الیکٹرک گاڑیاں - بیٹری کی ضرورت
زمانہ قدیم سے، انسان اپنی زندگی کے آرام کو بہتر بنانے اور کارخانوں میں زیادہ پیداوار حاصل کرنے کے لیے نئی مشینیں ایجاد کرتا رہا ہے۔ الیکٹرک گاڑیاں 19ویں صدی کے وسط میں پیدا ہوئیں اور جدید الیکٹرک گاڑیاں/ہائبرڈ الیکٹرک گاڑیاں 20ویں صدی کے آخر میں تیار ہوئیں۔ ان الیکٹرک گاڑیوں کو ICE انجن والی گاڑیوں کے مقابلے میں زیادہ آرام دہ اور چلانے میں آسان سمجھا جاتا تھا۔ لیکن اب مؤخر الذکر نے ایک ماحولیاتی مسئلہ پیدا کر دیا ہے۔ اپنے ماحول کی حفاظت اور پائیدار اور قابل تجدید توانائی کے ذرائع کو استعمال کرنے کے مزید طریقے حاصل کرنے کی آج کی جستجو میں، آٹوموبائل انڈسٹری کا سب سے اہم کردار ہے۔
یہ صنعت اپنی مصنوعات سے ٹیل پائپ کے اخراج کے لحاظ سے سب سے زیادہ آلودگی پھیلانے والی ہے۔ بیٹری کی صنعتوں کا بھی ایک اہم کردار ہے۔ زیادہ سے زیادہ بیٹریاں برقی گاڑیاں (الیکٹرک گاڑیاں)، قابل تجدید توانائی کے ذرائع (RES) جیسے شمسی اور ہوا کی توانائیوں کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ بیٹریوں کے ذریعے الیکٹرک پروپلشن ماحول میں آلودگی کی سطح کے ساتھ ساتھ آپریٹنگ اخراجات کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے۔ مزید یہ کہ یہ خام تیل پر انحصار کو بھی کم کرتا ہے۔ گاڑیوں کا الیکٹرک پروپلشن آج کل سب سے زیادہ زیر بحث موضوع ہے۔
تمام آٹو مینوفیکچررز کے پاس الیکٹرک گاڑیوں اور الیکٹرک گاڑیوں کی بیٹریوں (EVB) کا اپنا ڈیزائن ہے۔ اگرچہ لیڈ ایسڈ بیٹری حالیہ دنوں تک سب سے زیادہ استعمال ہونے والی EVB تھی، لیکن اب Li-ion بیٹری نے اہم کردار سنبھال لیا ہے۔ لیکن ابتدائی لاگت اور حفاظتی پہلوؤں پر غور کرتے ہوئے، لیڈ ایسڈ بیٹری کو مکمل طور پر ختم نہیں کیا جا سکتا جب تک کہ لی-آئن الیکٹرک گاڑیوں کے بیٹری پیک کی قیمت سستی سطح پر نہ آجائے اور حفاظتی پہلوؤں کو مزید بہتر نہ کیا جائے۔
تمام آٹو مینوفیکچررز کے پاس الیکٹرک گاڑیوں اور الیکٹرک گاڑیوں کی بیٹریوں (EVB) کا اپنا ڈیزائن ہے۔ اگرچہ لیڈ ایسڈ بیٹری حالیہ دنوں تک سب سے زیادہ استعمال ہونے والی EVB تھی، لیکن اب Li-ion بیٹری نے اہم کردار سنبھال لیا ہے۔ لیکن ابتدائی لاگت اور حفاظتی پہلوؤں پر غور کرتے ہوئے، لیڈ ایسڈ بیٹری کو مکمل طور پر ختم نہیں کیا جا سکتا جب تک کہ لی-آئن الیکٹرک گاڑیوں کے بیٹری پیک کی قیمت سستی سطح پر نہ آجائے اور حفاظتی پہلوؤں کو مزید بہتر نہ کیا جائے۔
2010 کے آس پاس، دنیا میں سڑکوں پر ای وی کی تعداد 20,000 سے بھی کم تھی۔ تاہم، سال 2019 میں، یہ تعداد 400 گنا سے زیادہ بڑھ گئی تھی اور 70 لاکھ کے قریب تھی۔
ہوا کے معیار کے تقریباً 80 فیصد مسائل آٹوموبائل کے اخراج سے متعلق ہیں۔ مغرب اور جاپان کے صنعتی ممالک میں، یہ قائم کیا گیا ہے کہ CO کا دو تہائی، نائٹروجن آکسائیڈ کا ایک تہائی، اور تقریباً نصف ہائیڈرو کاربن مذکورہ بالا اخراج کی وجہ سے تھے۔ جب صنعتی ممالک کے ساتھ ایسا معاملہ تھا، تو یہ ترقی پذیر ممالک میں بہتر نہیں تھا جہاں ماحولیاتی کنٹرول کو سختی سے نافذ نہیں کیا گیا تھا۔
غیر موثر ICE گاڑیوں نے فضائی آلودگی میں اہم کردار ادا کیا حالانکہ ٹریفک کی کثافت کم تھی۔ مندرجہ بالا وجوہات کے علاوہ، گاڑیوں کا اخراج بڑی مقدار میں "گرین ہاؤس گیس” (GHG) یعنی CO2 پیدا کرتا ہے۔ اوسطاً، ایک کار اپنے CO2 کا تقریباً چار گنا وزن پیدا کرے گی۔ گاڑیوں کا اخراج برطانیہ، امریکہ اور آسٹریلیا میں بالترتیب 20، 24، اور 26 فیصد CO2 کے تمام اخراج کے لیے ذمہ دار ہے۔ یہ تمام وجوہات اور 1960 اور 1970 اور 1973 اور 1979 کے تیل کے بحران الیکٹرک گاڑیوں اور موزوں الیکٹرک گاڑیوں کی بیٹریوں کی ترقی کے پیچھے اصل وجوہات تھیں۔
الیکٹرک گاڑیاں - صفر اخراج
الیکٹرک گاڑی ایک یا زیادہ الیکٹرک موٹرز استعمال کرتی ہے جو اکیلے بیٹریوں سے چلتی ہیں کرشن مقاصد کے لیے (خالص الیکٹرک گاڑیاں) جس میں کوئی اندرونی دہن انجن (ICE) نہیں ہوتا۔ اس لیے اس میں کوئی ٹیل پائپ کا اخراج نہیں ہے اور اسے زیرو ایمیشن وہیکل (ZEEV) کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ہائبرڈ الیکٹرک گاڑیاں (HEV) میں دو طاقت کے ذرائع ہوتے ہیں، ایک اعلی توانائی کے مواد (فوسیل فیول) کے ساتھ اور دوسری اعلی خارج ہونے والی بیٹری ہے۔
الیکٹرک گاڑیوں اور اس کی مختلف قسموں کا موضوع بہت وسیع ہے اور اس پر الگ الگ تفصیل سے بات کی جائے گی۔ الیکٹرک گاڑیوں اور HEV کی مختصر تعریف جاننے کے لیے یہاں کافی ہے۔
خالص الیکٹرک گاڑیوں کے اجزاء
I. برقی توانائی کا ذخیرہ (بیٹری)
II الیکٹرانک کنٹرول ماڈیول (ECM)
III بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS)
چہارم الیکٹریکل ڈرائیو ٹرین
ہر الیکٹرک کار کا ایک رینج انڈیکیٹر ہوتا ہے، اور رینج ڈیش بورڈ پر نمایاں طور پر ظاہر ہوتی ہے۔ کچھ الیکٹرک گاڑیوں میں، جب تقریباً 25 کلومیٹر کا فاصلہ رہ جاتا ہے تو روشنیاں چمکنا شروع ہو جاتی ہیں۔
روایتی ہائبرڈ الیکٹرک گاڑیوں کے اجزاء
I. برقی توانائی کا ذخیرہ (بیٹری)
II کیمیائی توانائی ذخیرہ (ایندھن ٹینک)
III الیکٹریکل ڈرائیو ٹرین
چہارم کمبشن ڈرائیو ٹرین
الیکٹرک گاڑیوں کے لیے بیٹریوں کا تعارف
الیکٹرک گاڑی کی بیٹری کے لیے درکار خصوصیات
الیکٹرک گاڑیوں کی بیٹری کے لیے کئی خصوصیات کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن درج ذیل اہم اہمیت کی حامل ہیں اور بیٹری کی فزیبلٹی کا معقول حد تک درست اندازہ فراہم کرتی ہیں۔
a بیٹری پیک کی ابتدائی خریداری کی قیمت (قیمت فی کلو واٹ گھنٹہ، بشمول تمام سامان)
ب مخصوص توانائی، جو بیٹری کے سائز کا اشارہ ہے (Wh/kg)
c مخصوص طاقت، جو تیز رفتاری اور پہاڑی پر چڑھنے کی صلاحیت کا اشارہ ہے (W/kg)
d آپریٹنگ لاگت (لاگت/کلومیٹر/مسافر)
e بحالی سے پاک خصوصیات کے ساتھ طویل سائیکل زندگی
f تیزی سے ریچارج ایبلٹی (10 منٹ کے اندر 80%)
جی دوبارہ پیدا ہونے والی بریک کے دوران تیز دھاروں کو جذب کرنے کی صلاحیت۔
h حفاظت، انحصار، اور دوبارہ استعمال کرنے میں آسانی۔
الیکٹرک گاڑیاں اور ہائبرڈ الیکٹرک گاڑیاں
خالص الیکٹرک گاڑیوں میں، بجلی مسلسل موڈ پر بیٹری کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے۔ بیٹری کی توانائی کی صلاحیت کو اس طرح ڈیزائن کیا گیا ہے کہ یہ الیکٹرک گاڑیوں کی کل ڈیزائن کردہ رینج کے لیے یہ مسلسل خارج ہونے والی درجہ بندی فراہم کر سکتی ہے۔ عام طور پر، الیکٹرک گاڑیوں کی بیٹری کو صلاحیت کے 80% سے زیادہ خارج ہونے کی اجازت نہیں ہے، تاکہ اس کی چارج حالت (SOC) 20 سے 25% سے نیچے نہ آئے۔
الیکٹرک گاڑیوں کی بیٹری کی حد
یہ بیٹری کو زیادہ ڈسچارج ہونے سے بچانے اور بیٹری کے زیادہ ڈسچارج ہونے کی صورت میں پیش آنے والی مشکلات سے بچنے کے لیے ہے۔ مزید برآں، بیٹری کو دوبارہ پیدا ہونے والے بریک سسٹم سے توانائی کے ان پٹ کو بھی قبول کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔ اگر بیٹری پوری طرح سے چارج ہو جاتی ہے تو، دوبارہ پیدا ہونے والی بریک توانائی کو بیٹری قبول نہیں کر سکتی۔
مندرجہ بالا مسلسل ڈسچارج کی شرح میں موجودہ رجحان صلاحیت کی درجہ بندی سے ایک بار ہے۔ مثال کے طور پر، اگر صلاحیت کی درجہ بندی 300 Ah ہے، تو خارج ہونے والی شرح 300 amperes ہے۔ ہمیشہ، الیکٹرک گاڑیوں کی بیٹری دن میں ایک بار مکمل خارج ہونے کا تجربہ کرے گی۔ بلاشبہ، یہ دوبارہ پیدا ہونے والی بریک سے واپسی توانائی حاصل کرے گا جیسا کہ لاگو ہوتا ہے۔
دوبارہ پیدا کرنے والی توانائی کا اوسط فیصد تقریباً 15 فیصد ہے۔ بعض صورتوں میں یہ تعداد 40 فیصد سے بھی زیادہ ہو سکتی ہے۔ دوبارہ پیدا کرنے والی طاقت 40 کلو واٹ سے زیادہ نہیں ہوتی۔ اس کی سب سے زیادہ قیمت ایک خاص کمی پر ہے۔
آج کل، الیکٹرک گاڑیوں کی بیٹری بنانے والے تقریباً 1000 کی سائیکل لائف کا دعویٰ کرتے ہیں۔> 10,000 سائیکل۔
الیکٹرک کار کی بیٹری کو 300 سے 320 کلومیٹر کے چکر لگانے کے لیے 36 سے 40 kWh (قابل استعمال توانائی کی گنجائش) بیٹری کی ضرورت ہوتی ہے۔ لیکن زیادہ تر OEM بنانے والے اس قدر سے زیادہ بتاتے ہیں، عام طور پر، 40 سے 60 فیصد زیادہ۔ یہ سائیکلنگ کی وجہ سے کم ہونے والی زندگی کی تلافی کرے گا تاکہ بیٹری کی مطلوبہ زندگی کے بعد بھی، ای وی کے عام آپریشن کے لیے صلاحیت کا محفوظ مارجن ہو۔ ایک EV میں 96-kWh کی بیٹری 86.5 kWh کی قابل استعمال صلاحیت رکھتی ہے۔
اگرچہ آج کے لی آئن خلیات آسانی سے 170 Wh/kg مخصوص توانائی فراہم کرتے ہیں، پیک کی مخصوص توانائی میں 35 فیصد کمی آتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، مجموعی طور پر مخصوص توانائی 120 Wh/kg تک کم ہو جاتی ہے۔ 2019 میں، غیر سیل اجزاء کا پیک فیصد تقریباً 35 فیصد سے کم ہو کر تقریباً 28 فیصد رہ گیا ہے۔ لیکن ٹیکنالوجی کی اختراعات جیسے سیل ٹو پیک ٹیکنالوجی (درمیانی ایجنٹ، ماڈیول کو ختم کرنا) مستقبل کی EV بیٹریوں کی مخصوص توانائی کو مزید بہتر بنا سکتی ہے۔ EV بیٹریوں کی موجودہ مخصوص طاقت کی خصوصیات انتہائی تسلی بخش ہیں اور اسی لیے R&D انجینئرز اور سائنس دان اعلیٰ مخصوص توانائیوں کا ہدف رکھتے ہیں۔
برقی گاڑیوں میں الیکٹریکل ڈرائیو ٹرین
ٹریکشن موٹرز تمام الیکٹرک گاڑیوں کو طاقت دیتی ہیں۔ لیکن الیکٹرک موٹروں کی کارکردگی میں ہیرا پھیری کے لیے کنٹرولرز موجود ہیں۔ الیکٹرک موٹرز کی دو قسمیں ہیں، اے سی اور ڈی سی موٹرز۔ مؤخر الذکر کو کنٹرول کرنا آسان ہے اور کم مہنگا بھی ہے۔ نقصانات ان کا زیادہ وزن اور بڑا حجم ہے۔ پاور الیکٹرانکس میں تیز رفتار ترقی نے آپریشنل رینج کی ایک وسیع کھڑکی کے ساتھ انتہائی موثر AC موٹرز کا اضافہ کیا ہے، لیکن اٹینڈنٹ زیادہ لاگت کے ساتھ۔ ای وی میں، موٹر میں توانائی کے ان پٹ کو انتہائی پیچیدہ الیکٹرانک سرکٹ کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے جسے الیکٹرانک کنٹرول ماڈیول (ECM) کہتے ہیں۔ ای وی آپریٹر ایکسلریٹر پیڈل کے ذریعے ان پٹ دیتا ہے۔
الیکٹرک گاڑیوں میں بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS)
مندرجہ بالا الیکٹرانک کنٹرول ماڈیول کی طرح، بیٹری کے لیے بھی ایک کنٹرول سسٹم ہے، جسے بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) کہا جاتا ہے، جو EV بیٹری کی کارکردگی کو کنٹرول کرتا ہے۔ BMS میں سیل یا ماڈیول کی سطحوں پر الگ الگ الیکٹرانکس بھی نصب ہوسکتے ہیں جو سیل کے درجہ حرارت اور وولٹیج کی نگرانی کرتے ہیں، جسے اکثر وولٹیج درجہ حرارت مانیٹر (VTM) بورڈ کہا جاتا ہے۔
ان کے علاوہ، ایک تھرمل مینجمنٹ سسٹم ہو گا، جس کی حد ایک غیر فعال حل سے لے کر ہو سکتی ہے جیسے اینکلوژر کو تھرمل ہیٹ سنک کے طور پر استعمال کرنے سے لے کر فعال طور پر منظم مائع یا ہوا سے ٹھنڈا نظام جو کہ ٹھنڈی (یا گرم) ہوا کو مجبور کرتا ہے۔ بیٹری پیک کے ذریعے مائع. کرنٹ فلو کو آن اور آف کرنے کے لیے سوئچز اور وائرنگ بھی سسٹم کا حصہ ہیں۔ ان تمام مختلف سسٹمز کو بیٹری کے محفوظ طریقے سے کام کرنے اور اس کی زندگی اور کارکردگی کی توقعات کو پورا کرنے کے لیے ایک واحد نظام حل میں اکٹھا ہونا چاہیے۔
بجلی، بیٹریاں اور الیکٹرک گاڑیوں کی تاریخ
بجلی اور بیٹریاں
ہمیں الیکٹرک بیٹری اور برقی گاڑیوں کی تاریخ پر کیوں بحث کرنی چاہئے؟ ایک پرانی کہاوت ہے: "جو لوگ ماضی کو یاد نہیں رکھ سکتے وہ اسے دہرانے کی مذمت کرتے ہیں”۔ اس لیے ٹیکنالوجی کے ارتقا کے بارے میں بنیادی معلومات حاصل کرنا فائدہ مند ہے۔ یہ اس کے مستقبل کے راستے کو سمجھنے میں اہم کردار ادا کرے گا اور اسے صحیح معنوں میں کامیاب بنانے میں اہم اسٹیک ہولڈرز کیا تھے۔ جیسا کہ جان وارنر نے لی-آئن بیٹریوں پر اپنی کتاب میں کہا ہے، "اس وقت کے عالمی میلے تکنیکی جدت کی رفتار اور عام طور پر دنیا میں تبدیلی کی اچھی نمائندگی کرتے ہیں” [1۔ جان وارنر، دی ہینڈ بک آف لیتھیم آئن بیٹری پیک ڈیزائن، ایلسیویئر، 2015، صفحہ 14]۔
کوئی سمجھ سکتا ہے کہ عالمی میلوں نے ان دنوں کی مختلف ٹیکنالوجیز کی حیثیت کے بارے میں ایک تصویر فراہم کی تھی۔ بیٹری ٹیکنالوجی میں ترقی صرف بجلی کی دستیابی، توسیع اور ترقی اور ان دنوں کے بجلی کے نیٹ ورک کی وجہ سے ممکن ہوئی۔ یہاں ہمیں یہ سمجھنا ہوگا کہ صرف بجلی کی ’’سپلائی‘‘ کی وجہ سے بیٹری (انرجی اسٹوریج) کی ’’ڈیمانڈ‘‘ پیدا ہوئی۔ دوسری صورت میں، توانائی کا ذخیرہ بالکل ابھر کر سامنے نہیں آسکتا ہے۔
الیکٹرک گاڑیوں کے لیے بیٹریوں کی ترقی
قارئین عام طور پر بیٹریوں کو حالیہ ایجادات میں سے ایک سمجھتے ہیں۔ وہ زیادہ تر Leclanché خلیات اور لیڈ ایسڈ سیلز کے بارے میں جانتے ہیں۔ تاہم، اس بات کا ثبوت ہے کہ بیٹریاں تقریباً 250 قبل مسیح میں استعمال میں تھیں۔ 1930 کی دہائی میں، ایک جرمن ماہر آثار قدیمہ بغداد میں ایک تعمیراتی جگہ پر کام کر رہا تھا اور اسے ایک ایسی چیز ملی جس نے بیٹری کی تاریخ کو بالکل لفظی طور پر دوبارہ لکھا تھا جو اس نے کھدائی کے دوران دریافت کیا تھا وہ ایک galvanic سیل کی طرح لگ رہا تھا جو تقریبا 1-2 V بجلی پیدا کرنے کے قابل تھا۔
1700 کی دہائی کے وسط تک بیٹری کی ترقی میں بہت کم پیش رفت ہوئی تھی۔ یہ 1745-1746 میں تھا کہ دو موجدوں نے، متوازی لیکن الگ الگ پٹریوں میں، دریافت کیا جو بجلی کو ذخیرہ کرنے کے لیے "لیڈن” جار کے نام سے جانا جاتا ہے۔ پھر الیکٹرو کیمسٹ جیسے بینجمن فرینکلن، گالوانی، وولٹا، ایمپیئر، فیراڈے، ڈینیئل، اور گیسٹن پلانٹی، چند موجدوں کا ذکر کرنے کے لیے، بجلی اور الیکٹرو کیمسٹری کے افق میں نمودار ہوئے۔ درج ذیل جدول میں بیٹریوں کی ترقی کو تاریخی ترتیب میں بیان کیا گیا ہے۔
بیٹریوں کی ترقی کی دلچسپ تاریخ
جدول 1 –
| تقریباً 250 قبل مسیح | بغداد یا پارتھین بیٹری (بغداد) | مصری غالباً باریک زیورات پر چاندی کو الیکٹروپلیٹ کرنے کے لیے بیٹریاں استعمال کرتے تھے۔ |
|---|---|---|
| لمبا فاصلہ | اور تھوڑی سی پیشرفت | |
| 1600 | گلبرٹ (انگلینڈ) | الیکٹرو کیمسٹری مطالعہ کا قیام |
| اکتوبر 1745 | کلیسٹ، جرمن ماہر طبیعیات | لیڈن جار |
| 1745-1746 | لیڈن یونیورسٹی کے ڈچ سائنسدان پیٹر وین مسچین بروک، | لیڈن جار |
| وسط 1700 | بینجمن فرینکلن | "بیٹری" کی اصطلاح بنائی گئی۔ |
| 1786 | Luigi Galvani (1737-1798) | بنیادی بیٹری کی دریافت کی بنیاد رکھی گئی تھی ("جانوروں کی بجلی") |
| 1796 | الیسنڈرا وولٹا (1745-1827) | دریافت کیا کہ مختلف دھاتی ڈسک ("وولٹا پائل") جب نم پیسٹ بورڈ الگ کرنے والے (نمکین سے بھرے ہوئے) کے ساتھ ایک باری باری انداز میں اسٹیک کیے جاتے ہیں تو ان کے درمیان آپس میں جوڑے جاتے ہیں، مسلسل اہم برقی کرنٹ فراہم کر سکتے ہیں۔ |
| 1802 | Cruickshank (1792 - 1878) | ایک مہر بند باکس میں Zn کے مساوی سائز کی شیٹ کے ساتھ Cu کی چادریں ترتیب دیں۔ برائن الیکٹرولائٹ تھا۔ |
| 1820 | AM ایمپیئر (1755 - 1836) | برقی مقناطیسیت |
| 1832 اور 1833 | مائیکل فیراڈے۔ | فیراڈے کے قوانین |
| 1836 | جے ایف ڈینیئل | CuSO4 میں Cu اور ZnSO4 میں Zn |
| 1859 | ریمنڈ گیسٹن پلانٹی (1834-1889) (فرانس) | لیڈ لیڈ ڈائی آکسائیڈ سیل کی ایجاد |
| 1860 | ریمنڈ گیسٹن پلانٹی (1834-1889) (فرانس) | فرانسیسی اکیڈمی، پیرس میں پیشکش |
| 1866 [5] | جرمن الیکٹریکل انجینئر ورنر وون سیمنز | الیکٹرو مکینیکل ڈائنمو کی ترقی |
| 1873 | زینوبی گرامے، بیلجیئم کے سائنسدان | میگنیٹو الیکٹرک جنریٹر اور پہلی ڈی سی موٹر کی ایجاد |
| 1866 Geroge-Lionel Leclanche | Geroge-Lionel Leclanche (فرانس) (1839 - 1882) | Leclanche سیل کی ایجاد |
| 1881 | کیملی اے فیور (فرانس) 1840 - 1898) | لیڈز گرڈز کو چسپاں کرنا |
| 1881 | سیلون | اینٹیمونی کے ساتھ سیسہ کی سیلون ملاوٹ |
| 1880- | -- | تجارتی پروڈکشن فرانس، برطانیہ، USA اور USSR جیسے کئی ممالک میں شروع کی گئیں۔ |
| 1881 - 1882 | گلیڈ اسٹون اور ٹرائب | لیڈ ایسڈ سیل کے رد عمل کے لیے ڈبل سلفیٹ تھیوری |
| 1888 | گیسنر (امریکہ) | خشک سیل کی تکمیل |
| 1890- | -- | الیکٹرک روڈ گاڑیاں |
| 1899 | جنگنر (سویڈن) (1869-1924) | نکل کیڈیمیم سیل کی ایجاد |
| 1900 | امریکہ اور فرانس میں | 1900 گھروں، کارخانوں اور ٹرینیں |
| 1900 | انفرادی انگوٹھیوں کے ساتھ فلی پارٹ | نلی نما لیڈ ایسڈ سیل پلیٹیں۔ |
| 1900 | b. ووڈورڈ | نلی نما لیڈ ایسڈ سیل پلیٹیں۔ نلی نما بیگ کے ساتھ |
| 1901 | ٹی اے ایڈیسن (امریکہ) (1847-1931) | نکل لوہے کے جوڑے کی ایجاد |
| 1902 | ویڈ، لندن | کتاب "ثانوی بیٹریاں" |
| 1910 | سمتھ | سلاٹ شدہ ربڑ ٹیوبیں (ایکسائیڈ آئرن کلیڈ |
| 1912 100 ای وی | امریکہ میں | مینوفیکچررز نے 6000 الیکٹرک مسافر کاریں اور 4000 کمرشل کاریں بنائیں |
| 1919 | G. Shimadzu (جاپان) | لیڈ آکسائڈ کی تیاری کے لیے بال مل |
| 1920 | -- | لیڈ ایسڈ خلیوں کی منفی پلیٹوں میں لگننز کا استعمال۔ |
| 1920 کے بعد | ساری دنیا میں | نئی ایپلی کیشنز جیسے ہنگامی بجلی کی فراہمی، ریل کاروں کی ایئر کنڈیشننگ اور بحری جہازوں، ہوائی جہازوں، بسوں اور ٹرکوں پر بہت سی دوسری خدمات |
| 1938 | اے ای لینج | آکسیجن سائیکل کا اصول |
| 1943- 1952 | لیون اینڈ تھامسن؛ جینن، نیومن اور گوٹسمین؛ بیورو ٹیکنیک گوترات | سیل شدہ نکل کیڈیمیم کی تعمیر |
| 1950 | گورج ووڈ وائنل | پرائمری بیٹریوں پر کتاب |
| 1955 | گورج ووڈ وائنل | اسٹوریج بیٹریوں پر کتاب (چوتھی ایڈ) |
| 1965 | گیٹس کارپوریشن کے جان ڈیوٹ | مہربند لیڈ ایسڈ پر پروجیکٹ کی تجویز بیٹریاں |
| 1967 | 1967 میں ٹیکنالوجی کی ایجاد کے بعد Batelle-Geneva ریسرچ سینٹر میں Ni-MH بیٹریوں پر کام شروع ہوا | |
| 1969 | روئٹسچی اور اوکرمین | سیل بند لیڈ ایسڈ سیلز میں دوبارہ ملاپ کا عمل |
| 1970 کا وسط | - | VR LABs کی ترقی |
| 1971 | گیٹس انرجی پروڈکٹس | ڈی سیل، گیٹ انرجی پروڈکٹس (ڈینور، CO، USA) کے ذریعے متعارف کرایا گیا ہے۔ |
| 1973 | ایڈم ہیلر | لتیم تھیونائل کلورائد پرائمری سیل کی تجویز پیش کی۔ |
| 1975 | ڈونلڈ ایچ میک کلیلینڈ اور جان ڈیوٹ | آکسیجن سائیکل کے اصول پر مبنی کمرشل سیلڈ لیڈ ایسڈ بیٹریاں |
| 1979 - 1980 | JB Goodenough اور ساتھی کارکنان | مثبت الیکٹروڈ مواد جو لتیم کے ساتھ 3V سے زیادہ پوٹینشل پر رد عمل ظاہر کرتا ہے، اگر ان میں پہلے سے ہی لتیم موجود ہو، اور اس لتیم کو الیکٹرو کیمیکل طور پر نکالا جا سکتا ہے۔ |
| 1980- | -- | 1980 کی دہائی میں نئے ہائیڈرائڈ مرکبات دریافت ہوئے۔ |
| 1986 | سٹینفورڈ اوشینسکی | Ni-MH بیٹری کو Ovonics نے پیٹنٹ کیا تھا۔ |
| 1989 - 1990 | -- | نکل دھات کی تجارتی کاری ہائیڈرائڈ بیٹری |
| 1991 | یوشیو نشی | لی آئن سیل |
| 1992 | یوشیو نشی (سونی کارپوریشن) | 1995 میں 30ویں ٹوکیو موٹر شو میں لیتھیم آئن بیٹری کے ساتھ ایک ای وی کی نمائش کی گئی۔ |
| 1996 | Goodenough، اکشے پادھی اور ساتھی کارکنان | مجوزہ لی آئرن فاسفیٹ کیتھوڈ مواد |
| 1992 | KV Kordesch (کینیڈا) | ریچارج ایبل الکلائن مینگنیج ڈائی آکسائیڈ سیلز (RAM) کو تجارتی بنانا |
| 1993 | -- | OBC نے نکل میٹل کے ساتھ ای وی کا دنیا کا پہلا مظاہرہ کیا۔ 1993 میں ہائیڈرائڈ بیٹری۔ |
| 1997 | M. Shiomi اور ساتھی کارکنان، جاپان اسٹوریج بیٹری کمپنی، لمیٹڈ، جاپان | منفی HEV یا فوٹو وولٹک پاور سسٹم ایپلی کیشنز پر کاربن کی بڑھتی ہوئی مقدار کا اضافہ۔ |
| 1999* | -- | لی آئن کی تجارتی کاری پولیمر سیل |
| 2002 - 2003 D. پتھر، ای. | MJ Kellaway، P. Jennings، Crowe، A. Cooper | ایک سے زیادہ ٹیب VRLAB |
| 2002 | وائی اوگاٹا | Ba کے ساتھ Pb–Ca–Sn کے ساتھ نیا مثبت گرڈ لیڈ الائے |
| 2004 -2006 | لام اور ساتھی کارکنان، CSIRO توانائی ٹیکنالوجی، آسٹریلیا | HEVs کے لیے الٹرا بیٹری |
| 2006 | ایس ایم طباطبائی اور ساتھی کارکنان | ایک نامیاتی فوم کمپاؤنڈ سے بنی سہ جہتی جالی دار شیٹ سے بنا گرڈ کا مواد۔ کاپر چڑھانا استعمال کرکے فوم گرڈ کو برقی چالکتا فراہم کی جاتی ہے۔ |
| 2006 | چانگ سونگ ڈائی اور ساتھی کارکن | لیڈ چڑھایا تانبے جھاگ grids کے لئے منفی پلیٹیں |
| 2008 | EALABC, The Furukawa Battery Co., Ltd, Japan, CSIRO Energy Technology, Australia and Provector Ltd., UK | الٹرا بیٹری (144V, 6.7Ah) HEVs کے لیے 100,000 میل کے لیے روڈ ٹیسٹ شدہ۔ کارکردگی Ni-MH بیٹری سے زیادہ ہے۔ |
| 2011 | ارگون نیشنل لیب | نکل-مینگنیج-کوبالٹ کیتھوڈ مواد (NMC) |
| 2013 | N. تکامی وغیرہ۔ | لتیم ٹائٹینیم آکسائیڈ انوڈ |
| 2018 | N. تکامی وغیرہ | TiNb2O7 انوڈس |
| 2020 | بلومبرگ این ای ایف | LIB پیک کی قیمت کم ہو کر US$ 176/kWh = 127 سیل لاگت + 49 پیک لاگت) |
الیکٹرک گاڑیوں کی حیرت انگیز تاریخ!!
ای وی کی تاریخ 19ویں صدی کے آغاز سے ایک طویل عرصے پر محیط ہے۔
درج ذیل جدول میں ان واقعات کی تفصیلات دی گئی ہیں جن کی وجہ سے موجودہ دور کی EVs ہیں۔
جدول 2
| موجد | ملک | مدت | تفصیلات | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Anyos Istvan Jedlik | ہنگری کے ماہر طبیعیات | 1828 | پہلی الیکٹرک ماڈل کار |
| 2 | تھامس ڈیون پورٹ | ایک امریکی موجد | 1834 | پہلی تجارتی طور پر کامیاب الیکٹرک موٹر |
| 3 | سبرینڈس اسٹریٹنگ اور کرسٹوفر بیکر | ڈچ پروفیسر | 1834-1835 | 1835، 1834 میں سٹیم ٹرائی سائیکل 1835 پہلی بیٹریوں میں سے ایک سے لیس ایک آل الیکٹرک ٹرائی سائیکل |
| 4 | رابرٹ ڈیوڈسن | سکاٹش موجد | 1837-1840 | 1837 میں اپنی بیٹریاں بنائیں اور اپنی پہلی منصفانہ سائز کی الیکٹرک موٹر بنائی۔ |
| 5 | Gustave Trouvé | 1881 | سیمنز کی طرف سے سٹارلی ایکومولیٹر کے ساتھ تیار کردہ ایک چھوٹی برقی موٹر کو بہتر بنایا گیا ہے۔ اس نے یہ انجن انگلش ٹرائی سائیکل پر نصب کیا، اس طرح اس نے تاریخ کی پہلی ای وی ایجاد کی۔ | |
| 6 | ولیم موریسن | امریکا | 1892 | اپنی چھ افراد والی چار ہارس پاور والی گاڑی تیار کی جو تقریباً 14 میل فی گھنٹہ کی زیادہ سے زیادہ رفتار حاصل کر سکتی ہے۔ |
| 7 | ہنری فورڈ | ڈیٹرائٹ | 1893 | 1893 میں پٹرول انجن کا کامیاب تجربہ کیا۔ [https://www .history.com/topics/inventions/model-t]. |
| 8 | ہنری جی مورس اور پیڈرو جی سالوم | فلاڈیلفیا | 1894 | الیکٹرو بیٹ نے گھوڑے سے چلنے والی ٹیکسیوں کے مقابلے میں اپنے کم وقت اور زیادہ دوروں کی وجہ سے ایک منافع بخش کاروبار پیش کیا۔ |
| 9 | بیل لیبارٹریز، | امریکا | 1945 | thyristors ایجاد کیا جس نے تیزی سے ویکیوم ٹیوبوں کی جگہ لے لی |
| 10 | ولیم شاکلی۔ | بیل لیبارٹریز، | 1950 | سلکان کنٹرولڈ ریکٹیفائر (SCR) یا تھائیرسٹر |
| 11 | مول اور دیگر پاور انجینئرز | جنرل الیکٹرک | 1956 | ولیم شاکلی کے ذریعہ ایس سی آر |
| 12 | جنرل موٹرز (جی ایم) | جنرل موٹرز (جی ایم) | 1966 | الیکٹرووان |
الیکٹرک گاڑیوں پر دلچسپ حقائق!!
| Srl نمبر | تفصیلات |
|---|---|
| 1 | USA میں الیکٹرک کار ریس نے 1897 سے بہت سے شائقین کو اپنی طرف متوجہ کیا۔ اس سال پوپ مینوفیکچرنگ کمپنی نے تقریباً 500 EVs بنائی تھیں۔ |
| 2 | 20ویں صدی کی پہلی تین دہائیاں (1910-1930) EVs کے لیے بہترین ادوار تھیں۔ اس عرصے کے دوران الیکٹرک گاڑیوں نے پٹرول کی گاڑیوں سے مقابلہ کیا اس وقت کے امریکی شہروں کی کچی سڑکوں کے ساتھ، ان کی چھوٹی ڈرائیونگ رینجز کوئی مسئلہ نہیں تھیں۔ لیکن، یورپ میں، پکی سڑکوں کی وجہ سے طویل فاصلے کے سفر میں بہتری آئی، عوام لمبی رینج والی کاریں چاہتے تھے، جسے ICE گاڑیاں پیش کرنے کے لیے تیار تھیں۔ |
| 3 | بڑے امریکی شہروں نے 1910 کی دہائی میں بجلی کے فوائد سے لطف اندوز ہونا شروع کیا۔ ان دنوں EVs کے لیے چھوٹی ڈرائیونگ رینجز سازگار تھیں۔ EVs کو ٹیکسیوں اور ڈیلیوری وین کے لیے بیڑے کے مالکان کے ساتھ مارکیٹ میں آسانی سے قبولیت حاصل تھی۔ |
| 4 | آئی سی ای گاڑیوں کی تاریخ میں تین اہم واقعات نے ان کی تیز رفتار ترقی کو تحریک دی اور ساتھ ہی ای وی کے تابوت میں آخری کیل بھی ٹھونک دی۔ a 1908 میں ہنری فورڈ کے "کم لاگت، زیادہ والیوم" ماڈل T کا تعارف۔ [https://en .wikipedia.org/wiki/Ford_Model_T] ب چارلس کیٹرنگ نے 1912 میں الیکٹرک آٹوموبائل اسٹارٹر ایجاد کیا۔ c یو ایس ہائی وے سسٹم نے امریکی شہروں کو ملانا شروع کیا۔ |
| 5 | 1960 اور 1970 کی دہائیوں کے ماحولیاتی خدشات نے EVBs پر R&D کاموں کو زبردست تحریک دی۔ حد اور کارکردگی اب بھی رکاوٹیں تھیں۔ |
| 6 | ایک بار پھر 1973 اور 1979 کے تیل کے بحرانوں نے ای وی بی کی ترقی کو مزید حوصلہ دیا۔ |
| 7 | ICE گاڑیوں کی بڑی آبادی نے ہوا کے معیار کے معیارات کی خلاف ورزی کرتے ہوئے ہوا کے معیار کے مسائل پیدا کیے ہیں۔ یہ خاص طور پر دنیا کے ترقی یافتہ شہروں میں تھا۔ اس نے 1990 کے اوائل میں ریاست کیلیفورنیا، USA کو ای وی کے فروغ کے لیے کلین ایئر ایکٹ کو اپنانے پر آمادہ کیا۔ |
| 8 | کلین ایئر ایکٹ نے اصل میں لازمی قرار دیا تھا کہ ریاست میں فروخت ہونے والی تمام نئی لائٹ ڈیوٹی گاڑیوں میں سے 2% 1998 (30,000 EVs) ZEV ہوں گی، 2001 میں 5% (75,000) بڑھ کر 2003 میں 10% ہو جائیں گی (1,50,000)۔ اس کے علاوہ، وہ ریاستیں جو کیلیفورنیا کے پروگرام کی پیروی نہیں کرتی ہیں، آٹو مینوفیکچررز کو 1994 اور 1996 کے درمیان لائٹ ڈیوٹی والی گاڑیوں میں NOx اور کل ہائیڈرو کاربن کے اخراج کو بالترتیب 60% اور 39% کم کرنا چاہیے۔ 2003 میں ماحولیاتی تحفظ ایجنسی (EPA) کو اخراج میں مزید 50 فیصد کمی کی ضرورت تھی۔ |
| 9 | 29 مارچ 1996 کو، کیلیفورنیا ایئر ریسورسز بورڈ (CARB) 1998 ZEV مینڈیٹ کو منفی طور پر متاثرہ آٹو مینوفیکچررز اور تیل فراہم کرنے والوں کی طرف سے سخت دباؤ کے نتیجے میں نرم کر دیا گیا، ایک آزاد پینل کا اندازہ ہے کہ جدید بیٹریاں اس سال تک دستیاب نہیں ہو سکیں گی۔ 2001 بھی ایک اور وجہ تھی۔ مندرجہ بالا پینل کے جائزے کے مطابق، ایسی بہتر بیٹریاں کسی حد تک سستی قیمت پر حال ہی میں 2018 میں دستیاب تھیں (پیک لاگت US$ 176/kWh = 127 سیل لاگت + 49 پیک لاگت)۔ بیٹری کے ماہرین نے پیش گوئی کی ہے کہ EVB کی قیمت 2025 تک < 100 USD/kWh اور 2030 تک USD 62/kWh تک آ جائے گی (ایکسٹراپولیشن کے ذریعے) |
| 10 | ریاستہائے متحدہ ایڈوانسڈ بیٹری کنسورشیم (USABC): USA کی وفاقی حکومت اور تین بڑے امریکی آٹوموبائل مینوفیکچررز (Chrysler, Ford and General Motors) نے اپنے وسائل (تقریباً 262 ملین امریکی ڈالر) کو 3 سال کی مدت میں بیٹری ریسرچ میں جمع کرنے کا فیصلہ کیا۔ ان مینوفیکچررز نے دیگر تنظیموں جیسے الیکٹرک پاور ریسرچ انسٹی ٹیوٹ (ای پی آر آئی) کے ساتھ مل کر سال 1991 میں یونائیٹڈ اسٹیٹس ایڈوانسڈ بیٹری کنسورشیم (یو ایس اے بی سی) قائم کیا، جس میں یو ایس اے کی حکومت مساوی فنڈنگ کرتی ہے۔ |
| 11 | USABC نے پہلے مرحلے (1994-95) کے لیے ایک عبوری بیٹری پیک اور ایک طویل مدتی ہدف تیار کرنے کا ارادہ رکھتے ہوئے EV بیٹریوں (ٹیبل 3) کے لیے اہداف کے دو سیٹ بنائے ہیں تاکہ EV کی کارکردگی IC انجن والی گاڑیوں کے ساتھ مسابقتی ہو۔ |
| 12 | ایڈوانسڈ لیڈ ایسڈ بیٹری کنسورشیم (ALABC): ALABC [5. RF Nelson, The Battery Man, May 1993, pp. 46-53] مارچ 1992 میں ایک 4 سالہ ریسرچ پلان کو منظم کرنے کے لیے قائم کیا گیا تھا جس میں 19.3 ملین امریکی ڈالر (تقریباً 48 کروڑ روپے) کے فنڈز کی ترقی کے لیے -کارکردگی EV لیڈ ایسڈ بیٹری جو مختصر سے درمیانی مدت میں EV مارکیٹ کا ایک اہم حصہ فراہم کرے گی۔ ALABC کا انتظام انٹرنیشنل لیڈ زنک ریسرچ آرگنائزیشن (ILZRO) کے ذریعے کیا جاتا ہے اور یہ چودہ بڑے لیڈ پروڈیوسرز، بارہ بیٹری مینوفیکچررز، الیکٹرک یوٹیلیٹیز، موٹر مینوفیکچررز، چارجر اور کپلنگ مینوفیکچررز، پاور ٹرین سپلائرز، کنٹرولر/ الیکٹرانکس مینوفیکچررز، کے درمیان شراکت دار تنظیم ہے۔ اور ای وی تجارتی تنظیمیں۔ |
| 13 | 1991 سے، کوآپریٹو R&D معاہدوں کو وہیکل ٹیکنالوجیز آفس (VTO) کے درمیان توانائی کے محکمے (DOE's) the United States Advanced Battery Consortium (USABC) کے درمیان حتمی شکل دی گئی۔ |
| 14 | سالانہ لی آئن بیٹری مارکیٹ کا سائز 25 بلین ڈالر (2019) سے بڑھ کر 116 بلین ڈالر (2030) ہو سکتا ہے۔ |
| 15 | بیٹری پیک کی قیمت 2019 میں 1100 $/kWh سے کم ہو کر 156 ہو گئی ہے اور 2030 میں 62 ڈالر/kWh ہونے کا امکان ہے۔ (بلومبرگ این ای ایف) |
الیکٹرک گاڑیوں کے لیے نکل میٹل ہائیڈرائیڈ بیٹری ٹیکنالوجی
Ni-MH بیٹری سسٹم کی ایجاد Ni-Cd اور Ni-H2 دونوں بیٹریوں سے ماخوذ ہے۔ Ni-Cd سسٹم میں سی ڈی کو ایک خطرناک مواد سمجھا جاتا ہے۔ نئے نظام کے منسلک فوائد اعلی مخصوص توانائی، کم دباؤ اور Ni-MH خلیات کی لاگت تھے۔ اس کام کو 20 سال کے عرصے میں دو جرمن آٹو ساز اداروں نے تعاون کیا۔
توانائی پیدا کرنے والے الیکٹرو کیمیکل رد عمل:
منفی الیکٹروڈ کے علاوہ Ni-Cd اور Ni-MH خلیات کے درمیان بہت زیادہ مماثلت ہے۔ جیسا کہ Ni-Cd خلیات کے معاملے میں، خارج ہونے کے دوران، مثبت فعال مواد (PAM)، نکل آکسی ہائیڈرو آکسائیڈ، نکل ہائیڈرو آکسائیڈ میں کم ہو جاتا ہے۔ (اس طرح، مثبت الیکٹروڈ ایک کیتھوڈ کے طور پر برتاؤ کرتا ہے):
NiOOH + H 2 O +e – ڈسچارج↔چارج Ni(OH) 2 + OH – E° = 0.52 وولٹ
منفی ایکٹیو میٹریل (NAM)، رد عمل ظاہر کرتا ہے جیسا کہ ذیل میں دیا گیا ہے: (اس طرح منفی الیکٹروڈ انوڈ کی طرح برتاؤ کرتا ہے):
MH + OH – ڈسچارج↔چارج M + H 2 O + e – E° = -0.83 وولٹ
یعنی ہائیڈروجن کا اخراج خارج ہونے کے دوران ہوتا ہے۔
خارج ہونے والے مادہ کے دوران کل ردعمل ہے
NiOOH + H 2 O + e – ڈسچارج↔ چارج Ni(OH) 2 + OH
MH + OH – ڈسچارج↔چارج M + H 2 O + e –
NiOOH + MH ڈسچارج↔چارج Ni(OH) 2 + M E° = 1.35 وولٹ
براہ مہربانی یاد رکھیں کہ
سیل وولٹیج = V مثبت – V منفی
لہذا 0.52 – (-0.83) = 1.35 V
یہاں یہ بات قابل ذکر ہے کہ آدھے خلیے کے رد عمل میں دکھائے گئے پانی کے مالیکیول مجموعی یا کل خلیے کے رد عمل میں ظاہر نہیں ہوتے۔ یہ الیکٹرولائٹ (آبی پوٹاشیم ہائیڈرو آکسائیڈ محلول) کی وجہ سے ہے جو توانائی پیدا کرنے والے رد عمل میں حصہ نہیں لے رہا ہے اور یہ صرف چالکتا کے مقاصد کے لیے ہے۔ یہ بھی نوٹ کریں کہ لیڈ ایسڈ سیلز میں الیکٹرولائٹ کے طور پر استعمال ہونے والے سلفیورک ایسڈ کا آبی محلول دراصل رد عمل میں حصہ لے رہا ہے جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے:
PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 ڈسچارج↔چارج 2PbSO 4 + 2H 2 O
یہ لیڈ ایسڈ سیلز اور الکلین سیلز کے درمیان ایک اہم فرق ہے۔ الٹا عمل چارج رد عمل کے دوران ہوتا ہے۔
سیل شدہ نکل میٹل ہائیڈرائڈ سیل ایک آکسیجن کی بحالی کے رد عمل کا استعمال کرتا ہے جیسا کہ والو ریگولیٹڈ لیڈ ایسڈ (VRLA) خلیوں میں ہوتا ہے، اس طرح اندرونی دباؤ میں ناپسندیدہ اضافے کو روکتا ہے جس کے نتیجے میں گیسوں کی پیداوار کے نتیجے میں گیسوں کے اخراج کی طرف بڑھتے ہیں۔ چارج اور خاص طور پر زیادہ چارج کے دوران۔
چارج کے دوران، PAM NAM سے پہلے مکمل چارج تک پہنچ جاتا ہے اور اس طرح مثبت الیکٹروڈ آکسیجن تیار کرنا شروع کر دیتا ہے۔
4OH – → 2H 2 O + O 2 + 4e –
اس طرح مندرجہ بالا رد عمل سے تیار ہونے والی گیس الگ کرنے والے کے غیر محفوظ میٹرکس کے ذریعے NAM تک سفر کرتی ہے جس کی مدد سے الیکٹرولائٹ کی تعمیر سے محروم افراد اور ایک مناسب جداکار کو استعمال کرتے ہیں۔
چونکہ O 2 MH الیکٹروڈ کے ساتھ مل کر منفی الیکٹروڈ پر پانی پیدا کرتا ہے، اس لیے بیٹری کے اندر دباؤ بڑھنے سے روکا جاتا ہے۔ اس کے باوجود، اضافی چارج یا چارجر کی خرابی کی صورت میں حفاظتی والو موجود ہے۔
4MH + O 2 → 4M + 2H 2 O
مزید یہ کہ، ڈیزائن کے لحاظ سے، NAM کو کبھی بھی مکمل چارج ہونے کی اجازت نہیں دی جاتی، اس طرح ہائیڈروجن کی پیداوار کے امکان کو روکا جاتا ہے۔ مزید برآں، O2 جنریشن کو سیل کی دوبارہ ملاپ کی کارکردگی کی صلاحیت سے زیادہ محدود کرنے کے لیے ذہین چارج الگورتھم کی پیروی کرنا بہت ضروری ہے۔ یہ دو فعال مواد کے تناسب کے محتاط کنٹرول سے بھی حاصل کیا جاتا ہے۔
قارئین Ni-MH بیٹریوں کے تفصیلی اکاؤنٹ کے لیے درج ذیل کا حوالہ دے سکتے ہیں۔
a ہینڈ بک میں مائیکل Fetcenko اور John Koch کے ذریعے Ni-MH بیٹریوں پر باب
ب Kaoru Nakajima اور Yoshio Nishi Chapter 5 in: Energy Storage Systems for Electronics.
برقی گاڑیوں میں لیڈ ایسڈ بیٹری ٹیکنالوجی
ایڈوانسڈ لیڈ ایسڈ بیٹری کنسورشیم (ALABC) [7. JF Cole, J. Power Sources, 40, (1992) 1-15] مارچ 1992 میں قائم کیا گیا تھا تاکہ 19.3 ملین امریکی ڈالر (تقریباً 48 کروڑ روپے) کے فنڈ کے ساتھ 4 سالہ ریسرچ پلان کو منظم کیا جا سکے۔ اعلی کارکردگی والی EV لیڈ ایسڈ بیٹری جو مختصر سے درمیانی مدت میں EV مارکیٹ کا ایک اہم حصہ فراہم کرے گی۔
ILZRO نے اس کنسورشیم کا انتظام کیا اور چودہ بڑے لیڈ پروڈیوسرز، بارہ بیٹری مینوفیکچررز، الیکٹرک یوٹیلیٹیز، موٹر مینوفیکچررز، چارجر اور کپلنگ مینوفیکچررز، پاور ٹرین سپلائرز، کنٹرولر/الیکٹرانکس مینوفیکچررز، اور EV تجارتی تنظیموں کے درمیان شراکت داری کی تنظیم ہے۔ اس وقت 13 ممالک سے تعلق رکھنے والے ممبران کی تعداد 48 ہے۔ ALABC (اب CBI) کے پانچ اہم تحقیقی اور ترقیاتی اہداف ہیں جنہیں جدول 3 میں شامل کیا گیا ہے۔ اعلی درجے کی لیڈ ایسڈ بیٹریاں الیکٹرک گاڑیوں کو 90 میل یا اس سے زیادہ کی یومیہ سفر کی حد، چند منٹوں کے ری چارجنگ کے اوقات اور تقریباً 3 سال کی زندگی میں فراہم کرنے کی صلاحیت رکھتی ہیں۔
1998 میں ALABC کی ٹیکنالوجی کی حالت اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ، فی الحال ٹرین میں پروجیکٹس کے ساتھ، والو ریگولیٹڈ لیڈ ایسڈ بیٹریاں جن کی کارکردگی کی خصوصیت 48 Wh/kg، 150W/kg ہے، 10 منٹ میں 80% کی تیز رفتار چارج، اور 800 کی سائیکل لائف 1998 کے اختتام سے پہلے ترقی کے لیے شیڈول پر ہے۔ اس طرح کی کارکردگی کا حصول 1990 کی دہائی کے دوران لیڈ ایسڈ بیٹری کمیونٹی کی طرف سے ایک شاندار پیش رفت کی نمائندگی کرے گا اور 100 میل سے زیادہ فی چارج رینج کے ساتھ ایک الیکٹرک آٹوموبائل کا امکان پیش کرے گا، جو ایک دن میں کئی بار دہرایا جا سکتا ہے۔ بیٹری پیک کی زندگی بھر میں 500 بار [https://batteryuniversity .com/learn/article/battery_developments]
الیکٹرک گاڑیوں میں لیتھیم آئن بیٹریاں
لتیم آئن بیٹریوں کی ترقی کی تاریخ
جدول 3:
| تحقیقی کام | موجد/مصنف | سال | وابستگی | ریمارکس |
|---|---|---|---|---|
| ٹھوس مرحلے NaAl11O17 کی اعلی ionic چالکتا کی دریافت، جسے سوڈیم β-alumina کہا جاتا ہے، Na-S بیٹری سسٹم کی طرف جاتا ہے۔ | کمر اور ساتھی کارکنان | 1967 | فورڈ موٹر کمپنی لیبارٹری | لی آئن سیل کی تاریخ شروع ہوئی۔ |
| Na-S بیٹری سسٹم | این ویبر اور جے ٹی کمر | 1967 | فورڈ موٹر کمپنی لیبارٹری | اعلی درجہ حرارت کا نظام |
| FeS یا FeS2 کا مطالعہ کیتھوڈ مواد بمقابلہ لی دھات کے طور پر کیا گیا۔ | DR Vissers et.al. | 1974 | اے این ایل | لی کے ساتھ رد عمل کے بعد، یہ مواد دوبارہ تشکیل نو کے رد عمل سے گزرتے ہیں، ابتدائی مراحل کے غائب ہونے اور نئے کی تشکیل کے ساتھ۔ |
| لی میٹل اینوڈ اور ٹائٹینیم سلفائیڈ (TiS2) کیتھوڈ | پروفیسر وِٹنگھم | 1976 | Binghamton University, Binghamton, New York 13902, United States | لی نے سائیکلنگ پر دھات کی سطح پر ڈینڈرائٹس بنائے، جس کے نتیجے میں شارٹ سرکٹ ہوئے۔ |
| ابتدائی طور پر لیتھیم پر مشتمل مواد، اور الیکٹرو کیمیکل طور پر ان سے لتیم کو حذف کرنا، 1980 میں Li1−xCoO2 پر کام تھا۔ | پروفیسر Goodenough اور ساتھی کارکنان | 1980 | آکسفورڈ یونیورسٹی، برطانیہ | لی انٹرکلیشن مرکبات |
| کوک پر مبنی خصوصی انوڈ مواد | اکیرا یوشینو | 1985 | نیا انوڈ مواد | |
| مندرجہ بالا انوڈ مواد کو LixCoO2 کے ساتھ ملایا گیا تھا۔ | اکیرا یوشینو | 1986 | آساہی کاسی کارپوریشن | لی آئن سیل |
| لی آئن بیٹری کی حفاظت ثابت ہوئی۔ | اکیرا یوشینو | 1986 | آساہی کاسی کارپوریشن | لی آئن بمقابلہ لی میٹل اینوڈ سیفٹی ثابت ہوئی۔ |
| 1991 میں ایک تجارتی لی آئن بیٹری۔ | 1991 | سونی کارپوریشن | ||
| مزید ترقی کے ساتھ، لی آئن بیٹری کو تجارتی بنایا گیا۔ | 1992 | آساہی کیسئی اور توشیبا کا مشترکہ منصوبہ۔ | ||
| نئے کیتھوڈ مواد لی مینگنیٹ اور لی آئرن فاسفیٹ | Goodenough کا گروپ | 1997 | Goodenough کا گروپ | |
| گریفائٹ انوڈ | 1990 |
لی آئن لیتھیم کوبالٹیٹ (LCO) سیل کیمسٹری
کل ردعمل ہے
C 6 + LiCoO 2 ⇄ Li x C 6 + Li 1-x CoO 2
E سیل = 3.8 – (0.1) = 3.7 V۔
LiFePO 4 کیمسٹری کا لی آئن سیل
کل ردعمل LiFePO 4 + 6C →LiC 6 + FePO 4
ای سیل = 3.3 – (0.1) = 3.2 V
جدید الیکٹرک گاڑیوں کا دور
یہ واقعی 1990 کی دہائی تک نہیں تھا جب بڑے کار ساز اداروں نے ہائبرڈ اور الیکٹرک گاڑیوں کے حل پر کام کرنے کے نتائج دینا شروع کردیے۔ ان پیش رفتوں کے متوازی طور پر، پہلی تجارتی لتیم آئن بیٹریاں 1991 میں مارکیٹ میں متعارف کرائی گئی تھیں اور انہیں تیزی سے اپنا لیا گیا تھا۔ پرسنل الیکٹرانکس کے تیزی سے پھیلاؤ کے ساتھ، یہ اعلی توانائی کی کثافت والی بیٹریاں پورٹیبل الیکٹرانکس سے لے کر ہائبرڈ اور الیکٹرک گاڑیوں تک بہت سی مختلف ایپلی کیشنز کے لیے انتخاب کا توانائی ذخیرہ کرنے کا حل بن گئیں۔
ای وی کا جدید دور 1970 کی دہائی میں تیل کی قلت کی وجہ سے متاثر ہوا۔
جدید HEVs/الیکٹرک وہیکل کی ترقی
ٹیبل 4
| EV/HEV | تقریبا. سال | ریمارکس |
|---|---|---|
| جنرل موٹرز (GM) EV1۔ | 1996-1999 | ای وی 1 |
| متوازی ہائبرڈ ٹرک" (PHT)، | 1999 | |
| 2-موڈ ہائبرڈ سسٹم | 2008 | |
| "بیلٹ الٹرنیٹر-اسٹارٹر" (BAS) قسم کا ہلکا ہائبرڈ سسٹم | 2011 | 1. GM کا پہلا BAS ایک 36-V سسٹم تھا جس میں ایک Ni-MH بیٹری تھی جسے Cobasys نے تیار کیا تھا۔ 2. دوسری نسل (ای-اسسٹ) نے سسٹم کے وولٹیج کو 115 V تک بڑھا دیا اور Hitachi Vehicle Energy Ltd کی طرف سے ڈیزائن کردہ 0.5 kWh کی Li-ion Air-cooled بیٹری میں تبدیل ہو گئی۔ |
| جی ایم کی وولٹیک ٹیکنالوجی | 2010 | وولٹ ایک "سیریز ہائبرڈ" ہے جو LG Chem کے سیلز کے ساتھ 355-V لتیم آئن بیٹری کے ساتھ ایک چھوٹے ICE کو جوڑتا ہے اور GM اور دو الیکٹرک موٹرز کے ڈیزائن کردہ پیک۔ |
| ٹویوٹا ہائبرڈ سسٹم (THS) | 1997 | ~1.7 kWh توانائی کے ساتھ ایئر کولڈ 288-V Ni-MH بیٹری |
| تمام الیکٹرک RAV4 SUV | 2006 | Tesla Model-S بیٹری پیک پر مبنی دوسری جنریشن RAV4 EV بیٹری میں تقریباً 52 kWh کے ساتھ 386-V Li-ion بیٹری تھی۔ |
| ہونڈا انسائٹ | 1999-2006 | ایک "دو نشستوں والی، سب سے زیادہ ایندھن کی معیشت والا پٹرول - ایندھن سے چلنے والی ہائبرڈ گاڑی |
| مٹسوبشی | 2009 | i-Miev |
| مزدا | 2000-2011 | ان کے خراج تحسین، Mazda3، اور Mazda6 پر ہائبرڈ اختیارات |
| ہنڈائی | 2012 | ایک ہائبرڈ سوناٹا، ٹسکن اور ایلانٹرا۔ |
| کِیا | 2000 | ایک ہائبرڈ اوپٹیما |
| سبارو | 2007 | XV Crosstrek اور ایک سٹیلا پلگ ان ہائبرڈ۔ |
| نسان | 2010 | پتی۔ |
| فورڈ | 2011 | 1. فوکس ای وی 23 kWh کی Li-ion بیٹری (LG Chem) استعمال کرتا ہے۔ 2. C-Max (2012) |
| BMW | 2013 | e-Tron، i-8، اور ایکٹو ہائبرڈ |
| چینی BYD، بیجنگ آٹوموٹیو انڈسٹری کارپوریشن (BAIC)، گیلی، شنگھائی آٹوموٹیو انڈسٹری کارپوریشن (SAIC) چانگان، چیری، ڈونگ فینگ، فرسٹ آٹو ورکس (FAW)، برلینس آٹوموٹیو، فوٹون، گریٹ وال، لائفان، اور بہت سے دوسرے | 2000 کے بعد کا حصہ | . |
آج، ای وی اور ایچ ای وی واضح طور پر یہاں رہنے کے لیے ہیں۔ 2030 کی دہائی کے اوائل تک، جیسا کہ ٹیکنالوجی میں مسلسل بہتری آرہی ہے اور بیٹریوں کی لاگت آسانی سے سستی ہو جاتی ہے، زیرو ایمیشن ای وی (ZEVs) کا آپشن گاڑیوں کے مالکان کے لیے دیگر تمام آپشنز کو پیچھے چھوڑ دے گا۔
EV بیٹری کی قیمتیں، جو 2010 میں $1,100 فی کلو واٹ گھنٹہ سے زیادہ تھیں، 2019 میں 87% گر کر $156/kWh رہ گئی ہیں۔ 2023 تک، اوسط قیمتیں $100/kWh کے قریب پہنچ سکتی ہیں۔
جدول 5
[2. گلوبل ای وی آؤٹ لک 2020 (IEA) صفحہ 155، https://webstore.iea.org/download/direct/3007]
الیکٹرک گاڑیوں کا اسٹاک، سیلز، مارکیٹ شیئر، بیٹری کا سائز، رینج وغیرہ۔
| سال | 2010 | 2017 | 2018 | 2019 | 2025 | 2030 | ریمارکس |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| فروخت (ملین) | 0.017 | 0.45 | 2.1 | ||||
| فروخت (ملین) | 7.2 | 2019 میں چین میں 47 فیصد | |||||
| اسٹاک کی توسیع | 60% | 2014-19 کی مدت میں سالانہ اوسطاً 60 فیصد اضافہ ہوا ہے۔ | |||||
| چین کا حصہ | 47% | ||||||
| عالمی کاروں کی فروخت | 2.6% | ||||||
| عالمی اسٹاک | 1% | ||||||
| % میں اضافہ | 40% | اضافے کی دو وجوہات: اعلی kWh بیٹریوں والے EV ماڈلز اور اس لیے فی الحال پیش کردہ اور متوقع اعلی رینجز PHEVs کے مقابلے BEVs کا مارکیٹ شیئر بڑھ رہا ہے۔ | |||||
| بیٹری پیک کا اوسط سائز (kWh) | 37 | 44 | 2012 میں 20-30 کلو واٹ گھنٹے (kWh) | ||||
| بیٹری پیک سائز (kWh) | 50 سے 70 | 48 سے 57 | 70 سے 80 | تقریباً PHEVs کے لیے۔ 2018 میں 10-13 kWh (تمام الیکٹرک ڈرائیونگ رینج کے 50-65 کلومیٹر) اور 2030 میں 10-20 kWh۔ سال 2019 - 14% اضافہ سال 2018 کے مطابق | |||
| اوسط رینج (کلومیٹر) | 350 سے 400 | ||||||
| عالمی پیشن گوئی | 2019 میں، عالمی پیشن گوئی = 3% مارکیٹ شیئر |
| سال | اضافہ یا کمی (%) | |
|---|---|---|
| نمو کا فیصد | 2016 سے 2019 تک | 6% اضافہ |
| نمو کا فیصد | 2016 سے 2019 تک | 30% کمی |
IEA کے مطابق، بیان کردہ پالیسیوں کا منظر نامہ ( SPC ) ایک ایسی صورت حال ہے جو موجودہ حکومتی پالیسیوں کو شامل کرتی ہے۔ اور پائیدار ترقی کا منظر نامہ ( SDC ) پیرس موسمیاتی معاہدے کے اہداف سے پوری طرح مطابقت رکھتا ہے۔ مؤخر الذکر میں EV30@30 مہم کے اہداف شامل ہیں (2030 تک دو پہیوں کے علاوہ تمام طریقوں کی EVs کے لیے 30% مارکیٹ شیئر)۔
SPC میں، عالمی EV اسٹاک (تمام موڈز، سوائے دو اور تین پہیوں کے)، تقریباً 8 ملین (2019) سے بڑھ کر 50 ملین (2025) اور بہت قریب 140 ملین (2030، تقریباً 7%) تک پہنچ جاتا ہے۔ سالانہ اوسط شرح نمو کے مطابق 30% کے قریب
EV کی فروخت تقریباً 14 ملین تک پہنچ گئی (2025، تمام روڈ گاڑیوں کی فروخت کے 10% کے برابر) اور 25 ملین (2030، تمام روڈ گاڑیوں کی فروخت کے 16% کے برابر)۔
SDC میں، 2025 میں عالمی ای وی کا اسٹاک تقریباً 80 ملین گاڑیوں تک پہنچ گیا اور 2030 میں 245 ملین گاڑیاں (دو/تین پہیوں کے علاوہ۔
EV30@30 مہم 2017 میں آٹھویں کلین انرجی منسٹریل میں شروع کی گئی تھی۔ حصہ لینے والے ممالک میں کینیڈا، چین، فن لینڈ، فرانس، بھارت، جاپان، میکسیکو، نیدرلینڈ، ناروے، سویڈن اور برطانیہ ہیں۔
| سال | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2025 | 2030 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| سالانہ لی آئن بیٹری مارکیٹ سائز (بلین ڈالر) | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 25 | 60 | 116 | |
| بیٹری پیک کی قیمت ($/kWh) | 1100 | -- | -- | 650 | 577 | 373 | 288 | 214 | 176 | 156 | 100 | 62 |
شکل 1.
عالمی سالانہ لتیم آئن بیٹری مارکیٹ کا سائز
https://www.greencarcongress.com/2019/12/20191204-bnef.html
2030 میں الیکٹرک گاڑیوں کے لیے LIBs کی سیلز مارکیٹ کا حجم تقریباً 120 بلین امریکی ڈالر تک پہنچ سکتا ہے۔
بیٹری کی قیمتیں، جو 2010 میں USD 1,100/kWh اور 2016 میں USD 288/kWh سے زیادہ تھیں، پچھلے سال (2019) USD 156/kWh پر آ گئیں اور تقریباً چار سال کے بعد، اوسط قیمت USD 100/ کے بہت قریب ہو سکتی ہے۔ kWh، جیسا کہ ایک مارکیٹ ریسرچ کمپنی نے رپورٹ کیا ہے۔ EV بنانے والوں میں سے ایک نے سب سے زیادہ آسانی سے دستیاب 18659 سیل کا استعمال کیا تاکہ لاگت کو USD 250/kWh تک کم کیا جا سکے۔
ANL نے EVs کے لیے لیتھیم آئن سیلز کی کارکردگی اور پیداواری لاگت کا اندازہ لگانے کے لیے کیلکولیشن ماڈل (BatPac) تیار کیا۔ 80 kWh بیٹری کی ایک خاص قسم کی سیل کیمسٹری اور ایک مخصوص سالانہ پیداواری صلاحیت کا استعمال کرتے ہوئے، بیٹری کی اوسط قیمتوں کا تخمینہ 105 سے 150 USD/kWh کی حد میں لگایا گیا تھا۔
کچھ EV بیٹری پیک کی مثالیں۔
EV صارف بیٹریوں پر 8 سال کی وارنٹی یا ایک خاص کلومیٹر کی حد کی توقع کرتا ہے۔ ایک معروف EV مینوفیکچرر لامحدود مائلیج کے علاوہ 8 سال کی وارنٹی بھی پیش کرتا ہے۔
توشیبا کا دعویٰ ہے کہ اس کی بیٹری 90% kWh کو برقرار رکھے گی یہاں تک کہ 5000 سائیکلوں کے بعد بھی جو کہ 14 سال کے ریچارج سائیکلوں کے برابر یومیہ ایک سائیکل پر ہے۔ اگرچہ توشیبا 2021 میں بیٹری فروخت کرنے کی بات کر رہی ہے، لیکن اس کی قیمت کا دعویٰ نہیں ہے۔
ٹیسلا بیٹری رپورٹ (http://doc.xueqiu.com/1493d8803372d3fd67cb5c51.pdf) (کاپی رائٹ: 2014 ٹوٹل بیٹری کنسلٹنگ، انکارپوریشن)
EV بیٹری پیک (کاپی رائٹ: 2014 Total Battery Consulting, Inc.) (http://doc.xueqiu.com/1493d8803372d3fd67cb5c51.pdf)
گلوبل ای وی چارجنگ انفراسٹرکچر
لائٹ ای وی چارجر کا ایک بڑا حصہ صارفین کی ملکیت ہے۔ چین تقریباً 80% پبلک چارجرز کا مالک ہے جبکہ عالمی لائٹ ڈیوٹی ای وی اسٹاک کا 47% ہے۔ صرف پچھلے سال (2019)، چین میں پبلک چارجرز میں اضافہ عالمی پبلک چارجرز کا 60% تھا اور اس ملک میں دنیا کے 80% پبلک چارجرز اور 50% عوامی طور پر قابل رسائی سست چارجرز تھے۔
جدول 7
گلوبل ای وی چارجنگ انفراسٹرکچر
[ گلوبل ای وی آؤٹ لک 2020 (IEA) https:// webstore .iea.org/download/direct/3007 ]۔
الیکٹرک لائٹ ڈیوٹی گاڑیوں کے چارجرز کی اکثریت پرائیویٹ چارجرز ہیں۔
| چارجرز دستیاب (ملین) | 7.3 | |||
|---|---|---|---|---|
| نجی | عوام | فاسٹ چارجرز | سست چارجرز | |
| 6.5 ملین ~ 80% | 0.876 ملین 12% (862 000) | 4% 263 000 | 8% 598 000 |
2018 کے مقابلے میں 60 فیصد اضافہ
بسیں 2019
دستیاب چارجرز – 184000 یونٹس (2018 (157 000) کے مقابلے 2019 میں 17 فیصد اضافہ ہوا
عالمی الیکٹرک ٹرک چارجنگ انفراسٹرکچر۔
| ٹرک کی قسم | درمیانے مال بردار ٹرک (3.5 سے 15 ٹن GVW) | بھاری مال بردار ٹرک (>15 ٹن GVW) |
| بیٹری پیک توانائی کا سائز | 70 - 300k Wh | 200 - 1000k Wh |
ہندوستانی منظر نامہ: ای وی اور ای وی چارجنگ انفراسٹرکچر
ہندوستانی ای وی اسٹاک
نئی پالیسیوں کے منظر نامے میں 2030 میں ہندوستان میں تمام طریقوں پر فروخت میں EVs کا حصہ تقریباً 30% تک پہنچ گیا، تقریباً اپنے ہدف کے مطابق (حکومت ہند، 2018)۔ گاڑیوں کی برقی کاری بنیادی طور پر دو پہیوں والے طبقے میں ہے جس میں BEVs 2030 میں دس میں سے چار نئے یونٹس کا حصہ ہیں۔ EVs LDV اور شہری بس مارکیٹوں میں بھی داخل ہوتی ہیں، جو تمام مسافر کاروں اور LCVs کے 14% تک پہنچ جاتی ہیں، اور تمام بسوں کی فروخت کے 11% تک پہنچ جاتی ہیں۔
بھارت میں EVs کی تعیناتی کو 2017 میں 2030 تک الیکٹرک گاڑیوں میں مکمل منتقلی کے مقصد سے حوصلہ افزائی کی گئی۔ 2018 میں، 30% کا ہدف قائم کیا گیا تھا اور اس کی حمایت متعدد پالیسی اقدامات جیسے کہ معیاری کاری، عوامی بیڑے کی خریداری، اور ہدف شدہ اقتصادی مراعات سے کی جا رہی ہے، دونوں گاڑیوں کو اٹھانے اور چارجنگ انفراسٹرکچر کی تعیناتی کے لیے۔
EV30@30 منظر نامے میں، برقی نقل و حرکت کی منتقلی میں عالمی سطح پر آگے نکلنے والے کے طور پر، ہندوستان 2030 میں 29% کے تمام طریقوں (دو/تین پہیوں کے علاوہ) میں EV فروخت کے حصص تک پہنچتا ہے (54% بشمول دو/تین پہیوں والے)۔ 2030 میں، ہندوستان میں 72% دو پہیہ گاڑیاں، 31% کاریں، اور 24% بسیں الیکٹرک ہیں۔ [8۔ گلوبل ای وی آؤٹ لک 2020 (IEA) صفحہ 139، https://webstore.iea.org/download/direct/3007]۔
ہندوستان میں، مغربی بنگال ٹرانسپورٹ کارپوریشن (WBTC) نے EVs کے استعمال کی حوصلہ افزائی کے لیے حکومتی پالیسی کے پہلے مرحلے کے ذریعے 80 الیکٹرک بسیں اور چارجرز شامل کیے ہیں جنہیں ہائبرڈ اینڈ الیکٹرک گاڑیوں کی تیز رفتار اپنانے اور مینوفیکچرنگ (FAME I) کہا جاتا ہے۔ نو میٹر بسوں میں سے کچھ میں 125 kWh کے بیٹری پیک ہوتے ہیں اور کچھ لمبی (12 میٹر) بسوں میں 188 kWh بیٹری پیک ہوتے ہیں۔
تصویر 3۔
سال 2030 میں ہندوستان میں ای وی کی فروخت [ گلوبل ای وی آؤٹ لک 2020 (آئی ای اے) صفحہ 159، https:// ویب اسٹور۔ iea.org/download/direct/3007]
پچھلے سال (2019)، ہندوستانی EV کی فروخت 0.750 ملین یونٹس تھی اور کل اسٹاک تقریباً 7.59 ملین یونٹس تک پہنچ گیا۔ پچھلے سال دو پہیہ گاڑیوں میں 2018 کے مقابلے میں 130 فیصد اضافہ دیکھنے میں آیا۔
https://www.autocarindia.com/car-news/ev-sales-in-india-cross-75-lakh-mark-infy2019-412542 تک رسائی 6 اگست 2020)۔
موجودہ حالات میں، 2-W بنانے والوں نے سرکاری سبسڈی کے بغیر خود کو سہارا دینا سیکھا۔ پچھلے سال اپریل (2019) میں فروخت میں کمی (FAME II) کے دوسرے مرحلے کی سخت شرائط کی وجہ سے تھی۔ کوئی بھی EV نئے معیار پر پورا نہیں اتر سکتا۔ مزید برآں، ایک تصدیقی عمل جس میں تقریباً 45 دن لگتے ہیں فروخت میں تاخیر ہوئی۔
ہندوستان میں ای وی چارجنگ انفراسٹرکچر
الیکٹرک گاڑیوں کے استعمال کے لیے کافی ای وی چارجنگ انفراسٹرکچر (EVCI) کلید رہا ہے۔
یہ ثابت ہو چکا ہے کہ کسی ملک میں الیکٹرک وہیکل سپلائی ایکوئپمنٹ (EVSE) کے مضبوط نیٹ ورک کی دستیابی الیکٹرک گاڑیوں کی خریداری پر چھوٹ اور سبسڈی فراہم کرنے سے تین گنا زیادہ موثر رہی ہے، عوامی اور گھریلو چارجنگ انفراسٹرکچر دونوں ہی ہیں۔ ای وی کو فروغ دینے کے لیے اہم ہے۔ عالمی سطح پر، عوامی چارجنگ انفراسٹرکچر نے 2009-2012 اور 2013-2014 کے درمیان 100% سے زیادہ سالانہ شرح نمو کے ساتھ گزشتہ دہائی میں 84% کے دماغی CAGR کے ساتھ ترقی کی ہے جو 2010-2018 کے درمیان اوسطاً تقریباً 180% YoY نمو ہے۔
ہندوستان میں ای وی چارجنگ انفراسٹرکچر کے لیے ترقی کے رجحانات
ہندوستان ایک ابھرتی ہوئی الیکٹرک موبلٹی مارکیٹ ہے اور دنیا کی چوتھی سب سے بڑی آٹو موٹیو مارکیٹ کے طور پر ہم آہستہ آہستہ الیکٹرک موبلٹی میں فوکل ریجن بن رہے ہیں۔
ہندوستان میں ای وی سی آئی کی ترقی کا مستقبل غالباً مثبت ہے اور عالمی سطح پر ای وی سی آئی کی رسائی کی شرح نمو حاصل کرتا ہے۔
Gensol Mobility، جو انٹرا سٹی الیکٹرک کیب فلیٹ BluSmart کی مالک ہے اور چلاتی ہے، نے قومی دارالحکومت کے علاقے میں اپنی موجودگی میں اضافہ کیا۔
تصویر 5
انڈیا پبلک ای وی چارجنگ انفراسٹرکچر کی ترقی کا رجحان
انڈیا پبلک الیکٹرک وہیکل سپلائی آلات ( EVSE ) سست اور تیز
پوسٹ-لی-آئن یا پرے-لی-آئن
رینج کو دوگنا کرنے کے لیے، ای کار بنانے والے نئی قسم کی بیٹریاں تلاش کر رہے ہیں۔ درج ذیل نظاموں کی تحقیق کی جا رہی ہے۔
a لی سالڈ اسٹیٹ بیٹریاں (http://www.usaspeaks.com/news/toyota-unveils-solid-state-battery-design-for-evs/)
ب لی ایئر (آکسیجن) بیٹریاں [ 11. David L. Chandler | ایم آئی ٹی نیوز آفس]
c نا آئن بیٹریاں
d زنک ایئر بیٹریاں [12. جوناتھن گولڈسٹین، ایان براؤن اور بنیامین کوریٹز جے پاور ذرائع، 80 (1999) 171-179]۔
e لائسیرین بیٹری
ای وی بیٹری پیک ڈیزائن
ایک پیک میں خلیات کی تعداد لی-آئن سیل کی کیمسٹری پر منحصر ہوگی، جو بدلے میں استعمال ہونے والے کیتھوڈ مواد پر منحصر ہے۔
مثال کے طور پر، نکل-کوبالٹ-ایلومینیم (NCA) کیتھوڈ قسم کے خلیات سے بنی ایک 85-kWh بیٹری لیں جس میں سے ہر ایک کی 3.25 Ah صلاحیت ہے:
مفروضے:
بیٹری پیک وولٹیج = 350 V
برائے نام سیل وولٹیج = 3.6 V
شرح شدہ توانائی کی گنجائش = 85 کلو واٹ گھنٹہ
اصل توانائی کی گنجائش = 80 kWh (~ 95% درجہ بندی کی گنجائش)
شرح شدہ گنجائش = 3.25 آہ
اصل صلاحیت = 3.1 Ah (درجہ بندی کی گنجائش کا % 95)
350-V پیک کے لیے اور اوپر والے سیلز کو استعمال کرنے کے لیے، اسے 350 V/3.6 V = 97.2 سیلز کی ضرورت ہوگی، سادگی کے لیے اسے 96 یا 98 سیلز تک کر دیں۔
لیکن سیریز میں 96 سنگل سیلز کی توانائی کی گنجائش 96*3.6 V*3.25 Ah = 1123 Wh ہوگی۔ لہذا، یہ مخصوص ماڈیول ڈیزائن 1123 Wh ہوگا۔
لہذا، متوازی طور پر منسلک ہونے والے خلیوں کی تعداد = 85000Wh/1123 Wh = 75.7 @ 76۔
ہم ایک ماڈیول میں 76 سیلز کو متوازی طور پر جوڑ سکتے ہیں، جن کی صلاحیت 76*3.25 Ah = 247 Ah ہوگی۔
ہم آسانی سے 96 خلیوں کو 6 خلیوں کے 16 ماڈیولز میں تقسیم کر سکتے ہیں (یا ہر ایک کے 8 خلیوں کے 12 ماڈیول)، یہ سبھی سیریز میں ہیں۔
لہذا، کل وولٹیج 16*6 =96 *3.6 V = 345.6 V @ 350 V ہوگا۔
یا
کل وولٹیج 12*8 =96 *3.6 V = 345.6 V @ 350 V ہوگا۔
لہذا، ایک ماڈیول کا کل درجہ بندی Wh 247 Ah*6*3.6 V = 5335 Wh ہوگا۔
لہذا، پیک کی کل ریٹیڈ Wh 247 Ah*6*3.6 V*16 = 85363 Wh @ 85 kWh ہوگی۔
لہذا، پیک کا کل اصل Wh 76*3.1 Ah = 236 Ah*350 V = 82600 Wh @ 82 kWh ہوگا۔
اب توانائی کی گنجائش 85 کلو واٹ گھنٹہ ہے۔ تو، ایک پیک میں خلیات کی کل تعداد ہوگی۔
85000 Wh/3.6 V*3.25 Ah = 7265 خلیات (درجہ بندی)
85000 Wh/3.6 V*3.1 Ah = 7616 خلیات (اصل)
اسی طرح، 3.25-V لیتھیم آئرن فاسفیٹ (LFP) سیلز کا استعمال کرتے ہوئے 350-V پیک حاصل کرنے کے لیے ہمیں (350 V/3.25 V) 107.7 سیلز کی ضرورت ہوگی۔ ایک بار پھر، سادگی کے لیے، ہم 108 یا 110 سیل استعمال کرنے کا فیصلہ کر سکتے ہیں۔ یہاں ہم 110 سیلز کے لیے 10 سیلز کے 11 ماڈیولز یا 108 سیلز کے لیے 6 سیلز کے 18 ماڈیولز ڈیزائن کر سکتے ہیں۔
یا مطلوبہ وولٹیج تک پہنچنے کے لیے 2.3-V LTO (Lithium Titanate) سیل کا استعمال کرتے ہوئے ہمیں (350 V/2.3 V) 152 سیلز یا 160 سیلوں تک گول کرنے کی ضرورت ہے۔
70 kWh اور 90 kWh، 18650 NCA خلیات 3.4 Ah؛ مائع ٹھنڈا.
90 kWh کے پیک میں 7,616 سیل ہوتے ہیں۔ بیٹری کا وزن 540 کلوگرام (1,200 lb = 540 kg)؛
متوازی ترتیب میں ناکامی کا امکان کم ہے اور اس لیے ایک سیل کی ناکامی پوری بیٹری کو متاثر نہیں کرے گی۔
بیٹری کی طاقت اور صلاحیت کا حساب
350 V کے وولٹیج کے ساتھ 85 kWh کے بیٹری پیک کی پچھلی مثال لیں۔ عام طور پر EVs کے لیے 1C ریٹ ڈسچارج کو مدنظر رکھا جاتا ہے۔ تو، کرنٹ 85000 Wh/350 V = 243 Ah ہوگا۔ لہذا کرنٹ 240 A ہوگا۔ پاور = V * A = 350*240 = 84000 W = 84 kW زیادہ سے زیادہ۔ لیکن BMS اس طاقت کا صرف 80% زیادہ سے زیادہ استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
اس لیے استعمال ہونے والی اصل طاقت 84*0.8=67.2 کلو واٹ ہوگی۔ جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، تخلیق نو کی توانائی کا اوسط فیصد تقریباً 15% ہے۔ بعض صورتوں میں یہ تعداد 40 فیصد سے بھی زیادہ ہو سکتی ہے۔ دوبارہ پیدا کرنے والی طاقت 40 کلو واٹ سے زیادہ نہیں ہوتی۔
مسابقتی لتیم بیٹریوں کے وولٹیجز
جدول 8
| کارکردگی کا پیرامیٹر | این سی اے | این ایم سی | ایل ایم او | ایل ایف پی | ایل ٹی او | ایل سی او |
|---|---|---|---|---|---|---|
| سیل کا برائے نام وولٹیج (V) | 3.6 | 3.6 | 3.8 | 3.2 | 2.2 | 3.6 |
مخصوص توانائی اور توانائی کی کارکردگی
25% کارکردگی کو فرض کرتے ہوئے، فوسل فیول 12000*0.25 = 3000 Wh/kg قابل استعمال توانائی فراہم کر سکتا ہے۔ بیٹری کے معاملے میں کارکردگی زیادہ ہے اور اس لیے بیٹریوں سے 150*0.9 = 135 Wh/kg قابل استعمال توانائی حاصل کی جا سکتی ہے۔
قابل استعمال تناسب = 3000/135 = 22.22 بار
براہ راست تناسب = 12000/150 = 80 گنا
لی آئن بیٹریوں کی ری سائیکلنگ
[14. Bin Huang Zhefei Pan Xiangyu Su Liang An, J پاور سورسز، جلد 399، 30 ستمبر 2018، صفحات 274-286]
LIBs کی مسلسل بڑھتی ہوئی ضرورت کے ساتھ، خاص طور پر EV طبقات سے، بڑی تعداد میں لیتھیم آئن بیٹریاں ری سائیکلنگ یا دوبارہ استعمال کے لیے واپس آئیں گی۔ خرچ شدہ لیتھیم آئن بیٹریوں کو مناسب طریقے سے ضائع کرنے کی کمی کے نتیجے میں ممکنہ طور پر سنگین نتائج برآمد ہوتے ہیں، جیسے ماحولیاتی آلودگی اور وسائل کا ضیاع۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے تکنیکی اختراعات اور حکومتوں کی شرکت دونوں کی ضرورت ہے۔
مزید تفصیلات میں دلچسپی رکھنے والے قارئین اس موضوع پر اشاعتوں کا حوالہ دے سکتے ہیں۔
دوسری زندگی کی بیٹریاں (EV کی زندگی کے اختتام کے بعد EV بیٹریوں کا دوبارہ استعمال
ری سائیکلنگ کے میدان میں، EV بیٹری کو ضائع کرنے کے بعد یا تو EV بیٹریوں کو دوبارہ استعمال کرنے یا اس بیٹری سے مواد کو ری سائیکل کرنے پر غور کیا جا رہا ہے۔
2020 میں ہندوستان میں آنے والی الیکٹرک گاڑیاں
سال 2020 میں نہ صرف مینوفیکچررز BSVI کے مطابق کاروں اور موٹرسائیکلوں پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے دیکھیں گے، بلکہ کچھ کاربن کے اخراج کو مکمل طور پر مسترد کرنے اور EV پلیٹ فارم میں وینچر کرنے کے لیے ایک اضافی قدم اٹھائیں گے۔ درج ذیل چند ای وی ہیں جن کی اس سال کے لیے تصدیق ہوچکی ہے اور کچھ اس سال جلد متوقع ہیں۔ وہ ہیں:
Tata Nexon EV
G Motor India ZS EV
آڈی ای ٹرون
فورڈ-مہندرا ایسپائر ای وی
ووکس ویگن آئی ڈی 3
جیگوار آئی پیس
پورش ٹائیکن 4S
دستیاب تفصیلات ذیل میں ٹیبل میں ہیں:
جدول 9
2020 میں ہندوستان میں آنے والی الیکٹرک گاڑیاں
(http://overdrive.in/news-cars-auto/cars-coming-to-india-in-2020-electric-vehicles/)
| EV (جو استعمال کیا گیا/کلومیٹر) | قیمت | بیٹری کی قسم | kWh کی صلاحیت | قابل استعمال صلاحیت | موٹرز | ٹارک | سرعت | تیز رفتار | رینج کلومیٹر | ریمارکس |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tata Nexon EV (100 گھنٹہ/کلومیٹر) | روپے 15 سے 17 ایل | لی آئن | 30.2 | مستقل مقناطیس AC موٹر | 129PS اور 245 Nm سامنے والے پہیے | 9.9 سیکنڈ میں 0 سے 100 کلومیٹر فی گھنٹہ | N / A | > مکمل چارج پر 300 کلومیٹر | ||
| جی ایم زیڈ ایس ای وی (129 گھنٹہ/کلومیٹر) | لی آئن | 44.5 مائع ٹھنڈا بیٹری پیک | 143PS/350Nm موٹر ڈرائیونگ فرنٹ وہیلز | 345 | آن بورڈ چارجر۔ 6 سے 8 گھنٹے میں مکمل چارج؛ اس کے علاوہ 50 کلو واٹ کا چارجر بھی ترتیب دیا جائے گا۔ | |||||
| آڈی ای ٹرون (220 گھنٹہ/کلومیٹر) | لی آئن | 96 | 86.5 | پیچھے اور سامنے والی موٹرز | 436 | |||||
| فورڈ-مہندرا ایسپائر ای وی | 6 سے 7 لیٹر روپے | لی آئن | ریئر ایکسل موٹر | 300+ | ||||||
| ووکس ویگن آئی ڈی 3 (136 گھنٹہ/کلومیٹر) (138 گھنٹہ/کلومیٹر) (140 گھنٹہ/کلومیٹر) | <30000 یورو | لی آئن | 45 (بیس ورژن) | 330 (WLTP) | 30 منٹ چارج میں 290 کلومیٹر (100 کلو واٹ ڈی سی) | |||||
| روپے ٹیکس اور ڈیوٹیز سے پہلے ~ 23.85 L | لی آئن | 58 (درمیانی تفصیلات) | 205PS اور 310Nm | 160 | 420 | |||||
| لی آئن | 77 (سب سے اوپر کی خصوصیت) | 550 | ||||||||
| جیگوار آئی پیس (180 گھنٹہ/کلومیٹر) | لی آئن | 90 | 2 موٹریں | 400PS اور 696Nm ٹارک | 0-100 کلومیٹر فی گھنٹہ 4.8 سیکنڈ میں | 320 | >500 | 80% Ch 90 منٹ | ||
| پورش ٹائیکن 4S (195 گھنٹہ/کلومیٹر) | لی آئن | 79.4 | ڈوئل موٹر 800 وی | 435PS، اوور بوسٹ پر 530PS، اور 640 Nm۔ | 4 سیکنڈ میں 0 سے 100 کلومیٹر فی گھنٹہ۔ | 250 | 407 | |||
| لی آئن | 93.4 | 463 |
