क्या डीसी फास्ट चार्जिंग वास्तव में आपके ईवी की बैटरी क्षमता को कम करती है?

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आपके ईवी को फास्ट-चार्ज करना बहुत अच्छा लगता है क्योंकि 350 किलोवाट का रैपिड चार्जर ल्यूसिड एयर प्योर जैसी बड़ी बैटरी वाली ईवी को 15 मिनट में 80 प्रतिशत चार्ज कर सकता है। हालाँकि यह एक पारंपरिक गैसोलीन वाहन को भरने जितना जल्दी नहीं है, डीसी फास्ट चार्जिंग एक इलेक्ट्रिक वाहन को भरने में लगने वाले समय को कम कर देता है।

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लेकिन क्या इलेक्ट्रिक वाहन को चार्ज करने की सुविधा बैटरी के खराब होने की कीमत पर आती है? खैर, आइए जानें।

डीसी फास्ट चार्जिंग क्या है और यह कैसे काम करती है?

ईवी बैटरी की लंबी अवधि को बेहतर ढंग से समझने के लिए, यह जानना महत्वपूर्ण है कि फास्ट चार्जिंग क्या है और यह कैसे काम करती है। मोटे तौर पर, एक इलेक्ट्रिक वाहन की बैटरी को तीन अलग-अलग पद्धतियों का उपयोग करके फिर से भरा जा सकता है लेवल 1, लेवल 2 और लेवल 3 चार्जिंग . पहले दो प्रकार अल्टरनेटिंग करंट (AC) पर निर्भर करते हैं, जबकि लेवल 3 चार्जिंग, जिसे DC फास्ट चार्जिंग के रूप में भी जाना जाता है, को डायरेक्ट करंट की आवश्यकता होती है।

यहाँ महत्वपूर्ण अंतर यह है कि लेवल 1 और लेवल 2 चार्जर वाहन के ऑनबोर्ड चार्जर का उपयोग करंट को एसी से डीसी में बदलने के लिए करते हैं, क्योंकि आपके वाहन की लिथियम-आयन बैटरी सीधे प्रत्यावर्ती धारा नहीं ले सकती है।

जब स्तर 3 फास्ट चार्जर की बात आती है, हालांकि, वे ऑनबोर्ड चार्जर की आवश्यकता के बिना सीधे बैटरी में जूस पंप कर सकते हैं। यह डीसी चार्जिंग को वाहन के ऑनबोर्ड चार्जर की क्षमताओं से बाधित किए बिना बैटरी पैक में भारी मात्रा में करंट और वोल्टेज को पुश करने की अनुमति देता है।

लिथियम-आयन बैटरी समय के साथ क्षमता क्यों खोती हैं?

लिथियम-आयन बैटरी रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती हैं, और, काल्पनिक रूप से, यह प्रतिक्रिया हमेशा के लिए चलती रहनी चाहिए। हालाँकि, हम सभी जानते हैं कि लिथियम-आयन बैटरी हमेशा के लिए नहीं चलती हैं। लेकिन इस गिरावट का सही कारण क्या है?

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ठीक है, लिथियम-आयन सेल के अंदर चार्ज या डिस्चार्ज होने पर कई रासायनिक प्रतिक्रियाएँ होती हैं। कुछ प्रतिक्रियाएं बिजली पैदा करने की दिशा में काम करती हैं, जबकि अन्य लिथियम आयनों का उपभोग करती हैं जो बैटरी की क्षमता को कम करती हैं। दूसरे शब्दों में, प्रत्येक चार्ज-डिस्चार्ज चक्र के साथ, एक ईवी की लिथियम-आयन बैटरी कुछ क्षमता खो देगी; यह वास्तव में होता है और की श्रेणी में नहीं आता है ईवी चार्जिंग मिथक .

उस ने कहा, यह समझना महत्वपूर्ण है कि ये प्रतिक्रियाएँ कई पर्यावरणीय स्थितियों के आधार पर अलग-अलग दरों पर होती हैं, और ऐसे कदम हैं जो आप बैटरी को लंबे समय तक चलने के लिए उठा सकते हैं।

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इसलिए, अधिकांश बैटरी निर्माता तापमान की एक सीमा प्रदान करते हैं जिस पर बैटरी सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन करती हैं। यह रेंज बैटरी केमिस्ट्री के आधार पर बदलती है, लेकिन ज्यादातर मामलों में, यह डिस्चार्ज करने के लिए -4 और 140 डिग्री फ़ारेनहाइट के बीच और चार्जिंग के लिए 0 और 45 डिग्री फ़ारेनहाइट के बीच होती है।

इस ऑपरेशनल रेंज से पता चलता है कि बैटरी को तापमान की कम रेंज में चार्ज किया जा सकता है, और उन्हें चरम स्थितियों में चार्ज किया जा सकता है, दोनों ठंडे और गर्म, समस्या पैदा कर सकते हैं क्योंकि ये स्थितियां अवांछित प्रतिक्रियाओं की दर को बढ़ाती हैं, लिथियम आयनों का उपभोग करती हैं और क्षमता को कम करती हैं।

लिथियम-आयन बैटरी को फास्ट-चार्ज करने से क्या होता है?

अब जब हम जानते हैं कि लिथियम-आयन बैटरी की क्षमता कम क्यों हो जाती है, तो हम यह समझने की कोशिश कर सकते हैं कि जब यह तेजी से चार्ज होती है तो बैटरी के अंदर क्या होता है।

1. हाई करंट और वोल्टेज के कारण बैटरी इलेक्ट्रोड को नुकसान

फास्ट चार्जिंग बैटरी चार्ज करने के लिए हाई-वोल्टेज करंट का उपयोग करती है। लिथियम आयन अधिक बल के साथ कैथोड से खींचे जाते हैं और चार्ज होने पर एनोड में चले जाते हैं। यह कैथोड में दरारें पैदा करता है और इलेक्ट्रोड पर डेन्ड्राइट भी उत्पन्न करता है। इन दरारों और डेन्ड्राइट के निर्माण के कारण, लिथियम-आयन कोशिकाओं की क्षमता कम हो जाती है और वे बैटरी के प्रतिरोध को भी बढ़ाते हैं।

2. उच्च तापमान गिरावट

तेजी से चार्ज होने पर बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाता है। प्रतिरोध में इस वृद्धि और तेजी से चार्जिंग के दौरान उच्च वर्तमान इनपुट के कारण बैटरी के अंदर अत्यधिक गर्मी उत्पन्न होती है। यह उच्च तापमान लिथियम-आयन बैटरी की क्षमता को कम करता है।

3. कम तापमान लिथियम चढ़ाना

जब कम तापमान पर उच्च धाराओं का उपयोग करके लिथियम-आयन बैटरी को तेजी से चार्ज किया जाता है, तो एनोड पर लिथियम प्लेटिंग के रूप में जानी जाने वाली घटना होती है। इसके कारण, लिथियम परमाणु एनोड के अंदर आपस में नहीं जुड़ते हैं। इसका परिणाम इलेक्ट्रोड की सतह पर अक्रिय लिथियम धातु (जो बिजली उत्पन्न नहीं कर सकता) में होता है।

ईवी बैटरी पैक को समझना

ऊपर दी गई गिरावट तंत्र की सूची को देखते हुए, यह स्पष्ट है कि फास्ट चार्जिंग एक इलेक्ट्रिक वाहन के जीवन को कम करने के लिए बाध्य है। उस ने कहा, ईवी बैटरी पैक बैटरी क्षति को रोकने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इसलिए, इससे पहले कि हम यह निष्कर्ष निकालें कि इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए फास्ट चार्जिंग खराब है, आइए समझते हैं कि उनके बैटरी पैक को गिरावट का मुकाबला करने के लिए कैसे डिज़ाइन किया गया है।

EV बैटरी पैक में कई लिथियम-आयन सेल होते हैं जो मॉड्यूल बनाने के लिए जुड़े होते हैं। पैक और उसके बनाने के लिए कई मॉड्यूल जुड़े हुए हैं बैटरी स्वास्थ्य का प्रबंधन बैटरी प्रबंधन प्रणाली द्वारा किया जाता है , जिसे बीएमएस के नाम से भी जाना जाता है।

बीएमएस मूल रूप से कई सेंसर से जुड़ा एक कंप्यूटर है जो व्यक्तिगत सेल वोल्टेज, करंट और तापमान की निगरानी करता है। इसके बाद यह सुनिश्चित करने के लिए इस डेटा का विश्लेषण करता है कि प्रत्येक सेल बेहतर तरीके से काम कर रहा है।

यदि बैटरी पैक के अंदर के सेल बहुत गर्म हैं, तो BMS समग्र पैक तापमान को कम करने के लिए कूलिंग बढ़ा देगा। यदि यह डीसी फास्ट चार्जिंग के दौरान एक उच्च सेल वोल्टेज या करंट का पता लगाता है, तो यह बैटरी की क्षति को रोकने के लिए दोनों मापदंडों को नियंत्रित करेगा।

BMS इसलिए EV भाग है जिसकी बैटरी की गिरावट को कम करने में सबसे बड़ी भूमिका है।

फास्ट चार्जिंग से आपकी ईवी की बैटरी को कितना नुकसान होता है?

आइए कुछ अध्ययनों पर नजर डालते हैं जो बताते हैं कि फास्ट चार्जिंग से वाहनों को कितना नुकसान होता है। चार 2012 निसान लीफ इलेक्ट्रिक वाहनों को फीनिक्स, एरिजोना में द्वारा संचालित किया गया था इडाहो राष्ट्रीय प्रयोगशाला . डीसी फास्ट चार्जिंग का उपयोग करके दो वाहनों को चार्ज किया गया था, जबकि अन्य दो को एसी लेवल 2 चार्जिंग का उपयोग करके निम्नलिखित परिणामों के साथ चार्ज किया गया था:

1. 50,000 मील की दूरी तय करने के बाद वाहनों के दोनों सेटों के लिए क्षमता परीक्षण किया गया, और फास्ट चार्जिंग और एसी लेवल 2 चार्जिंग का उपयोग करके चार्ज किए गए वाहनों के बीच क्षमता हानि में अंतर 3 से 9 प्रतिशत की सीमा में पाया गया।
2. 45 मील प्रति घंटे की स्थिर गति से चलने पर तेज़ चार्जिंग का उपयोग करने वाले वाहन 70 मील की दूरी की पेशकश कर सकते हैं, जबकि एसी स्तर 2 का उपयोग करने वालों ने 82 मील की दूरी प्रदान की।
3. परीक्षण की शुरुआत में, डीसी फास्ट चार्जिंग का उपयोग करने वाले वाहन लगातार 45 मील प्रति घंटे की रफ्तार से चलने पर 102 मील की रेंज पेश कर सकते हैं। 63,000 मील का परीक्षण पूरा करने के बाद, उसी वाहन ने 58 मील की रेंज पेश की। सीमा में 43 प्रतिशत की कमी दिखा रहा है। एसी फास्ट चार्जिंग का उपयोग करने वाले वाहन ने 104 मील की रेंज की पेशकश की, जिसे परीक्षण पूरा करने के बाद घटाकर 64 मील कर दिया गया। 38 प्रतिशत की सीमा गिरावट से गुजर रहा है।

चार्जिंग विधि की परवाह किए बिना बैटरी का क्षरण होता है, लेकिन यह उन वाहनों में बढ़ जाता है जो तेजी से चार्ज होते हैं; अंतर लगभग 5 प्रतिशत है।

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लिथियम-आयन बैटरी में फास्ट चार्जिंग के निहितार्थ

उपरोक्त से एक अलग प्रयोग में, दो निसान लीफ बैटरी पैक का प्रयोगशाला स्थितियों में परीक्षण किया गया इडाहो राष्ट्रीय प्रयोगशाला . एक डीसी फास्ट-चार्ज था, जबकि दूसरे में केवल एसी चार्जिंग थी। इस परीक्षण का लक्ष्य यह देखना था कि पिछले प्रयोग की तरह प्रत्येक कोशिका के विपरीत पूरे पैक का क्या होता है।

1. एसी चार्जिंग का उपयोग करके चार्ज किए गए पैक की क्षमता 780 चार्ज-डिस्चार्ज चक्र पूरा करने के बाद 23.1 प्रतिशत कम हो गई थी। पैक जो केवल तेजी से चार्ज किया गया था, उसकी क्षमता 28.1 प्रतिशत कम हो गई।
2. क्षमता और तापमान के बीच एक मजबूत सहसंबंध पाया गया जब पैक क्षमता की तुलना विभिन्न तापमानों पर सेल क्षमता से की गई: उच्च तापमान पर परीक्षण किए गए कोशिकाओं में क्षमता फीका अधिक था और जब कोशिकाएं 68 डिग्री फ़ारेनहाइट (20 डिग्री) के परिवेश तापमान पर थीं तो कम थी। सेल्सियस)।

यह बैटरी पैक गिरावट और तापमान के बीच एक मजबूत सहसंबंध दिखाता है, यह सुझाव देता है कि बैटरी गिरावट के लिए तेज़ चार्जिंग महत्वपूर्ण कारक नहीं है।

6,000 ईवी बैटरी हमें ईवी बैटरी स्वास्थ्य के बारे में क्या बताती हैं

एक अन्य अध्ययन में, फ्लीट मैनेजमेंट कंपनी, जियोटैब ने 6,000 ईवी से बैटरी हेल्थ डेटा एकत्र किया और निष्कर्ष निकाला कि फास्ट चार्जिंग से बैटरी के खराब होने की दर बढ़ जाती है। कई अन्य अध्ययनों की तरह, इस अध्ययन ने दिखाया कि तेज़ चार्जिंग से आपके वाहन में लिथियम-आयन बैटरी के खराब होने की दर बढ़ जाती है और गिरावट को यथासंभव कम रखने में बीएमएस की महत्वपूर्ण भूमिका पर प्रकाश डाला गया है।

क्या डीसी फास्ट चार्जिंग आपके इलेक्ट्रिक वाहन के लिए खराब है?

समय बीतने के साथ-साथ आपके ईवी का बैटरी पैक क्षमता खोने के लिए बाध्य है। उस ने कहा, जिस दर पर यह गिरावट होती है वह कई कारकों पर निर्भर करती है, और फास्ट चार्जिंग निश्चित रूप से एक कारक है जो इसे गति दे सकता है।

ध्यान देने वाली एक और बात यह है कि कम मात्रा में तेज़ चार्जिंग का उपयोग करने से आपकी बैटरी की रेंज व्यापक रूप से कम नहीं होगी, और आप इसे अपने वाहन को जूस करने में लगने वाले समय को कम करने के लिए लंबी सड़क यात्राओं पर उपयोग कर सकते हैं।