इस साल की शुरुआत में वैश्विक NEV (नई ऊर्जा वाहन) बाजार में उल्लेखनीय वृद्धि देखी गई है। एक महत्वपूर्ण नए बुनियादी ढांचे के रूप में, चार्जिंग पाइल को तेजी से तैनात किया जा रहा है, और उनका पैमाना लगातार बढ़ रहा है। नवीनतम आंकड़ों के अनुसार, चीन का उदाहरण लेते हुए, जनवरी 2025 तक, चीन में चार्जिंग इंफ्रास्ट्रक्चर की संचयी संख्या 13.213 मिलियन थी, जो साल-दर-साल 49.1% अधिक है। इनमें से, उच्च-शक्ति चार्जिंग चीन चार्जिंग पाइल उद्योग में एक नया उज्ज्वल स्थान बन रहा है।
- उच्च-शक्ति चार्जिंग की परिभाषा
हाई-पावर चार्जिंग पाइल, जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, उच्च-शक्ति आउटपुट क्षमता वाला एक चार्जिंग उपकरण है। पारंपरिक चार्जिंग पाइल की तुलना में, इसका सबसे प्रमुख लाभ चार्जिंग समय को काफी कम करना है।
उच्च-शक्ति चार्जिंग एक ऐसी चार्जिंग तकनीक है जिसमें उच्च-शक्ति आउटपुट होता है, जिसका मुख्य रूप से तेज़ चार्जिंग के लिए उपयोग किया जाता है। आम तौर पर, चार्जिंग पावर जितनी अधिक होती है, चार्जिंग का समय उतना ही कम होता है, और चार्जिंग पावर वाहन के ओबीस (ऑन-बोर्ड चार्जर) पर एसी चार्जिंग के लिए या बीएमएस (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) पर डीसी चार्जिंग के लिए निर्भर करती है। चार्जिंग शुरू होने से पहले, वाहन और चार्जिंग उपकरण के बीच संचार की जाँच और पुष्टि की जाती है, जिसमें एक प्रमुख पहलू वह चार्जिंग पावर है जिसे वाहन स्वीकार कर सकता है।
वर्तमान में, हाई-पावर चार्जिंग का मुख्य उद्देश्य वाहन के समग्र वोल्टेज प्लेटफॉर्म को बढ़ाए बिना चार्जिंग करंट को बढ़ाना है। हालांकि, जब चार्जिंग करंट बढ़ता है, तो टर्मिनलों और केबलों का कैलोरिफिक मान तेजी से बढ़ता है, जिससे तापमान में तेज वृद्धि होती है, जिससे चार्जिंग डिवाइस के इलेक्ट्रॉनिक घटकों को नुकसान हो सकता है और यहां तक कि आग से संबंधित गंभीर सुरक्षा दुर्घटना भी हो सकती है।
- हाई-पावर चार्जिंग का कार्य सिद्धांत
उच्च-वोल्टेज या उच्च-करंट आउटपुट: चार्जिंग वोल्टेज या चार्जिंग करंट, या दोनों को बढ़ाकर, प्रति इकाई समय में बैटरी को दी जाने वाली बिजली की मात्रा बढ़ाई जाती है। उदाहरण के लिए, पारंपरिक चार्जिंग में कम वोल्टेज और करंट का उपयोग किया जा सकता है, जैसे 5V/2A; उच्च-शक्ति चार्जिंग में उच्च वोल्टेज, जैसे 800V या 1000V, या बड़ा करंट, जैसे 800A और 1500A, आदि का उपयोग किया जा सकता है।
2.2 चार्जिंग सर्किट के डिज़ाइन को अनुकूलित करें: उन्नत पावर मैनेजमेंट चिप्स और सर्किट टोपोलॉजी, जैसे PFC + LLC आर्किटेक्चर, को अपनाया जाता है। यह चार्जिंग दक्षता में सुधार कर सकता है, ऊर्जा हानि को कम कर सकता है, और यह सुनिश्चित कर सकता है कि उच्च-शक्ति आउटपुट की स्थिति में भी चार्जिंग उपकरण उच्च रूपांतरण दक्षता और स्थिरता बनाए रख सकें।
2.3 इंटेलिजेंट चार्जिंग प्रबंधन: इंटेलिजेंट चिप्स और एल्गोरिदम की मदद से, बैटरी की स्थिति की रियल-टाइम निगरानी, जैसे पावर, वोल्टेज, तापमान आदि। बैटरी की वास्तविक स्थिति के आधार पर, चार्जिंग मापदंडों को स्वचालित रूप से समायोजित किया जाता है ताकि कांस्टेंट-करंट, कांस्टेंट-वोल्टेज करंट-लिमिटिंग और कांस्टेंट-वोल्टेज फ्लोटिंग चार्जिंग जैसे चार्जिंग मोड लागू किए जा सकें। यह चार्जिंग प्रक्रिया की सुरक्षा और दक्षता सुनिश्चित करता है।
- उच्च-शक्ति चार्जिंग के लाभ
1 छोटा चार्जिंग समय: यह उच्च-शक्ति चार्जिंग का सबसे महत्वपूर्ण लाभ है। उदाहरण के लिए, एनईवी (नई ऊर्जा वाहन) क्षेत्र में, यह 15 मिनट के भीतर इलेक्ट्रिक हेवी-ड्यूटी ट्रकों की शक्ति को 60% से अधिक बढ़ा सकता है। नियमित एनईवी के लिए, 20% से 80% तक चार्ज करने में केवल 15 मिनट लगते हैं।
2 बढ़ी हुई उपयोगकर्ता सुविधा: उच्च-शक्ति चार्जिंग चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान उपयोगकर्ताओं के प्रतीक्षा समय को कम करता है। यह ईवी (इलेक्ट्रिक वाहन) और अन्य उपकरणों के उपयोग को अधिक सुविधाजनक बनाता है, यात्रा दक्षता में सुधार करता है, और "रेंज की चिंता" को कम करता है।
3 परिचालन दक्षता में सुधार: लॉजिस्टिक्स और परिवहन के क्षेत्र में, ईवी को जल्दी से फिर से भरा जा सकता है और अगले परिवहन कार्य में लगाया जा सकता है, जिससे लॉजिस्टिक्स बेड़े की परिचालन दक्षता में सुधार होता है और परिचालन लागत कम होती है।
- उच्च-शक्ति चार्जिंग के अनुप्रयोग परिदृश्य
1 सार्वजनिक चार्जिंग स्टेशन: एक्सप्रेसवे सर्विस एरिया और बड़े पार्किंग स्थलों जैसे सार्वजनिक स्थानों पर, हाई-पावर चार्जिंग पाइल इलेक्ट्रिक वाहनों की त्वरित चार्जिंग को सक्षम करते हैं, जिससे प्रतीक्षा समय कम हो जाता है।
2 लॉजिस्टिक्स परिवहन: लंबी दूरी के परिवहन में, हाई-पावर चार्जिंग चार्जिंग समय को काफी कम करती है और परिवहन दक्षता में सुधार करती है।
- हाई-पावर चार्जिंग के तकनीकी प्रकार
1 लिक्विड-कूल्ड चार्जिंग तकनीक: लिक्विड-कूल्ड चार्जिंग तकनीक चार्जिंग के दौरान हीटिंग उपकरण, जैसे चार्जिंग गन और केबल को ठंडा करने के लिए कूलेंट का उपयोग करती है। यह विधि चार्जिंग के दौरान तापमान को प्रभावी ढंग से नियंत्रित कर सकती है, जिससे पतले केबल का उपयोग संभव हो पाता है, और चार्जिंग उपकरण और वाहनों की सुरक्षा सुनिश्चित होती है। टेस्ला का V3 सुपरचार्जर इस लिक्विड-कूलिंग तकनीक का उपयोग करता है।
.2 800V हाई-वोल्टेज आर्किटेक्चर: पोर्श टायकन जैसे कई नए विकसित ईवी में 800V हाई-वोल्टेज इलेक्ट्रिकल सिस्टम होता है। यह हाई वोल्टेज सिस्टम चार्जिंग समय को काफी कम कर सकता है। समान पावर के तहत, उच्च वोल्टेज के परिणामस्वरूप कम करंट होता है, जिससे चार्जिंग के दौरान ऊर्जा हानि और गर्मी उत्पादन कम हो जाता है।
3 उच्च-शक्ति चार्जिंग पाइल: उच्च-शक्ति चार्जिंग पाइल आश्चर्यजनक रूप से उच्च चार्जिंग शक्ति प्रदान कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक 350kW चार्जिंग पाइल 15 मिनट के भीतर बैटरी का 80% चार्ज कर सकता है। ये चार्जिंग पाइल आमतौर पर विभिन्न मानकों का समर्थन करते हैं, जैसे CHAdeMO, CCS, GB/T, आदि, ताकि विभिन्न वाहनों के साथ संगतता सुनिश्चित की जा सके।
4 बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस): उच्च-शक्ति चार्जिंग में बैटरी प्रबंधन प्रणाली एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यह बैटरी की स्थिति, जैसे तापमान, वोल्टेज और चार्ज स्तर की निगरानी कर सकती है, और एक सुरक्षित और कुशल चार्जिंग प्रक्रिया सुनिश्चित कर सकती है। बीएमएस बैटरी को ज़्यादा गरम होने या ओवरचार्ज होने से बचाने के लिए चार्जिंग रणनीति को अनुकूलित कर सकता है, जिससे बैटरी का जीवनकाल बढ़ जाता है।
- उच्च-शक्ति चार्जिंग में चुनौतियाँ
ऊष्मा अपव्यय
जैसे-जैसे चार्जिंग पावर बढ़ती है, उपकरण की गर्मी अपव्यय की आवश्यकताएं अधिक मांग वाली हो जाती हैं। उदाहरण के लिए, जब 480 किलोवाट का चार्जिंग पाइल पूरी क्षमता से चलता है, तो उसकी गर्मी अपव्यय की आवश्यकताएं 20 किलोवाट से अधिक हो जाती हैं। भारी शुल्क वाले ट्रक चार्जिंग क्षेत्रों में, जिन्हें उच्च-शक्ति और दीर्घकालिक संचालन की आवश्यकता होती है, अधिक प्रभावी गर्मी अपव्यय और उच्च उपकरण विश्वसनीयता आवश्यक है। गर्मी अपव्यय के क्षेत्र में, तीन मुख्य प्रौद्योगिकियां पारंपरिक प्रत्यक्ष वेंटिलेशन विधि, स्वतंत्र एयर डक्ट और तरल शीतलन हैं। इनमें से, स्वतंत्र एयर डक्ट और तरल शीतलन अपेक्षाकृत उच्च सुरक्षा स्तर प्रदान करते हैं।
समग्र दक्षता
उच्च-शक्ति के कारण, दक्षता की समस्या अधिक स्पष्ट हो जाएगी, जो पूरे स्टेशन के ऊष्मा अपव्यय और आर्थिक लाभों को प्रभावित करेगी। पावर परिवर्तन के क्षेत्र में, टोपोलॉजी और सिस्टम स्तर के अनुकूलन के अलावा, नए अर्धचालक उपकरणों, जैसे सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों का अनुप्रयोग भी बहुत महत्वपूर्ण है। हालाँकि, वर्तमान में, सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों के अनुप्रयोग में अभी भी कुछ चुनौतियाँ हैं, जिनमें लागत, उच्च-आवृत्ति ड्राइविंग की मांग, सहायक चुंबकीय उपकरणों का डिज़ाइन, ऊष्मा अपव्यय और शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा शामिल हैं।
शोर
शोर उपयोगकर्ताओं के चार्जिंग अनुभव और स्टेशन के स्थान को प्रभावित करेगा। विशेष रूप से कुछ ऐसे दृश्यों में जहाँ शोर की उच्च आवश्यकताएँ होती हैं, शोरगुल वाले उपकरणों का उपयोग नहीं किया जा सकता है, या उपयोग और स्थापना प्रतिबंधित है, उदाहरण के लिए, शोर के प्रभाव को कम करने के लिए संबंधित उपाय करने की आवश्यकता होती है। शोर नियंत्रण में, पंखे का लेआउट, एयर डक्ट डिज़ाइन और ध्वनि इन्सुलेशन और ध्वनि अवशोषण सामग्री का उपयोग सभी प्रमुख कारक हैं, जो संयुक्त रूप से शोर स्तर को प्रभावित करते हैं।
बिजली ग्रिड
उच्च-शक्ति डीसी चार्जिंग के व्यापक अनुप्रयोग का पावर ग्रिड पर प्रभाव पड़ेगा। इससे पावर ग्रिड लोड में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। विशेष रूप से शॉपिंग मॉल, आवासीय क्षेत्रों और अन्य स्थानों पर, पावर ग्रिड की क्षमता सीमित होती है, और उच्च-शक्ति चार्जिंग उपकरण तक पहुँचने के लिए आमतौर पर अतिरिक्त क्षमता विस्तार की आवश्यकता होती है। इन क्षेत्रों में पावर ग्रिड क्षमता का विस्तार न केवल कठिन है, बल्कि महंगा भी है। उच्च-शक्ति चार्जिंग के कारण बिजली में तेजी से वृद्धि और गिरावट से पावर ग्रिड में उतार-चढ़ाव तेज हो जाता है, जो पावर ग्रिड की स्थिरता के लिए एक चुनौती पेश करता है। बिजली में यह तीव्र परिवर्तन पावर ग्रिड की पीक-वैली (उच्चतम-निम्नतम) विशेषताओं को प्रभावित कर सकता है, पीक-वैली अंतर को बढ़ा सकता है, और पीक-वैली समय में परिवर्तन का कारण भी बन सकता है, जिससे स्टेशन संचालन के आर्थिक लाभ प्रभावित हो सकते हैं।
विद्युत वितरण
विद्युत वितरण क्षमता, केबल बिछाने और अन्य इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के संदर्भ में, 360kW/480kW, 120kW चार्जिंग डिवाइस के 3/4 गुना से अधिक हो सकता है, इसलिए कई 360kW/480kW ने "स्टेशन-इन-स्टेशन" या प्रदर्शन स्टेशन का विकल्प चुना है, जैसे टेस्ला V3।
- उच्च-शक्ति चार्जिंग का विकास रुझान
पहला, उच्च-शक्ति चार्जिंग उपकरण की दक्षता और जीवनकाल में सुधार के लिए लिक्विड कूलिंग हीट डिसिपेशन (द्रव शीतलन ऊष्मा अपव्यय) तकनीक मानक कॉन्फ़िगरेशन बन रही है।
दूसरा, बुद्धिमान और इंटरकनेक्शन प्रौद्योगिकियां धीरे-धीरे परिपक्व हो रही हैं। इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT), बिग डेटा और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस प्रौद्योगिकियों के माध्यम से, चार्जिंग पाइल ऑपरेटर उपकरणों की दूरस्थ निगरानी, दोष निदान और गतिशील मूल्य निर्धारण का एहसास कर सकते हैं और परिचालन दक्षता में सुधार कर सकते हैं।
तीसरा, उच्च-शक्ति चार्जिंग पाइल संगतता और बहुमुखी प्रतिभा पर अधिक जोर देंगे। यह विभिन्न ब्रांडों, मॉडलों और विशिष्टताओं के NEVs के अनुकूल हो सकता है, वाहनों और चार्जिंग पाइल के बीच बाधाओं को तोड़ सकता है और उपयोगकर्ताओं को अधिक सुविधाजनक चार्जिंग अनुभव प्रदान कर सकता है।
चौथा, हाई-पावर चार्जिंग का नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के साथ घनिष्ठ एकीकरण देखा जाएगा। चार्जिंग पाइल को पावर देने के लिए सौर और पवन ऊर्जा का उपयोग वास्तव में ग्रीन चार्जिंग को सक्षम बनाता है, जिससे कार्बन उत्सर्जन और कम होता है और टिकाऊ ऊर्जा विकास को बढ़ावा मिलता है।