इलेक्ट्रिक वाहन वर्गीकरण का विश्लेषण
और तकनीकी विशेषताएँ
पारंपरिक आंतरिक दहन इंजन वाहनों के विपरीत, इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी या अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों द्वारा संचालित वाहन हैं, जो बिजली प्रदान करने के लिए ईंधन कोशिकाओं या इलेक्ट्रिक मोटर पर निर्भर होते हैं। वर्तमान तकनीकी स्थिति और वाहन ड्राइविंग सिद्धांतों के अनुसार, इलेक्ट्रिक वाहनों को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन (बीईवी), ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन और हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (एचईवी)।
1. बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन (BEV)
शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों में शून्य उत्सर्जन, कम शोर, सरल संरचना और परिपक्व तकनीक के फायदे हैं। वे ऐसे वाहन हैं जो पूरी तरह से बैटरी द्वारा संचालित होते हैं और मोटर द्वारा संचालित होते हैं। वाहन मोटरों की ड्राइविंग ऊर्जा ऑन-बोर्ड रिचार्जेबल बैटरी या अन्य ऊर्जा भंडारण उपकरणों (पावर बैटरी सहित) से आती है। , सुपरकैपेसिटर, फ्लाईव्हील बैटरी, आदि)।
वाहन ऊर्जा वर्तमान में मुख्य रूप से पावर बैटरियों का उपयोग करती है, जिसमें लेड-एसिड बैटरी, निकल-हाइड्रोजन बैटरी, निकल-कॉपर बैटरी, सोडियम-सल्फर बैटरी, कार्प-आयन बैटरी, जिंक-एयर बैटरी आदि शामिल हैं।
(1) शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन प्रणाली का सिद्धांत और संरचना
शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन आम तौर पर मोटर द्वारा संचालित होते हैं। इलेक्ट्रिक मोटरों की प्रेरक विद्युत ऊर्जा ऑन-बोर्ड रिचार्जेबल बैटरी या अन्य ऊर्जा भंडारण उपकरणों से आती है। ऑन-बोर्ड ऊर्जा बिजली रूपांतरण उपकरण (मोटर नियंत्रक) के माध्यम से ड्राइविंग मोटर को विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति करती है और इसे संचालित करने के लिए प्रेरित करती है। ड्राइविंग मोटर ट्रांसमिशन डिवाइस द्वारा संचालित होती है। कार को चलाने के लिए पहिये घूमते हैं।
शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन मुख्य रूप से बिजली आपूर्ति प्रणाली, इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम, सहायक प्रणाली, बॉडी और चेसिस से बने होते हैं।
(2) शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों के प्रकार
वाहन के पावर स्रोत के रूप में एक एकल बैटरी का उपयोग किया जाता है: बैटरी की विशिष्ट ऊर्जा और विशिष्ट शक्ति कम होती है, और बैटरी पैक का वजन और मात्रा बड़ी होती है।
एक सहायक बिजली स्रोत स्थापित करना: एक शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन पर एक सहायक बिजली स्रोत (सुपरकैपेसिटर, जनरेटर सेट, सौर ऊर्जा, आदि) स्थापित करने से शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन के शुरुआती प्रदर्शन में सुधार हो सकता है और ड्राइविंग रेंज बढ़ सकती है।
(3) शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों का कार्य सिद्धांत
शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन पहियों को आगे बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रिक मोटर चलाने के लिए बैटरी की ऊर्जा का उपयोग करते हैं। ऊर्जा प्रवाह मार्ग है: बैटरी → पावर रेगुलेटर → इलेक्ट्रिक मोटर → पावर ट्रांसमिशन सिस्टम → ड्राइविंग व्हील। उनमें से, बैटरी करंट प्रदान करती है, जो पावर रेगुलेटर से गुजरने के बाद इलेक्ट्रिक मोटर को आउटपुट करती है। इलेक्ट्रिक मोटर टॉर्क प्रदान करती है, जो वाहन की ड्राइविंग का एहसास करने के लिए ट्रांसमिशन डिवाइस के माध्यम से पहियों को चलाती है।
2. ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन (एफसीईवी)
पारंपरिक इलेक्ट्रिक वाहनों की तुलना में, ईंधन कोशिकाओं की रासायनिक प्रतिक्रिया प्रक्रिया हानिकारक उत्पादों का उत्पादन नहीं करती है, और इसमें उच्च दक्षता, कोई प्रदूषण नहीं, शून्य उत्सर्जन और कोई शोर नहीं है। ईंधन सेल वाहन आमतौर पर ईंधन के रूप में हाइड्रोजन, मेथनॉल आदि का उपयोग करते हैं, और मोटर चलाने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। मोटर द्वारा उत्पन्न यांत्रिक ऊर्जा को एक चर गति संचरण उपकरण के माध्यम से ड्राइविंग पहियों तक प्रेषित किया जाता है, जिससे वाहन चलता है।
(1) ईंधन सेल वाहनों की मूल संरचना
एक ईंधन सेल वाहन (हाइड्रोजन-इलेक्ट्रिक हाइब्रिड) में एक ईंधन सेल स्टैक, एक इलेक्ट्रिक ट्रैक्शन मोटर, एक डीसीडीसी, एक थर्मल सिस्टम (कूलिंग), एक बैटरी पैक और एक हाइड्रोजनीकरण पोर्ट होता है। यह फ्यूल फिलर, फ्यूलटैंक (हाइड्रोजन), ट्रांसमिशन, पावर इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोलर और सहायक बैटरी जैसे सबसिस्टम से बना है।
ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहनों और साधारण इलेक्ट्रिक वाहनों में मूल रूप से एक ही इलेक्ट्रिक ड्राइव संरचना होती है। ईंधन सेल वाहन चार बुनियादी मॉड्यूल से बने होते हैं: पावर सिस्टम, चेसिस, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम और बॉडी। विद्युत प्रणाली ईंधन सेल प्रणाली और इलेक्ट्रिक मोटर के माध्यम से वाहन को शक्ति प्रदान करती है।
विभिन्न ड्राइव रूपों के अनुसार, इसे शुद्ध ईंधन सेल ड्राइव और हाइब्रिड ड्राइव में विभाजित किया जा सकता है;
विभिन्न ऊर्जा स्रोतों के अनुसार, इसे दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: वाहन पर लगे शुद्ध हाइड्रोजन और ईंधन सुधार;
वाहन की कुल बिजली मांग के लिए ईंधन सेल द्वारा प्रदान की गई शक्ति के अनुपात के अनुसार, इसे दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: ऊर्जा हाइब्रिड प्रकार और पावर हाइब्रिड प्रकार।
(2) ईंधन सेल वाहनों का कार्य सिद्धांत
ईंधन सेल वाहन का हृदय, ईंधन सेल स्टैक, एक कंटेनर प्रदान करता है जो हाइड्रोजन और ऑक्सीजन की विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया को तेज करता है, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन की रासायनिक प्रतिक्रिया में जारी ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। ईंधन सेल वाहन में, ईंधन सेल स्टैक और बैटरी मोटर को ऊर्जा प्रदान करने के लिए एक साथ काम करते हैं, जो बदले में वाहन को शक्ति प्रदान करता है और वाहन को चलाता है। बैटरी के लिए, यह स्वयं ऊर्जा स्रोत है। ईंधन सेल स्टैक के लिए, इसका ऊर्जा स्रोत हाइड्रोजन है, और इसकी वर्तमान सामान्य भंडारण विधि उच्च दबाव वाले हाइड्रोजन भंडारण टैंक का उपयोग करना है।
(3) ईंधन सेल वाहन कठिनाइयों पर काबू पाते हैं
उत्प्रेरक: ईंधन कोशिकाओं को बिजली उत्पन्न करने के लिए प्रतिक्रिया उत्प्रेरक का उपयोग करना चाहिए, और उत्प्रेरक बनाने वाली दुर्लभ धातु प्लैटिनम महंगी है और दुर्लभ भंडार है। इसलिए, नए उत्प्रेरक का विकास ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहनों के विकास को सीधे प्रभावित करने की कुंजी है।
ईंधन का स्रोत और भंडारण: हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं को हाइड्रोजन की आवश्यकता होती है। हाइड्रोजन के पास स्वयं कोई औद्योगिक श्रृंखला समर्थन नहीं है। विनिर्माण, परिवहन, भंडारण और ईंधन भरना बेहद असुविधाजनक, महंगा और खतरनाक है। ईंधन वाहनों और इलेक्ट्रिक वाहनों की तुलना में, ऑटोमोबाइल, हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहन कम परिपक्व हैं।
3. हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (HEV)
इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग के तहत इलेक्ट्रिक वाहनों पर तकनीकी समिति की सिफारिशों के अनुसार, हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन उन वाहनों को संदर्भित करते हैं जो ड्राइविंग ऊर्जा के रूप में दो या अधिक संचायक ऊर्जा स्रोतों या कन्वर्टर्स का उपयोग करते हैं, जिनमें से कम से कम दो विद्युत ऊर्जा प्रदान कर सकते हैं। हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन कहा जाता है। आमतौर पर, आंतरिक दहन इंजन और बैटरी पावर को मिलाने वाले मॉडल को हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन कहा जाता है, यानी ऐसे मॉडल जो इलेक्ट्रिक मोटर और जनरेटर के साथ पारंपरिक ईंधन का उपयोग करते हैं, और इलेक्ट्रिक मोटर कम गति में सुधार के लिए इंजन की सहायक शक्ति के रूप में कार्य करती है। बिजली उत्पादन और ईंधन की खपत।
इस पर निर्भर करते हुए कि वाहन को चार्जिंग के लिए बाहरी चार्जिंग प्लग की आवश्यकता है या नहीं, हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों को प्लग-इन हाइब्रिड वाहनों और गैर-प्लग-इन हाइब्रिड वाहनों में विभाजित किया जा सकता है। हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों को बिजली प्रणाली की संरचनात्मक विशेषताओं के अनुसार श्रृंखला, समानांतर, हाइब्रिड और मिश्रित हाइब्रिड वाहनों में विभाजित किया जा सकता है।
(1) सीरीज हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (एसएचईवी)
श्रृंखला हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (एसएचईवी) इंजन द्वारा उत्पादित यांत्रिक ऊर्जा को पहले जनरेटर के माध्यम से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। परिवर्तित विद्युत ऊर्जा का एक भाग बैटरी को चार्ज करने के लिए उपयोग किया जाता है, और दूसरे भाग का उपयोग ड्राइव मोटर और ट्रांसमिशन डिवाइस के माध्यम से पहियों को चलाने के लिए किया जाता है।
एक श्रृंखला हाइब्रिड वाहन की संरचना सरल है, और इसकी बिजली प्रणाली में तीन पावर सबयूनिट होते हैं: इंजन, जनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर।
श्रृंखला हाइब्रिड वाहन का कार्य सिद्धांत: इंजन बिजली उत्पन्न करने के लिए जनरेटर चलाता है, और विद्युत ऊर्जा नियंत्रक के माध्यम से बैटरी या इलेक्ट्रिक मोटर में संचारित होती है, और इलेक्ट्रिक मोटर ट्रांसमिशन तंत्र के माध्यम से वाहन चलाती है। जब भार छोटा होता है, तो इलेक्ट्रिक मोटर पहियों को चलाती है; जब लोड बड़ा होता है, तो इंजन बिजली पैदा करने और मोटर चलाने के लिए जनरेटर चलाता है।
(2) समानांतर हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (पीएचईवी)
समानांतर हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (पीएचईवी) इंजन और इलेक्ट्रिक मोटर दोनों का उपयोग पहियों को चलाने के लिए किया जाता है, और उनकी शक्ति समानांतर में पहियों तक पहुंचाई जाती है। वाहन मौजूदा कामकाजी परिस्थितियों के अनुसार इन दो पावर आउटपुट का चयन करता है।
इंजन और इलेक्ट्रिक मोटर आमतौर पर अलग-अलग क्लच के माध्यम से पहियों को चलाते हैं, और तीन ऑपरेटिंग मोड होते हैं: अकेले इंजन, अकेले इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम, और इंजन + इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम हाइब्रिड ड्राइव। जब इंजन द्वारा प्रदान की गई शक्ति वाहन द्वारा आवश्यक ड्राइविंग शक्ति से अधिक होती है, या जब वाहन ब्रेक लगा रहा होता है, तो बैटरी को चार्ज करने के लिए इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम जनरेटर स्थिति में काम करता है।
समानांतर हाइब्रिड वाहन का इंजन सीधे ट्रांसमिशन तंत्र के माध्यम से पहियों को चला सकता है, जो पारंपरिक वाहन ड्राइव सिस्टम के करीब है। यांत्रिक दक्षता हानि सामान्य वाहनों के समान है, और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
(3) श्रृंखला-समानांतर हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (एसपीएचईवी)
एक हाइब्रिड (श्रृंखला-समानांतर) हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (एसपीएचईवी) एक श्रृंखला हाइब्रिड प्रणाली और एक समानांतर हाइब्रिड प्रणाली को जोड़ती है, जिसका उद्देश्य दोनों प्रणालियों के लाभों को अधिकतम करना और श्रृंखला ट्रांसमिशन मार्ग की तुलना में यांत्रिक शक्ति जोड़ना है; समानांतर प्रकार की तुलना में, विद्युत ऊर्जा का संचरण मार्ग बढ़ जाता है।
हाइब्रिड सिस्टम में दो इलेक्ट्रिक मोटर हैं। ड्राइविंग स्थितियों के आधार पर, इलेक्ट्रिक मोटर को अकेले चलाया जा सकता है या इलेक्ट्रिक मोटर + इंजन को संयुक्त रूप से चलाया जा सकता है। इसके अलावा, जरूरत पड़ने पर सिस्टम पहियों को चलाते समय जनरेटर के माध्यम से बिजली भी पैदा कर सकता है।
