पर इलेक्ट्रिक वाहन

जैसा कि दुनिया ईवी क्रांति लाने के लिए कमर कस रही है, यह अभी भी सही है कि अनुकूलन की दर धीमी है। इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) एक हरियाली, चिकनी और परिवहन के सस्ते मोड होने के बावजूद अभी तक व्यावहारिक नहीं लगते हैं। कारण दो शब्द हैं, कॉस्ट एंड इकोसिस्टम। वर्तमान में ईवी की कीमत गैसोलीन कारों के बराबर है, क्योंकि यह खरीदारों के लिए एक कम महत्वपूर्ण विकल्प है, बैटरी प्रौद्योगिकी और सरकारी योजनाओं में उन्नति से भविष्य में ईवी की लागत में कमी आने की उम्मीद है।

दूसरा भाग होगा, खरीदारों के लिए बिना किसी परेशानी के इलेक्ट्रिक वाहन का उपयोग करने के लिए उचित पारिस्थितिकी तंत्र नहीं है। "इकोसिस्टम" के साथ मैं चार्जिंग स्टेशनों का जिक्र कर रहा हूं जब आप बैटरी के रस से बाहर निकलते हैं तो अपने ईवी को चार्ज करने के लिए। एक गैसोलीन वाहन का उपयोग करने की कल्पना करें जब आपके पास अपने शहर में कोई गैस स्टेशन नहीं है और एकमात्र स्थान जिसे आप रिफिल कर सकते हैं वह घर है, जिसमें एक ईवी को चार्ज करने के लिए आपको न्यूनतम 6-8 घंटे की आवश्यकता होगी। टेस्ला, ईवो, चार्ज पॉइंट आदि जैसी कई कंपनियों ने पहले ही देश भर में चार्जिंग स्टेशन स्थापित करके इस समस्या को स्वीकार कर लिया है। नीदरलैंड जैसे देशों के साथ, जिन्होंने 2035 तक पेट्रोल इंजन छोड़ने का वादा किया था, यह सुनिश्चित है कि भविष्य की सड़कों को आंतरिक दहन इंजनों पर ईवी के साथ बदल दिया जाएगा और बहुत सारे ईवी चार्जिंग स्टेशन हमारे चारों ओर पॉप अप होंगे।

लेकिन, ईवी चार्जिंग स्टेशन कैसे काम करता है ? क्या एक एकल चार्जिंग स्टेशन सभी प्रकार के इलेक्ट्रिक वाहनों को चार्ज कर सकता है? इलेक्ट्रिक वाहन चार्जर के प्रकार क्या हैं ? ईवी चार्जर के लिए कौन से प्रोटोकॉल का पालन किया जाता है? इस लेख में हम इन सभी सवालों के जवाब पर चर्चा करेंगे और यह भी समझेंगे कि इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग स्टेशन और इसके पीछे उप-प्रणाली क्या है । आगे जाने से पहले आपको इलेक्ट्रिक वाहन में प्रयुक्त बैटरी के बारे में पढ़ना चाहिए और इलेक्ट्रिक्स वाहन के अंदर बैटरी प्रबंधन प्रणाली कैसे काम करती है।

इलेक्ट्रिक वाहन आपूर्ति उपकरण (EVSE)

इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग स्टेशन का निर्माण करने वाले उपकरणों को सामूहिक रूप से इलेक्ट्रिक वाहन आपूर्ति उपकरण (EVSE) कहा जाता है । यह शब्द अधिक लोकप्रिय है, और यह चार्जिंग स्टेशनों के अलावा कुछ भी नहीं दर्शाता है। कुछ लोग इसे ईसीएस के रूप में भी संदर्भित करते हैं जो इलेक्ट्रिक चार्जिंग स्टेशन के लिए खड़ा है।

ईवीएसई को पावर डिलीवरी के लिए ग्रिड का उपयोग करके बैटरी पैक चार्ज करने के लिए डिज़ाइन और इंजीनियर किया जाता है; ये बैटरी पैक इलेक्ट्रिक वाहन (EV) या प्लग-इन इलेक्ट्रिक वाहन (PEV) में मौजूद हो सकते हैं। इन ईवीएसई के लिए पावर, कनेक्टर और प्रोटोकॉल इस डिजाइन के आधार पर अलग-अलग होंगे जो हम इस लेख में चर्चा करेंगे।

ऑन-बोर्ड चार्जर्स और चार्जिंग स्टेशन

इससे पहले कि हम चार्जिंग स्टेशनों में कदम रखें, यह समझना महत्वपूर्ण है कि ईवी के अंदर क्या मौजूद है और चार्जर किस हिस्से से जुड़ा होगा। अधिकांश ईवीएस आज एक ऑन-बोर्ड चार्जर (ओबीसी) के साथ आते हैं और निर्माता वाहन के साथ एक चार्जर भी प्रदान करता है। ऑन-बोर्ड चार्जर के साथ इन चार्जर का उपयोग ग्राहक अपने ईवी को अपने घर के बिजली के आउटलेट से चार्ज करने के लिए कर सकता है जैसे ही वह इसे घर ले जाता है। लेकिन ये चार्जर बहुत बुनियादी हैं और किसी भी उन्नत सुविधाओं के साथ नहीं आते हैं और इसलिए आमतौर पर एक सामान्य ईवी को चार्ज करने में लगभग 8 घंटे लगते हैं।

ईवी चार्जिंग स्टेशनों के प्रकार (EVSE)

चार्जिंग स्टेशनों को मोटे तौर पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है, एसी चार्जिंग स्टेशन और डीसी चार्जिंग स्टेशन।

एक एसी चार्जिंग स्टेशन जैसा कि नाम से ही पता चलता है कि AC पावर को EV से ग्रिड बनाता है जिसे वाहन को चार्ज करने के लिए ऑन-बोर्ड चार्जर का उपयोग करके DC में परिवर्तित किया जाता है। इन चार्जर्स को लेवल 1 और लेवल 2 चार्जर्स भी कहा जाता है जो आवासीय और वाणिज्यिक स्थानों में उपयोग किया जाता है। एक एसी चार्जिंग स्टेशन का लाभ यह है कि ऑन-बोर्ड चार्जर ईवी के लिए आवश्यक वोल्टेज और करंट को नियंत्रित करेगा, इसलिए चार्जिंग स्टेशन के लिए ईवी से संवाद करना अनिवार्य नहीं है। हानिइसकी कम उत्पादन शक्ति है जो चार्जिंग समय को बढ़ाती है। नीचे दी गई तस्वीर में एक विशिष्ट एसी चार्जिंग सिस्टम दिखाया गया है। जैसा कि हम देख सकते हैं कि ग्रिड से एसी को सीधे ईवीएस के माध्यम से ओबीसी को आपूर्ति की जाती है, फिर ओबीसी इसे डीसी में परिवर्तित करता है और बीएमएस के माध्यम से बैटरी को चार्ज करता है। पायलट तार का उपयोग EV से जुड़े चार्जर के प्रकार को समझने और ओबीसी के लिए आवश्यक इनपुट करंट सेट करने के लिए किया जाता है। हम इस पर बाद में और चर्चा करेंगे।

एक DC चार्जिंग स्टेशन AC पावर को ग्रिड बनाता है और इसे DC वोल्टेज में परिवर्तित करता है और इसका उपयोग ऑन-बोर्ड चार्जर (OBS) द्वारा सीधे बैटरी पैक को चार्ज करने में करता है। ये चार्जर सामान्य तौर पर 600V तक के उच्च वोल्टेज और 400A तक के करंट का उत्पादन करते हैं जो AC चार्जर पर 8-16 घंटे की तुलना में EV को 30 मिनट से कम समय में चार्ज करने में सक्षम बनाता है। इन्हें लेवल 3 चार्जर भी कहा जाता है और आमतौर पर डीसी फास्ट चार्जर्स (डीसीएफसी) या सुपर चार्जर्स के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार के चार्जर का लाभ इसका फास्ट चार्जिंग समय है जबकि नुकसान इसकी जटिल इंजीनियरिंग हैजहां इसे कुशलतापूर्वक और सुरक्षित रूप से चार्ज करने के लिए EV के साथ संवाद करने की आवश्यकता होती है। एक विशिष्ट डीसी चार्जिंग सिस्टम नीचे दिखाया गया है, क्योंकि आप देख सकते हैं कि ईवीएसई डीसी को सीधे ओबीएस को बैटरी पैक प्रदान करता है। ईवीएसई को उच्च प्रवाह प्रदान करने के लिए ढेर में व्यवस्थित किया गया है एक एकल स्टैक पावर स्विच सीमाओं के कारण उच्च वर्तमान प्रदान करने में सक्षम नहीं होगा।

आम तौर पर स्तर 1 चार्जर आवासीय उपयोग के लिए होते हैं, ये चार्जर हैं जो निर्माताओं द्वारा ईवी के साथ प्रदान किए जाते हैं जो मानक घर बिजली के आउटलेट के माध्यम से ईवी को चार्ज करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसलिए वे एकल चरण एसी आपूर्ति पर काम करते हैं और 12A से 16A के बीच कहीं भी आउटपुट कर सकते हैं और 24kWH की EV चार्ज करने में लगभग 17 घंटे लगते हैं। एक स्तर 1 चार्जर चार्जिंग स्टेशन में बहुत ज्यादा नहीं भूमिका है।

स्तर 2 चार्जर स्तर 1 चार्जर के लिए एक अद्यतन के रूप में प्रदान की जाती है यह या तो घर में स्थापित किया जा सकता, विशेष अनुरोध पर घर उपलब्ध कराए विभाजन चरण बिजली की आपूर्ति है या सार्वजनिक / वाणिज्यिक चार्ज स्टेशनों में इस्तेमाल किया जा सकता के रूप में अच्छी तरह से। ये चार्जर अपने उच्च इनपुट वोल्टेज के कारण 80A आउटपुट करंट प्रदान कर सकते हैं और 8 घंटे में EV चार्ज कर सकते हैं। स्तर 3 चार्जर या सुपर चार्जर अकेले सार्वजनिक चार्ज स्टेशनों के लिए होती हैं। उन्हें ग्रिड से पाली चरण एसी इनपुट की आवश्यकता होती है और हमारे घर में एक विशिष्ट एयर कंडीशनिंग इकाई की तुलना में 240 किलोवाट से अधिक खपत होती है। इसलिए इन चार्जर को संचालित करने के लिए ग्रिड से विशेष अनुमति की आवश्यकता होती है।

स्तर 2 और स्तर 3 चार्जर स्तर 1 चार्जर से अधिक कुशल माना जाता है एसी / डीसी और डीसी के बाद से / डीसी रूपांतरण EVSE अपने आप में जगह लेता है। एक स्तर 2 और स्तर 3 चार्जर के विशाल आकार और जटिलता के कारण वे एक ईवी के अंदर नहीं बन सकते क्योंकि इससे वजन बढ़ेगा और ईवी की दक्षता कम हो जाएगी।

चार्जिंग स्टेशन का प्रकार	चार्जर स्तर	एसी आपूर्ति वोल्टेज और वर्तमान	चार्जर पावर	24kWH बैटरी पैक चार्ज करने का समय
एसी चार्जिंग स्टेशन	स्तर 1 - आवासीय	सिंगल फेज - 120 / 230V और ~ 12 से 16A	~ 1.44 kW से ~ 1.92kW	~ 17 घंटे
एसी चार्जिंग स्टेशन	स्तर 2 - वाणिज्यिक	स्प्लिट फेज़ - 208 / 240V और ~ 15 से 80A	~ 3.1 kW से ~ 19.2 kW	~ 8 घंटे
डीसी चार्जिंग स्टेशन	स्तर 3 - सुपरचार्जर	सिंगल फेज - 300 / 600V और ~ 400A	~ 120 kW से ~ 240 kW	~ 30 मिनट

ईवी चार्जिंग कनेक्टर्स के प्रकार

जैसे यूरोपियन 220 वी 50 हर्ट्ज पर काम करते हैं और अमेरिकी 110 वी 60 हर्ट्ज पर काम करते हैं, वैसे ही ईवीएस में देश के आधार पर अलग-अलग तरह के चार्जिंग कनेक्टर्स होते हैं, जो इसका निर्माण होता है। इससे ESVE निर्माताओं में भ्रम की स्थिति है क्योंकि उन्हें सभी ईवी के लिए आसानी से सार्वभौमिक नहीं बनाया जा सकता है। एसी चार्जर्स और डीसी चार्जर के लिए कनेक्टर्स का मुख्य वर्गीकरण नीचे दिया गया है।

इलेक्ट्रिक वाहन के लिए एसी चार्जिंग सॉकेट:

तीन सबसे आम प्रकार के एसी चार्जिंग सॉकेट में से JSAE1772 सॉकेट है जो उत्तरी अमेरिका में लोकप्रिय है। जैसा कि आप देख सकते हैं कि प्लग / कनेक्टर के कई कनेक्शन हैं, तीन व्यापक पिनें फेज़, न्यूट्रल और ग्राउंड के लिए हैं जबकि दो छोटे पिन चार्जर और EV (पायलट इंटरफ़ेस) के बीच संचार के लिए उपयोग किए जाते हैं, हम इस बारे में और बाद में चर्चा करेंगे। Mennekes या VDE-AR-E का उपयोग यूरोप में तीन चरण एसी चार्जिंग सिस्टम के लिए किया जाता है और इसलिए यह 44WW तक उच्च शक्ति का उत्पादन कर सकता है। मलबे को चार्जिंग सॉकेट में प्रवेश करने से रोकने के लिए सुरक्षा शटर के साथ ले-ग्रैंड भी एक समान सॉकेट है। तकनीकी मानकों के अनुसार केवल HSAE 1772 और VDE-AR-E कुर्सियां ​​भविष्य के सभी एसी चार्जर्स में उपयोग करने का सुझाव दिया गया है।

विद्युत वाहन के लिए डीसी चार्जिंग सॉकेट:

DC चार्जर साइड पर हमारे पास CHAdeMO चार्जर सॉकेट है जो सॉकेट का सबसे लोकप्रिय प्रकार है। यह जापान द्वारा शुरू किया गया था और जल्द ही फ्रांस और कोरिया द्वारा अनुकूलित किया गया था। आज अधिकांश ईवीएस जैसे निसान लीफ, किआ आदि में इस प्रकार के सॉकेट हैं। सॉकेट में कैन प्रोटोकॉल के लिए डीसी पावर रेल और संचार पिन के लिए दो व्यापक पिन होते हैं। जैसा कि हम जानते हैं कि लेवल 3 डीसी चार्जर ऑन-बोर्ड चार्जर का उपयोग नहीं करते हैं और इसलिए ईवी के बैटरी पैक के लिए आवश्यक वोल्टेज और करंट को स्वयं ही उपलब्ध कराना होता है। यह एक कम्युनिकेशन लिंक (पायलट लिंक) स्थापित करके किया जाता है, हालांकि कंट्रोल पैक नेटवर्क (CAN) प्रोटोकॉल, बैटरी पैक के BMS के साथ। बीएमएस तब चार्जर को चार्जिंग प्रक्रिया शुरू करने का निर्देश देता है, इसकी निगरानी करता है और फिर चार्जर से चार्जिंग बंद करने का अनुरोध करता है।

टेस्ला कारों चार्जरों के लिए अपने स्वयं के प्रकार सुपर चार्जर कहा जाता है और जैसा कि ऊपर दिखाया इसलिए कनेक्टर्स के अपने स्वयं के प्रकार है। लेकिन वे एक एडेप्टर बेचते हैं जो अपने पोर्ट को CHAdeMO या CSS चार्जर्स से चार्ज करने के लिए बदल सकता है। सीडीडी चार्जर एक और लोकप्रिय चार्जर सॉकेट है जो एसी और डीसी दोनों प्रकार के चार्जर को जोड़ता है। जैसा कि आप छवि में देख सकते हैं कि वह चार्जर डीसी और एसी दोनों का समर्थन करने के लिए दो खंडों में विभाजित है। यह CAN और पावर लाइन कम्युनिकेशन (PLC) को सपोर्ट कर सकता है और इसका इस्तेमाल ऑडी, बीएमडब्ल्यू, फोर्ड, जीएम, पोर्श आदि जैसी यूरोपीय कारों में व्यापक रूप से किया जाता है। यह 400kW DC आउटपुट और 43kW AC आउटपुट तक सपोर्ट कर सकता है।

ईवीएसई एसी चार्जिंग स्टेशन - स्तर 1 और स्तर 2 चार्जर्स

लेवल 1 और लेवल 2 चार्जिंग स्टेशन को इलेक्ट्रिक व्हीकल में ऑन-बोर्ड चार्जर को एसी पॉवर की आपूर्ति करनी होती है, जो तब चार्जिंग प्रक्रिया का ध्यान रखेगा; यह पहली नज़र में लग सकता है। लेकिन वे ईवी बैटरी पैक द्वारा पायलट तार के माध्यम से संचार करके आवश्यकतानुसार ग्रिड से बिजली की सही मात्रा साबित करने की जिम्मेदारी वहन करते हैं। टीआई प्रशिक्षण दस्तावेज में दर्शाए गए एक सामान्य एसी चार्जिंग स्टेशन में मौजूद उपप्रणाली नीचे दी गई है।

स्तर 1 चार्जर 16A की एक अधिकतम उत्पादन चालू है, जबकि, क्योंकि घर के पावर सॉकेट की सीमाओं के लेवल 2 चार्जर 80A तक प्रदान कर सकते हैं जब तीन चरण की आपूर्ति में ऑपरेशन किया। दोनों स्तर 1 और स्तर 2 एसी चार्जर आमतौर पर SAEJ1772 मानक प्लग कनेक्टर्स का उपयोग करते हैं।

जैसा कि आप देख सकते हैं कि AC पावर लाइन (L1 और L2) रिले के J1772 कनेक्टर से जुड़े हैं । यह रिले चार्जिंग प्रक्रिया शुरू करने के लिए बंद हो जाएगा और चार्ज पूरा होने पर खोला जाएगा। पायलट सिग्नल संचार का उपयोग बैटरी की स्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है और मेजबान प्रसंस्करण प्रणाली यह तय करती है कि ऑन-बोर्ड चार्जर को कितनी बिजली की आपूर्ति की जानी चाहिए। हम चर्चा करेंगे