‘ഇ’ കാറുകളിലെ ബാറ്ററി, മോട്ടർ, റീ ജനറേറ്റീവ് ബ്രേക്കിങ് എന്നിവ വിശദമായി മനസ്സിലാക്കാം

ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ ബാറ്ററിയും മോട്ടറുമാണ്. ഇതിൽ തന്നെ ബാറ്ററിയിലാണ് ഏറ്റവുമധികം പരീക്ഷണങ്ങൾ ഇന്നു നടക്കുന്നത്. വലുപ്പം കുറച്ച് പ്രവർത്തനക്ഷമതയേറിയ ബാറ്ററികൾ പുറത്തിറക്കാൻ എല്ലാ ഇവി കമ്പനികളും പരീക്ഷണത്തിലാണ്. ഇവികളിൽ  ഉപയോഗിക്കുന്ന ബാറ്ററികളെക്കുറിച്ചും മോട്ടറിനെക്കുറിച്ചുമെല്ലാം മനസിലാക്കാം..

അപൂർവം ചില ഇലക്ട്രിക് സ്കൂട്ടറുകളൊഴിച്ചാൽ മറ്റ് ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളെല്ലാം ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളാണുപയോഗിക്കുന്നത്. ഈയിനം ബാറ്ററികളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സംയുക്തങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് വിവിധ വകഭേദങ്ങളുണ്ട്. ആദ്യകാല ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളിൽ ലിഥിയം കൊബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ്കൊണ്ടു നിർമിച്ച കാഥോഡും ഗ്രാഫൈറ്റ് ആനോഡുമാണുണ്ടായിരുന്നത്. തീ പിടിത്തം ഒഴിവാക്കാനുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾ ലിഥിയത്തിന്റെ മറ്റു സംയുക്തങ്ങൾ ഉപയോഗത്തിൽ എത്തിച്ചിട്ടുണ്ട്. 

ലിഥിയം ഫെറോഫോസ്ഫേറ്റ്, ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഓക്സൈഡ്, ലിഥിയം നിക്കൽ മാംഗനീസ് കൊബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ് എന്നിവയാണ് അവയിൽ നിലവിൽ പ്രചാരത്തിലുള്ളവ. ചാർജ് ശേഖരിക്കാനും തീപിടിത്തം പ്രതിരോധിക്കാനും ദീർഘകാലം പ്രവർത്തനക്ഷമമായിരിക്കാനുമുള്ള കഴിവിന്റെ കാര്യത്തിൽ ഓരോന്നും വ്യത്യസ്തപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. 

ബാറ്ററി ഡിസൈൻ

ബാറ്ററിയുടെ രൂപകൽപനയും വിവിധ തരത്തിലുള്ളവയാണ്. ഒട്ടേറെ ലിഥിയം അയൺ സെല്ലുകൾ ചേർത്താണ് ഒരു ബാറ്ററി നിർമിക്കുന്നത്. സെല്ലുകൾ ചെറുതും വലുതുമായ സിലിണ്ടർ, കട്ടി കുറഞ്ഞ പരന്ന ആവരണം, ദീർഘചതുരാകൃതിയിലുള്ളതും കട്ടിയുള്ളതുമായ പെട്ടി എന്നീ രൂപങ്ങളിലാണ് ബാറ്ററി സാധാരണ നിർമിക്കപ്പെടുന്നത്. 

ബാറ്ററി മാനേജ്‌മെന്റ് സിസ്റ്റം

ഓരോ സെല്ലിലും ഒരു ഇലക്ട്രോണിക് നിരീക്ഷണ സംവിധാനം ഇണക്കിച്ചേർത്തിരിക്കും. ഇവയിൽനിന്നുള്ള വിവരങ്ങൾ (വോൾട്ടേജ് വ്യതിയാനം, ചാർജിങ് നിരക്ക്) ശേഖരിച്ചാണ് ബാറ്ററി മാനേജ്മെന്റ്  സിസ്റ്റം എന്ന കേന്ദ്രീകൃത ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണ യൂണിറ്റ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. 

ബാറ്ററി കമ്പനികൾ

ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററി നിർമാതാക്കളിൽ മുൻപൻ ചൈനിസ് കമ്പനിയായ  സിഎടിഎൽ (CATL) ആണ്. ആഗോളതലത്തിൽ വിപണിയുടെ 34 % കയ്യിലുള്ള ഇവരാണ് ടെസ്‌ല കമ്പനിക്ക് ബാറ്ററി നൽകുന്നത്. ലിഥിയം ഫെറോ ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററിയുടെ പെട്ടിരൂപത്തിലുള്ളവയാണ് ഇവരുടെ പ്രധാന ഉൽപന്നം. രണ്ടാം സ്ഥാനത്തുള്ള കൊറിയൻ കമ്പനിയായ എൽജി കട്ടി കുറഞ്ഞ പൗച്ച് രൂപത്തിലുള്ള ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഓക്സൈഡ് ബാറ്ററി സെല്ലുകളാണ് കൂടുതൽ ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്നത്. മൂന്നാം സ്ഥാനത്ത് ഇപ്പോൾ ഇന്ത്യയിൽ ഇലക്ട്രിക്  വാഹനങ്ങൾ (ഇ 6, അറ്റോ 3) ഇറക്കുന്ന ചൈനീസ് കമ്പനിയായ ബിവൈഡി (BYD) ആണ്. ഇവരുടെ ബ്ലേഡ് രൂപകൽപനയുള്ള ലിഥിയം ഫെറോ ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികൾ അവയുടെ മികച്ച ക്ഷമതകൊണ്ട് ആഗോളവിപണിയിൽ പ്രശസ്തമാണ്. ഇന്ത്യയിലുള്ള മിക്ക ഇവി നിർമാതാക്കളും ബാറ്ററി വാങ്ങാൻ ബിവൈഡിയുമായി ഉടമ്പടി ഉണ്ടാക്കിയിട്ടുണ്ട്. എന്നാൽ, ടാറ്റ സ്വന്തമായി ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററി നിർമിക്കാൻ ഗുജറാത്തിൽ ഫാക്ടറി തുടങ്ങുമെന്നു പ്രഖ്യാപിച്ചിട്ടുണ്ട്. 

നിലവിൽ ലിഥിയം ഫെറോ ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികളാണു മുൻനിരയിൽ. വൈദ്യുതിസാന്ദ്രത അൽപം കുറവാണെങ്കിലും തീപിടിക്കാനുള്ള സാധ്യതയും വിലയും കുറവാണെന്നത് ഇവയുടെ മേന്മയാണ്. ലഭ്യമായ ലിഥിയത്തിന്റെ അളവു പരിമിതമായതിനാൽ അതിനു പകരം സോഡിയം അയൺ ബാറ്ററി നിർമിക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്.  ഇപ്പോഴുള്ള ബാറ്ററികളിലെ ദ്രവരൂപത്തിലുള്ള ഇലക്ട്രോലൈറ്റിനു പകരം ഖരരൂപത്തിലുള്ളതും  നാനോ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ നിർമിച്ച ഇലക്ട്രോഡുകളും ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏറെ ക്ഷമതയുള്ള ബാറ്ററികൾ പരീക്ഷണഘട്ടത്തിൽ എത്തിയിട്ടുണ്ട്. 

മോട്ടറുകൾ

വൈദ്യുത വാഹനത്തെ (ഇവി) ചലിപ്പിക്കുന്നത് മോട്ടർ ആണ്. ഇതിനായി ഡിസി മോട്ടറുകളും എസി മോട്ടറുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ആദ്യകാലങ്ങളിൽ ഡിസി സീരീസ് മോട്ടറുകൾ  ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. എന്നാൽ, ഇവയിലുള്ള കമ്യൂട്ടേറ്റർ, ബ്രഷുകൾ എന്നിവയുടെ തേയ്മാനം മൂലം പ്രായോഗികത കുറവായതിനാൽ പിന്തള്ളപ്പെട്ടു.

ബിഎൽഡിസി

ബ്രഷുകൾ ഉപയോഗിക്കാത്ത ബ്രഷ്‌ലെസ് ഡിസി മോട്ടർ (ബിഎൽഡിസി) ആണ് ഇപ്പോൾ ഇരുചക്ര വൈദ്യുത വാഹനങ്ങളിൽ പരക്കെ കാണപ്പെടുന്നത്. ഇതു നേരിട്ടു വീലുമായി യോജിപ്പിച്ച ഹബ് മോട്ടർ ആയോ (ഉദാ: ടിവിഎസ് ഐക്യൂബ്) അല്ലെങ്കിൽ വീലിൽ ഘടിപ്പിച്ച പൽച്ചക്രം ബെൽറ്റുപയോഗിച്ചു കറക്കുന്ന മോട്ടറായോ (ഉദാ: ഏഥർ) ഉപയോഗിക്കുന്നു. ടെസ്‌ലയുടേതു സങ്കീർണമായ ഒരിനം ഡിസി മോട്ടറാണ്. പെർമനന്റ് മാഗ്‌നറ്റ് റിലക്ടൻസ് മോട്ടർ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഇത് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ റീജനറേറ്റീവ് ബ്രേക്കിങ് ഏറെ കാര്യക്ഷമമായി നടത്താൻ കഴിയും. 

എസി കറന്റിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നവ ഇൻഡക്‌ഷൻ മോട്ടറുകളാണ്. ഇവയ്ക്ക് ഉയർന്ന ക്ഷമതയും മികച്ച ഈടുനിൽപും ഉണ്ടെന്നു മാത്രമല്ല, വിലയും കുറവാണ്. എന്നാൽ, തുടക്കത്തിൽ ലഭിക്കുന്ന കറക്കൽശക്തി  (ടോർക്ക്) കുറവാണെന്നൊരു പോരായ്മയുണ്ട്. ടെസ്‌ലയുടെ മോഡൽ എസ് ഈയിനം മോട്ടറാണുപയോഗിക്കുന്നത്. ടാറ്റയും ടിവിഎസും തങ്ങളുടെ ഇവികളിൽ ഇൻഡക്‌ഷൻ മോട്ടർ ഉപയോഗിക്കാനുള്ള ശ്രമം നടത്തുന്നുണ്ട്. ഇതു കൂടാതെ പെർമനന്റ് മാഗ്‌നറ്റ് സിംക്രണസ് മോട്ടർ (പിഎംഎസ്എം) എന്ന ഒരിനം എസി മോട്ടർ കൂടിയുണ്ട്. ഇതിനു സാധാരണ ഇൻഡക്‌‍ഷൻ മോട്ടറിന്റെ തുടക്കത്തിലുള്ള ശേഷിക്കുറവില്ലാത്തതിനാൽ പുതിയ തലമുറ ഇവികളിൽ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നുണ്ട് (ഉദാ: ബിവൈഡിഇ 6).

റീജനറേറ്റീവ് ബ്രേക്കിങ്

ഇവികളുടെ ഒരു സവിശേഷതയാണ് റീജനറേറ്റീവ് ബ്രേക്കിങ്. സാധാരണ വാഹനത്തിൽ വേഗം കുറയ്ക്കാനായി ബ്രേക്ക് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ഗതികോർജം ബ്രേക്ക് സംവിധാനത്തിൽ ഘർഷണത്തിലൂടെ താപമായി മാറുകയാണു ചെയ്യുന്നത്. എന്നാൽ, ഇവികളിൽ ഈ നഷ്ടപ്പെടുന്ന ഊർജം നല്ലൊരു പങ്കും തിരിച്ചെടുത്ത് ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യാൻ സാധിക്കും. ചലിപ്പിക്കുന്ന മോട്ടർ, വാഹനത്തിന്റെ ഗതികോർജം ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ജനറേറ്ററായി പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ വേഗം കുറയുകയും വൈദ്യുതി ഉൽപാദിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.  ഇതിനെയാണ് റീജനറേറ്റീവ് ബ്രേക്കിങ് എന്നു പറയുന്നത്.

ഡ്രൈവർ ആക്സിലറേറ്ററിൽനിന്നു കാലെടുക്കുകയോ ബ്രേക്കിൽ ചവിട്ടുകയോ ചെയ്യുമ്പോൾ ഇവിയിലെ ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണ സംവിധാനം മോട്ടർ ഉപയോഗിച്ച് വേഗം കുറയ്ക്കുകയും അതോടൊപ്പം ഉൽപാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന വൈദ്യുതി ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യും. ഈ പ്രക്രിയയുടെ തീവ്രത (റീജനറേറ്റീവ് ബ്രേക്കിങ്ങിന്റെ അളവ്) പല വാഹനങ്ങളിലും ക്രമീകരിക്കാനാവും. ഏറ്റവും ശക്തമായ ലെവലിൽ ആക്സിലറേറ്റർ മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് വേഗം കൂടുന്നതിനോടൊപ്പം ബ്രേക്ക് ചെയ്യാനും സാധിക്കും. ഇതിനു ‘സിംഗിൾ പെഡൽ ഡ്രൈവിങ്’ എന്നാണു പറയുക. 

English Summary: Know More About Electric Car Battery and Motor