 5,000 آمريڪي ڊالر کان وڌيڪ آهي، جيڪا قيمت جي 5 سيڪڙو کان وڌيڪ آهي. سڄي گاڏي. هن نقطي نظر کان، اهو نٿو چئي سگهجي ته هڪ وڏي بيٽري سٺي ناهي. ان صورت ۾ ته بي ايم ايس جي قيمت خاص طور تي گهٽ نه ڪئي وئي آهي، بيٽري پيڪ جي سائيز ڪار جي پوزيشن جي مطابق مقرر ڪيو وڃي.

برقي گاڏين ۾ هڪ ٻي بنيادي ٽيڪنالاجي جي طور تي، موٽر اڪثر بحث جو مرڪز بڻجي ويندي آهي، خاص طور تي اسپورٽس ڪار جي ڪارڪردگيءَ سان ٽسلا جي تربوز جي سائيز واري موٽر، جيڪا اڃا به وڌيڪ حيرت انگيز آهي (ماڊل S موٽر جي چوٽي پاور 300kW کان وڌيڪ پهچي سگهي ٿي، وڌ ۾ وڌ. torque 600Nm آهي، ۽ چوٽي جي طاقت هڪ تيز رفتار EMU جي هڪ موٽر جي طاقت جي ويجهو آهي). جرمن گاڏين جي صنعت ۾ ڪجهه محققن هن ريت تبصرو ڪيو:

Tesla روايتي اجزاء کان سواء تقريبا ڪجھ به استعمال نه ڪندو آھي (ايلومينيم جسم،propulsion لاء asynchronous موٽر، هوا سان روايتي chassis ٽيڪنالاجيمعطلي، ESP ۽ هڪ روايتي بريڪ سسٽم برقي ويڪيوم پمپ، ليپ ٽاپ سيل وغيره سان.)

ٽسلا استعمال ڪري ٿو سڀ روايتي حصا، ايلومينيم باڊي، اسينڪرونس موٽر، روايتي ڪار جي جوڙجڪ، بريڪ سسٽم ۽ ليپ ٽاپ بيٽري وغيره.

صرف حقيقي جدت بيٽري کي ڳنڍڻ واري ٽيڪنالاجي ۾ آهيسيلز، جيڪي بانڊنگ تارن کي استعمال ڪن ٿا جيڪي ٽسلا پيٽنٽ ڪيون آهن، انهي سان گڏ بيٽريمئنيجمينٽ سسٽم جنهن کي فليش ڪري سگهجي ٿو "اوور دي ايئر"، مطلب تهگاڏي هاڻي سافٽ ويئر اپڊيٽ حاصل ڪرڻ لاءِ ورڪشاپ ڏانهن هلڻ جي ضرورت ناهي.

ٽسلا جي واحد باصلاحيت ايجاد ان جي بيٽري جي سنڀال ۾ آهي. اهي هڪ خاص بيٽري ڪيبل استعمال ڪن ٿا، ۽ هڪ BMS جيڪو سڌو وائرليس نيٽ ورڪنگ کي فعال ڪري ٿو بغير سافٽ ويئر کي اپڊيٽ ڪرڻ لاءِ فيڪٽري ڏانهن واپس وڃڻ جي.

حقيقت ۾، ٽسلا جي اعلي طاقت جي کثافت غير مطابقت واري موٽر تمام نئين ناهي. Tesla جي ابتدائي روڊسٽر ماڊل ۾، تائيوان جي Tomita اليڪٽرڪ جون شيون استعمال ڪيون ويون آهن، ۽ ماڊل ايس پاران اعلان ڪيل پيرا ميٽرز کان وڌيڪ مختلف نه آهن. موجوده تحقيق ۾، ملڪ ۽ ٻاهرين عالمن وٽ گهٽ قيمت، اعلي طاقت لاء ڊزائينز آهن. موٽر جيڪي جلدي پيداوار ۾ رکي سگهجن ٿيون. تنهن ڪري جڏهن هن فيلڊ کي ڏسو، افسانوي ٽسلا کان پاسو ڪريو - ٽسلا جون موٽرون ڪافي سٺيون آهن، پر ايترو سٺو ناهي ته ٻيو ڪو به انهن کي ٺاهي نه سگهي.

موٽرن جي ڪيترن ئي قسمن ۾، جيڪي عام طور تي برقي گاڏين ۾ استعمال ٿينديون آهن، خاص طور تي اسيئنڪرونس موٽرز (جنهن کي انڊڪشن موٽرز به سڏيو ويندو آهي)، خارجي طور تي پرجوش هم وقت ساز موٽر، مستقل مقناطيس هم وقت ساز موٽرز ۽ هائبرڊ هم وقت ساز موٽرون. جن کي يقين آهي ته پهرين ٽن موٽرن کي برقي گاڏين جي باري ۾ ڪجهه ڄاڻ هوندي، ڪجهه بنيادي تصورات هوندا. Asynchronous motors گهٽ قيمت ۽ اعلي reliability آهن، مستقل مقناطيس synchronous موٽر آهن اعلي طاقت جي کثافت ۽ ڪارڪردگي، ننڍي سائيز پر اعلي قيمت، ۽ پيچيده تيز رفتار سيڪشن ڪنٽرول. .

توهان شايد گهٽ ٻڌو هوندو هائبرڊ هم وقت ساز موٽرز، پر تازو، ڪيترائي يورپي موٽر سپلائرز اهڙيون موٽرون مهيا ڪرڻ شروع ڪيون آهن. طاقت جي کثافت ۽ ڪارڪردگي تمام گهڻي آهي، ۽ اوورلوڊ جي صلاحيت مضبوط آهي، پر ڪنٽرول ڏکيو ناهي، جيڪو برقي گاڏين لاء تمام مناسب آهي.

هن موٽر ۾ ڪا خاص ڳالهه ناهي. مستقل مقناطيس جي هم وقت ساز موٽر جي مقابلي ۾، مستقل مقناطيس کان علاوه، روٽر پڻ روايتي هم وقت ساز موٽر وانگر هڪ حوصلا افزائي ونڊ شامل ڪري ٿو. اهڙي موٽر ۾ نه رڳو مستقل مقناطيس جي اعلي طاقت جي کثافت آهي، پر اهو پڻ مقناطيسي فيلڊ کي ترتيب ڏئي سگهي ٿو ضرورتن مطابق حوصلا وائننگ ذريعي، جيڪو آساني سان هر رفتار واري حصي تي ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو. ھڪڙو عام مثال آھي HSM1 سيريز موٽر جيڪو سوئٽزرلينڊ ۾ BRUSA پاران تيار ڪيو ويو آھي. HSM1-10.18.22 خصوصيت وارو وکر جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي. وڌ ۾ وڌ پاور 220kW آهي ۽ وڌ ۾ وڌ torque 460Nm آهي، پر ان جو حجم صرف 24L آهي (30 سينٽي قطر ۽ 34 سينٽي ڊگهو) ۽ وزن اٽڪل 76 ڪلو آهي. طاقت جي کثافت ۽ torque کثافت بنيادي طور تي Tesla جي شين جي مقابلي ۾ آهن. يقينا، قيمت سستو ناهي. هي موٽر هڪ فريکوئنسي ڪنورٽر سان ليس آهي، ۽ قيمت تقريبا 11,000 يورو آهي.

برقي گاڏين جي طلب لاء، موٽر ٽيڪنالاجي جي جمع ڪافي بالغ آهي. في الحال جيڪا کوٽ آهي اها هڪ موٽر آهي خاص طور تي برقي گاڏين لاءِ ٺهيل آهي، نه ته اهڙي موٽر ٺاهڻ جي ٽيڪنالاجي. اهو يقين آهي ته بتدريج پختگي ۽ مارڪيٽ جي ترقي سان، اعلي طاقت جي کثافت سان موٽر وڌيڪ ۽ وڌيڪ مقبول ٿي ويندا، ۽ قيمت وڌيڪ ۽ وڌيڪ ماڻهن جي ويجهو ٿي ويندي.

اليڪٽرڪ گاڏين جي طلب لاءِ، في الحال رڳو موٽرن جي کوٽ آهي، خاص طور تي برقي گاڏين لاءِ ٺهيل آهن. اهو يقين آهي ته بتدريج پختگي ۽ مارڪيٽ جي ترقي سان، اعلي طاقت جي کثافت سان موٽر وڌيڪ ۽ وڌيڪ مقبول ٿي ويندا، ۽ قيمت وڌيڪ ۽ وڌيڪ ماڻهن جي ويجهو ٿي ويندي.

برقي گاڏين تي تحقيق جوهر ڏانهن موٽڻ جي ضرورت آهي. برقي گاڏين جو جوهر محفوظ ۽ سستي ٽرانسپورٽ آهي، موبائل ٽيڪنالاجي ليبارٽري نه آهي، ۽ اهو ضروري ناهي ته سڀ کان وڌيڪ جديد ۽ فيشن واري ٽيڪنالاجي استعمال ڪرڻ جي ضرورت آهي. حتمي تجزيي ۾، ان کي علائقي جي ضرورتن جي مطابق منصوبابندي ۽ ڊزائين ڪيو وڃي.

ٽسلا جي شروعات ماڻهن کي ڏيکاريو آهي ته مستقبل جو تعلق برقي گاڏين سان هوندو. مستقبل ۾ برقي گاڏيون ڪهڙيون نظر اينديون ۽ مستقبل ۾ چين برقي گاڏين جي صنعت ۾ ڪهڙي پوزيشن تي قبضو ڪندو، اڃا تائين اڻڄاتل آهن. اهو پڻ صنعتي ڪم جو دلڪش آهي: قدرتي سائنس جي برعڪس، سماجي سائنس جي قانونن مان ظاهر ڪيل ناگزير نتيجو به ماڻهن کي گهربل ڳولا ۽ ڪوشش ذريعي حاصل ڪرڻ جي ضرورت آهي!

(ليکڪ: ميونخ جي ٽيڪنيڪل يونيورسٽي ۾ برقي گاڏين جي انجنيئرنگ ۾ پي ايڇ ڊي اميدوار)