चार्जिंग सिस्टम इलेक्ट्रिक वाहनों के संचालन के लिए ऊर्जा आपूर्ति प्रदान करता है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए एक महत्वपूर्ण बुनियादी समर्थन प्रणाली है और इलेक्ट्रिक वाहनों के व्यावसायीकरण और औद्योगीकरण की प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण कड़ी है।इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग के तेजी से विकास के साथ, चार्जिंग तकनीक उद्योग के विकास को प्रतिबंधित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक बन गई है, और बुद्धिमान और तेज चार्जिंग विधियां इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग प्रौद्योगिकी के विकास की प्रवृत्ति बन गई हैं।

इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग उपकरणों को वर्गीकृत करने के विभिन्न तरीके हैं।सामान्य तौर पर, इसे ऑन-बोर्ड चार्जिंग डिवाइस और ऑफ-बोर्ड चार्जिंग डिवाइस में विभाजित किया जा सकता है।इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी चार्ज करते समय ऊर्जा प्रतिस्थापन के विभिन्न तरीकों के अनुसार, चार्जिंग डिवाइस को संपर्क प्रकार और प्रेरण प्रकार में विभाजित किया जा सकता है।इलेक्ट्रिक वाहनों को विभिन्न चार्जिंग विधियों के अनुसार धीमी चार्जिंग, फास्ट चार्जिंग, बैटरी स्वैपिंग, वायरलेस चार्जिंग, मोबाइल चार्जिंग और अन्य तरीकों में विभाजित किया जा सकता है।इस लेख में, हम अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (आईईसी) द्वारा निर्दिष्ट विभिन्न इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग मोड पेश करेंगे।

इलेक्ट्रिक वाहन बाजार की जरूरतों को पूरा करने के लिए अंतरराष्ट्रीय मानकों का विकास किया जा रहा है।इलेक्ट्रिक वाहनों की वैश्विक स्वीकृति अच्छी तरह से स्थापित अंतरराष्ट्रीय मानकों पर निर्भर करती है जो इलेक्ट्रिक वाहन बाजार में सुरक्षा, विश्वसनीयता और अंतःक्रियाशीलता को संबोधित करते हैं।

इस लेख में, हम अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (आईईसी) द्वारा निर्दिष्ट विभिन्न ईवी चार्जिंग मोड की जांच करेंगे।ये मोड इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए प्रवाहकीय चार्जिंग सिस्टम से निपटने वाले आईईसी 61851 मानक में निर्दिष्ट हैं।मानक चार अलग-अलग चार्जिंग मोड का वर्णन करता है - मोड 1, मोड 2, मोड 3 और मोड 4।

IEC ने इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग तकनीक के लिए अन्य मानक भी विकसित किए हैं।उदाहरण के लिए, आईईसी 62196 प्लग, सॉकेट, वाहन कनेक्टर और वाहन इनलेट पर चर्चा करता है, जबकि आईईसी 61980 इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए वायरलेस पावर ट्रांसफर (डब्ल्यूपीटी) सिस्टम पर चर्चा करता है।

विभिन्न प्रकार के केबल कनेक्शन

IEC 61851-1 तीन अलग-अलग कनेक्शन विधियों का वर्णन करता है, जैसा कि निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है:

केस ए केबल स्थायी रूप से इलेक्ट्रिक वाहन से जुड़ा है, लेकिन ईवीएसई चार्जिंग स्टेशन (जिसे ईवीएसई - इलेक्ट्रिक वाहन आपूर्ति उपकरण भी कहा जाता है) पर अलग किया जा सकता है।केस बी एक केबल को निर्दिष्ट करता है जो दोनों सिरों पर वियोज्य है, और केस सी एक केबल है जो स्थायी रूप से ईवीएसई से जुड़ी होती है।

चार्जिंग मोड 1

इस मोड में, इलेक्ट्रिक कार सीधे घरेलू आउटलेट से जुड़ी होती है।इस मोड की अधिकतम धारा 16A है, एकल-चरण 250V से अधिक नहीं है, और तीन-चरण 480V से अधिक नहीं है।

मोड 1 सबसे सरल चार्जिंग मोड है और यह ईवी और चार्जिंग पॉइंट के बीच किसी भी संचार का समर्थन नहीं करता है।यह चार्जिंग मॉडल कई देशों में प्रतिबंधित या प्रतिबंधित है।

चार्जिंग मोड 2

घरेलू आउटलेट हमेशा वास्तविक मानक के अनुसार बिजली की आपूर्ति नहीं करते हैं।इसके अतिरिक्त, घरेलू अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए रिसेप्टेकल्स और प्लग अधिकतम रेटिंग पर निरंतर करंट का सामना नहीं कर सकते हैं।

इसलिए ईवी सॉकेट को बिना किसी नियंत्रण और सुरक्षा सुविधाओं के लंबे समय तक कनेक्ट रहने से बिजली के झटके का खतरा बढ़ जाता है।इस समस्या को हल करने के लिए, विशेषज्ञों ने चार्जिंग मोड 2 विकसित किया, जो एक विशेष प्रकार की चार्जिंग केबल का उपयोग करता है और एक इन-केबल नियंत्रण और सुरक्षा उपकरण (IC-CPD) से लैस है।

IC-CPD आवश्यक नियंत्रण और सुरक्षा कार्य करता है।इस मोड की अधिकतम धारा 32A है, अधिकतम वोल्टेज एकल-चरण के लिए 250V और तीन-चरण के लिए 480v से अधिक नहीं है।मोड 2 का उपयोग घरेलू और औद्योगिक सॉकेट दोनों के लिए किया जा सकता है।

इस मोड का सुरक्षा कार्य सुरक्षात्मक पृथ्वी का पता लगा सकता है और उसकी निगरानी कर सकता है।मोड 2 ओवरकुरेंट और ओवरटेम्परेचर सुरक्षा का भी समर्थन करता है।इसके अलावा, ईवीएसई ईवी से कनेक्शन का पता लगाने और इसकी चार्जिंग पावर मांग का विश्लेषण करते हुए कार्यों को स्विच कर सकता है।

चार्जिंग मोड 2 और सपोर्टिंग केबल को नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:

जबकि मोड 2 का उपयोग निजी शुल्क के लिए किया जा सकता है, कई देशों में सार्वजनिक उपयोग भी प्रतिबंधित है।

चार्जिंग मोड 3

यह मॉडल एक समर्पित EVSE और EV ऑनबोर्ड चार्जर का उपयोग करता है।चार्जिंग स्टेशन से एसी करंट बैटरी को चार्ज करने के लिए ऑनबोर्ड सर्किटरी पर लगाया जाता है।सार्वजनिक सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए कई नियंत्रण और सुरक्षा कार्य।इनमें प्रोटेक्टिव अर्थ की पुष्टि और EVSE और EV के बीच संबंध शामिल हैं।

इसके अतिरिक्त, यह मोड चार्जिंग करंट को केबल असेंबली की अधिकतम करंट क्षमता में समायोजित करता है।इस चार्जिंग मोड में अधिकतम 250A का करंट है और इसे 250V 1-चरण या 480V 3-चरण नेटवर्क के साथ कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।यह मोड 2 के साथ संगत ऑपरेशन के एक मोड का भी समर्थन करता है, जिसमें सिंगल-फेज और थ्री-फेज दोनों के लिए अधिकतम करंट 32A से कम तक सीमित है।

इस मोड में तीन संभावित कनेक्शनों (केस ए, केस बी और केस सी) में से कोई भी इस्तेमाल किया जा सकता है।परिदृश्य बी और परिदृश्य सी नीचे दिखाया गया है।

आइए देखें कि यह पैटर्न चार्जिंग स्टेशन और इलेक्ट्रिक वाहन के बीच संचार को कैसे परिभाषित करता है।मोड 3 का नियंत्रण पायलट सर्किट नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

स्विच S1, S2 और S3 की स्थिति के आधार पर, "पायलट संपर्कों" पर विभिन्न वोल्टेज स्तर दिखाई देंगे।"इसका उपयोग विभिन्न चार्जिंग चरणों का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जा सकता है।एक इलेक्ट्रिक वाहन निम्नानुसार चार्जिंग चक्र शुरू कर सकता है:

चार्जिंग केबल में प्लग करने से पहले, स्विच S2 और S3 को डिस्कनेक्ट कर दिया जाता है और S1 को 12v DC बिजली की आपूर्ति से जोड़ा जाता है।इस मामले में, EVSE पायलट संपर्क पर 12v DC मापता है (EVSE को पता चलता है कि EV कनेक्ट नहीं है)।

चार्जिंग केबल के EV और EVSE से कनेक्ट होने के बाद, EV साइड का कंट्रोलर S3 को चालू कर सकता है, जिससे ड्राइवर के संपर्क में वोल्टेज लगभग 9v तक कम हो जाता है।EVSE को सूचित करें कि केबल EV और EVSE दोनों से कनेक्ट है।इसके अतिरिक्त, पायलट जंक्शन पर DC 9v सिग्नल EV को बताएगा कि EVSE तैयार नहीं है।

जब EVSE EV को चार्ज करने के लिए तैयार होता है, तो यह S1 को ऑसिलेटर से जोड़ता है।पायलट संपर्क पर पीडब्लूएम सिग्नल ईवी को बताता है कि इलेक्ट्रिक वाहन बिजली की आपूर्ति तैयार है।

EV तब S2 को चालू करता है, जो पायलट संपर्क पर लगभग 6v का उत्पादन करता है, जो इंगित करता है कि यह भी तैयार है।इस स्तर पर उत्पन्न वोल्टेज R3 रोकनेवाला मान पर निर्भर करता है।इस रोकनेवाला का मान निर्दिष्ट करता है कि इस चार्जिंग क्षेत्र के लिए वेंटिलेशन की आवश्यकता है या नहीं।R3 = 1.3 kΩ, चालक का संपर्क वोल्टेज 6 V है। यह एक चार्जिंग क्षेत्र के बराबर है जिसमें वायु परिसंचरण की आवश्यकता नहीं होती है।यदि आवश्यक हो, R3 = 270Ω और 3 V का स्पर्श वोल्टेज।

S2 को तब बंद किया जा सकता है जब वाहन चार्ज हो रहा हो या किसी कारण से चार्ज करना बंद करना चाहता हो।यह PWM के सकारात्मक वोल्टेज स्तर को 9v में बदल देगा और EVSE को सूचित करेगा कि EV रिचार्ज करने के लिए तैयार नहीं है।

चार्जिंग मोड 4

यह एकमात्र चार्जिंग मोड है जिसमें डीसी आउटपुट वाला बाहरी चार्जर शामिल है।डीसी पावर सीधे बैटरी तक पहुंचाई जाती है, और ऑन-बोर्ड चार्जर को बायपास कर दिया जाता है।यह मोड 600v DC को अधिकतम 400A करंट प्रदान कर सकता है।इस मोड में शामिल उच्च-शक्ति स्तरों के लिए उच्च स्तर के संचार और सख्त सुरक्षा सुविधाओं की आवश्यकता होती है।

मोड 4 केवल केस सी से कनेक्शन की अनुमति देता है, चार्जिंग केबल चार्जिंग स्टेशन से स्थायी रूप से जुड़ा हुआ है।

दो नए चार्जिंग तरीके

वायरलेस चार्जिंग

वायरलेस चार्जिंग मोड को केबल के माध्यम से ऊर्जा संचारित करने की आवश्यकता नहीं होती है, और ऊर्जा संचारित करने के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण, विद्युत क्षेत्र युग्मन, चुंबकीय अनुनाद और रेडियो तरंगों का उपयोग करता है।वायरलेस चार्जिंग मोड का उपयोग करने के लिए, आपको सबसे पहले कार में कार इंडक्टिव चार्जर स्थापित करना होगा।बिजली प्राप्त करने वाले हिस्से और वाहन के बिजली आपूर्ति हिस्से के बीच कोई यांत्रिक लिंक नहीं है, लेकिन बिजली प्राप्त करने वाले शरीर और बिजली आपूर्ति निकाय के बीच संबंध अधिक सटीक होने की आवश्यकता है।

प्रौद्योगिकी परिपक्वता और बुनियादी उपकरणों की सीमाओं के अधीन, विद्युत विशेषज्ञों का मानना ​​है कि वायरलेस चार्जिंग तकनीक का फिलहाल बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं किया जा सकता है।उद्योग में मुख्यधारा की वायरलेस चार्जिंग तकनीक मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण और चुंबकीय अनुनाद का उपयोग करती है, लेकिन चुंबकीय अनुनाद विधि में उच्च चार्जिंग दक्षता और कम विद्युत चुम्बकीय विकिरण तीव्रता होती है, जो मोबाइल फोन कॉल की तुलना में छोटी होती है।कॉइल्स को पूरी तरह से संरेखित करने की आवश्यकता नहीं है, जो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की पहुंच से बाहर है।

वायरलेस चार्जिंग मोड की भविष्य की एप्लिकेशन संभावना अथाह है।भविष्य में यह चलते समय चार्ज हो सकेगी।विद्युत ऊर्जा सड़क फुटपाथ की बिजली आपूर्ति प्रणाली से या कार द्वारा प्राप्त विद्युत चुम्बकीय तरंग ऊर्जा से आ सकती है।

मोबाइल चार्जिंग

ईवी बैटरी के लिए आदर्श स्थिति चार्ज हो रही है, जबकि कार सड़क पर दौड़ रही है, तथाकथित मोबाइल चार्जिंग (मैक)।इस तरह, इलेक्ट्रिक वाहन उपयोगकर्ताओं को चार्जिंग स्टेशन खोजने, अपने वाहन पार्क करने और चार्जिंग में समय बिताने की आवश्यकता नहीं है।मैक सिस्टम सड़क के एक हिस्से के नीचे दब गया है, अर्थात् चार्जिंग क्षेत्र, और इसके लिए अतिरिक्त स्थान की आवश्यकता नहीं है।

संपर्क और आगमनात्मक मैक सिस्टम दोनों को लागू किया जा सकता है।कॉन्टैक्ट-टाइप मैक सिस्टम के लिए, व्हीकल बॉडी के नीचे एक कॉन्टैक्ट आर्च स्थापित करने की आवश्यकता होती है, और कॉन्टैक्ट आर्च सड़क की सतह में लगे चार्जिंग एलिमेंट से संपर्क करके तात्कालिक उच्च करंट प्राप्त कर सकता है।जब इलेक्ट्रिक वाहन मैक क्षेत्र के माध्यम से परिभ्रमण करता है, तो इसकी चार्जिंग प्रक्रिया पल्स चार्जिंग होती है।आगमनात्मक मैक सिस्टम के लिए, ऑन-बोर्ड संपर्क मेहराब को आगमनात्मक कॉइल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और सड़क की सतह में एम्बेडेड चार्जिंग तत्वों को उच्च-वर्तमान वाइंडिंग द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है जो मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं।जाहिर है, यांत्रिक नुकसान और संपर्क आर्क की स्थापना स्थान जैसे कारकों के प्रभाव के कारण, संपर्क प्रकार मैक लोगों के लिए बहुत आकर्षक नहीं है।

निष्कर्ष के तौर पर

संक्षेप में, आईईसी 61851 मानक इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए विद्युत प्रवाहकीय चार्जिंग सिस्टम से संबंधित है।ये मानक चार अलग-अलग चार्जिंग मोड का वर्णन करते हैं।

पहले तीन मोड ईवी ऑनबोर्ड चार्जर को एसी पावर प्रदान करते हैं;हालांकि, मोड 4 डीसी पावर को सीधे बैटरी तक पहुंचाता है और ऑनबोर्ड चार्जर को बायपास करता है।मोड 3 सार्वजनिक सुरक्षा को लक्षित करते हुए विभिन्न प्रकार के नियंत्रण और सुरक्षा कार्यों को नियोजित करता है।