वायरलेस इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग सिस्टम (वीवीसीएस)

अब एक दिन दुनिया अप्रमाणित जीवाश्म ईंधन वाले वाहनों से होने वाले प्रदूषक उत्सर्जन को कम करने और परिवहन के लिए किफायती ईंधन का विकल्प प्रदान करने के लिए विद्युतीकृत गतिशीलता की ओर बढ़ रही है। लेकिन इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए, यात्रा रेंज और चार्जिंग प्रक्रिया पारंपरिक वाहनों पर इसे अपनाने से प्रभावित होने वाले दो प्रमुख मुद्दे हैं।

वायर चार्जिंग तकनीक की शुरुआत के साथ, अब चार्जिंग स्टेशनों पर घंटों तक इंतजार नहीं करना पड़ता है, अब अपने वाहन को सिर्फ पार्किंग स्थल पर या अपने गैरेज पर पार्किंग करके या यहां तक कि वाहन चलाते समय अपने इलेक्ट्रिक वाहन को चार्ज कर सकते हैं। अब तक, हम डेटा, ऑडियो और वीडियो सिग्नल के वायरलेस ट्रांसमिशन से बहुत परिचित हैं, इसलिए हम एयर पर पावर ट्रांसफर नहीं कर सकते।

अपने असीम अद्भुत आविष्कारों के लिए महान वैज्ञानिक निकोला टेस्ला का धन्यवाद जिसमें वायरलेस पावर ट्रांसफर उनमें से एक है। उन्होंने 1891 में वायरलेस पावर ट्रांसमिशन पर अपना प्रयोग शुरू किया और टेस्ला कॉइल को विकसित किया। 1901 में एक नए वायरलेस पॉवर ट्रांसमिशन सिस्टम को विकसित करने के प्राथमिक लक्ष्य के साथ टेस्ला ने बड़े हाई-वोल्टेज वायरलेस एनर्जी ट्रांसमिशन स्टेशन के लिए वार्डेनक्लिफ़ टॉवर विकसित करना शुरू किया। सबसे दुखद बात यह संतुष्ट टेस्ला की ऋण के लिए, टॉवर dynamited और 4 जुलाई को स्क्रैप के लिए ध्वस्त कर दिया गया है ^वीं 1917

वायरलेस चार्जिंग का मूल सिद्धांत ट्रांसफार्मर के काम करने के सिद्धांत के समान है। वायरलेस चार्जिंग में ट्रांसमीटर और रिसीवर होते हैं, 220V 50 हर्ट्ज एसी की आपूर्ति को हाई फ़्रीक्वेंसी बारी में करंट में बदल दिया जाता है और इस हाई फ़्रीक्वेंसी एसी को ट्रांसमीटर कॉइल को सप्लाई किया जाता है, फिर यह एकांतर चुंबकीय क्षेत्र बनाता है जो रिसीवर के तार को काटता है और एसी पावर आउटपुट के उत्पादन का कारण बनता है रिसीवर का तार में। लेकिन कुशल वायरलेस चार्जिंग के लिए महत्वपूर्ण बात ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच अनुनाद आवृत्ति को बनाए रखना है। गुंजयमान आवृत्तियों को बनाए रखने के लिए, मुआवजा नेटवर्क को दोनों तरफ जोड़ा जाता है। फिर अंत में, रिसीवर पक्ष पर इस एसी पावर को डीसी को सुधारा गया और बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) के माध्यम से बैटरी को खिलाया गया।

स्टैटिक एंड डायनेमिक वायरलेस चार्जिंग

अनुप्रयोग के आधार पर, EV के लिए वायरलेस चार्जिंग सिस्टम को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है,

स्टैटिक वायरलेस चार्जिंग
डायनेमिक वायरलेस चार्जिंग

1. स्टेटिक वायरलेस चार्जिंग

जैसा कि नाम से संकेत मिलता है, वाहन स्थिर रहने पर चार्ज हो जाता है। इसलिए यहाँ हम पार्किंग स्थल पर या गैरेज में EV को पार्क कर सकते हैं, जिसे WCS के साथ शामिल किया गया है। ट्रांसमीटर को जमीन के नीचे लगाया जाता है और वाहन के नीचे रिसीवर की व्यवस्था की जाती है। वाहन को चार्ज करने के लिए ट्रांसमीटर और रिसीवर को संरेखित करें और चार्जिंग के लिए छोड़ दें। चार्जिंग का समय एसी की आपूर्ति शक्ति स्तर, ट्रांसमीटर और रिसीवर और उनके पैड के आकार के बीच की दूरी पर निर्भर करता है।

यह SWCS उन क्षेत्रों में निर्माण करने के लिए सबसे अच्छा है जहां ईवी को एक निश्चित समय अंतराल के लिए पार्क किया जा रहा है।

2. डायनेमिक वायरलेस चार्जिंग सिस्टम (DWCS):

जैसा कि नाम से संकेत मिलता है कि वाहन गति में होने पर चार्ज हो जाता है। चलती हुई गाड़ी में एक स्थिर ट्रांसमीटर से रिसीवर कॉइल तक हवा को स्थानांतरित करता है। डीडब्ल्यूसीएस ईवी की यात्रा रेंज का उपयोग करके रोडवेज और राजमार्गों पर ड्राइविंग के दौरान इसकी बैटरी की निरंतर चार्जिंग के साथ सुधार किया जा सकता है। यह बड़े ऊर्जा भंडारण की आवश्यकता को कम करता है जो वाहन के वजन को कम करता है।

EVWCS के प्रकार

ऑपरेटिंग तकनीक के आधार पर EVWCS को चार प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है

कैपेसिटिव वायरलेस चार्जिंग सिस्टम (CWCS)
स्थायी चुंबकीय गियर वायरलेस चार्जिंग सिस्टम (PMWC)
आगमनात्मक वायरलेस चार्जिंग सिस्टम (IWC)
गुंजयमान प्रेरक वायरलेस चार्जिंग सिस्टम (RIWC)

1. कैपेसिटिव वायरलेस चार्जिंग सिस्टम (CWCS)

ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच ऊर्जा का वायरलेस हस्तांतरण विद्युत क्षेत्र की भिन्नता के कारण विस्थापन वर्तमान के माध्यम से पूरा किया जाता है। ट्रांसमीटर और रिसीवर के रूप में मैग्नेट या कॉइल के बजाय, पावर के वायरलेस ट्रांसमिशन के लिए कपलिंग कैपेसिटर का उपयोग यहां किया जाता है। एसी वोल्टेज पहले दक्षता में सुधार और वोल्टेज के स्तर को बनाए रखने के लिए और शक्ति संचारित करते हुए नुकसान को कम करने के लिए पावर फैक्टर सुधार सर्किट को आपूर्ति करता है। फिर इसे हाई-फ़्रीक्वेंसी एसी वोल्टेज जेनरेशन के लिए एच-ब्रिज में सप्लाई किया जाता है और इस हाई फ़्रीक्वेंसी एसी को ट्रांसमिटिंग प्लेट पर लगाया जाता है, जो इलेक्ट्रिसिटी स्टैटिक इंडक्शन के ज़रिए रिसीवर प्लेट में विस्थापन का कारण बनने वाले इलेक्ट्रिक फील्ड को विकसित करता है।

रिसीवर पक्ष पर एसी वोल्टेज को रेक्टिफायर और फिल्टर सर्किट द्वारा बीएमएस के माध्यम से बैटरी को खिलाने के लिए डीसी में परिवर्तित किया जाता है। आवृत्ति, वोल्टेज, युग्मन कैपेसिटर का आकार और ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच वायु-अंतर हस्तांतरित शक्ति की मात्रा को प्रभावित करता है। यह ऑपरेटिंग आवृत्ति 100 से 600 KHz के बीच है।

2. स्थायी चुंबक गियर वायरलेस चार्जिंग सिस्टम (PMWC)

यहां ट्रांसमीटर और रिसीवर प्रत्येक में आर्मेचर वाइंडिंग होते हैं और वाइंडिंग के अंदर स्थायी मैग्नेट को सिंक्रनाइज़ किया जाता है। ट्रांसमीटर साइड ऑपरेशन में मोटर ऑपरेशन के समान है। जब हम एसी करंट को ट्रांसमीटर वाइंडिंग पर लागू करते हैं तो यह ट्रांसमीटर चुंबक पर यांत्रिक टोक़ को प्रेरित करता है जिसके कारण यह रोटेशन होता है। ट्रांसमीटर में चुंबकीय इंटरैक्शन परिवर्तन के कारण, पीएम क्षेत्र रिसीवर पीएम पर टोक़ का कारण बनता है जिसके परिणामस्वरूप ट्रांसमीटर ट्रांसमीटर के साथ समकालिक रूप से रोटेशन होता है। अब रिसीवर के स्थायी चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन के कारण एसी चालू उत्पादन वाइंडिंग में होता है, रिसीवर रिसीवर पीएम में इलेक्ट्रिकल आउटपुट के रूप में जनरेटर के रूप में कार्य करता है जो रिसीवर विंडिंग में विद्युत आउटपुट में परिवर्तित हो जाता है। स्थायी चुंबक के घूमने के युग्मन को चुंबकीय गियर के रूप में जाना जाता है। पावर कन्वर्टर्स के माध्यम से सुधारा और फ़िल्टर करने के बाद रिसीवर की ओर उत्पन्न एसी पावर बैटरी को खिलाया जाता है।

3. प्रेरक वायरलेस चार्जिंग सिस्टम (IWC)

IWC का मूल सिद्धांत फैराडे के प्रेरण का नियम है। यहां ट्रांसमीटर और रिसीवर कॉइल के बीच चुंबकीय क्षेत्र के आपसी प्रेरण द्वारा शक्ति का वायरलेस ट्रांसमिशन हासिल किया जाता है। जब मुख्य एसी आपूर्ति ट्रांसमीटर कॉइल पर लागू होती है, तो यह एसी चुंबकीय क्षेत्र बनाता है जो रिसीवर कॉइल से गुजरता है और यह चुंबकीय क्षेत्र रिसीवर कॉइल में इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करता है जो एसी पावर आउटपुट का कारण बनता है। ईवी के ऊर्जा भंडारण प्रणाली को चार्ज करने के लिए इस एसी आउटपुट को सुधारा और फ़िल्टर किया जाता है। हस्तांतरित शक्ति की मात्रा आवृत्ति, पारस्परिक अधिष्ठापन और ट्रांसमीटर और रिसीवर कॉइल के बीच की दूरी पर निर्भर करती है। IWC की ऑपरेटिंग आवृत्ति 19 से 50 KHz के बीच है।

4. गुंजयमान प्रेरक वायरलेस चार्जिंग सिस्टम (RIWC)

मूल रूप से उच्च गुणवत्ता वाले कारक वाले गुंजयमान यंत्र अधिक उच्च दर पर ऊर्जा संचारित करते हैं, इसलिए प्रतिध्वनि पर काम करके, कमजोर चुंबकीय क्षेत्र के साथ भी हम IWC में उतनी ही शक्ति संचारित कर सकते हैं। बिजली को तारों के बिना लंबी दूरी पर स्थानांतरित किया जा सकता है। हवा पर शक्ति का अधिकतम हस्तांतरण तब होता है जब ट्रांसमीटर और रिसीवर कॉइल को ट्यून किया जाता है, अर्थात दोनों कॉइल गुंजयमान आवृत्तियों का मिलान किया जाना चाहिए। तो अच्छा गुंजयमान आवृत्तियों को प्राप्त करने के लिए, श्रृंखला में अतिरिक्त मुआवजा नेटवर्क और ट्रांसमीटर और रिसीवर कॉइल के समानांतर संयोजन जोड़े जाते हैं। अनुनाद आवृत्ति में सुधार के साथ यह अतिरिक्त मुआवजा नेटवर्क अतिरिक्त नुकसान को भी कम करता है। RIWC की ऑपरेटिंग आवृत्ति 10 से 150 KHz के बीच है।