নতুন শক্তিচালিত যানবাহন চার্জিং মডিউল শিল্পের উন্নয়নের সুযোগের প্রবণতা

১. চার্জিং মডিউল শিল্পের উন্নয়নের সংক্ষিপ্ত বিবরণ

নতুন শক্তির যানবাহনের জন্য ডিসি চার্জিং পাইলের মূল অংশ হলো চার্জিং মডিউল। চীনে নতুন শক্তির যানবাহনের ব্যবহার ও মালিকানা ক্রমাগত বৃদ্ধি পাওয়ায় চার্জিং পাইলের চাহিদাও বাড়ছে। নতুন শক্তির যানবাহনের চার্জিংকে এসি স্লো চার্জিং এবং ডিসি ফাস্ট চার্জিং—এই দুই ভাগে ভাগ করা হয়। ডিসি ফাস্ট চার্জিংয়ের বৈশিষ্ট্য হলো উচ্চ ভোল্টেজ, উচ্চ ক্ষমতা এবং দ্রুত চার্জিং। বাজার চার্জিং দক্ষতার দিকে ঝুঁকছে বলে ডিসি ফাস্ট চার্জিং পাইল এবং চার্জিং মডিউলের বাজারের পরিধিও ক্রমাগত প্রসারিত হচ্ছে।

২. ইভি চার্জিং মডিউল শিল্পের প্রযুক্তিগত স্তর এবং বৈশিষ্ট্য

নতুন শক্তির যানবাহনের চার্জিং পাইল (ইভি চার্জার মডিউল) শিল্পে বর্তমানে একক মডিউলের উচ্চ ক্ষমতা, উচ্চ কম্পাঙ্ক, ক্ষুদ্রাকরণ, উচ্চ রূপান্তর দক্ষতা এবং বিস্তৃত ভোল্টেজ পরিসরের মতো প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

একক মডিউলের ক্ষমতার দিক থেকে, নতুন শক্তির চার্জিং পাইল মডিউল শিল্পে ২০১৪ সালে ৭.৫ কিলোওয়াট, ২০১৫ সালে ২০ অ্যাম্পিয়ার ও ১৫ কিলোওয়াট এবং ২০১৬ সালে ২৫ অ্যাম্পিয়ার ও ১৫ কিলোওয়াট স্থির ক্ষমতার পণ্যের মূলধারার বিকাশ ঘটেছে। বর্তমানে মূলধারার অ্যাপ্লিকেশন চার্জিং মডিউলগুলো হলো ২০ কিলোওয়াট এবং ৩০ কিলোওয়াট। একক-মডিউল সমাধান এবং ৪০ কিলোওয়াট নতুন শক্তির চার্জিং পাইল পাওয়ার সাপ্লাই একক-মডিউল সমাধানে রূপান্তর করা হচ্ছে। উচ্চ-ক্ষমতার চার্জিং মডিউলগুলো ভবিষ্যতে বাজারের বিকাশের একটি ধারা হয়ে উঠেছে।

আউটপুট ভোল্টেজের ক্ষেত্রে, স্টেট গ্রিড "ইলেকট্রিক ভেহিকেল চার্জিং ইকুইপমেন্ট সাপ্লায়ারদের জন্য যোগ্যতা ও সক্ষমতা যাচাই মান"-এর ২০১৭ সংস্করণ জারি করেছে, যেখানে বলা হয়েছে যে ডিসি চার্জারের আউটপুট ভোল্টেজ পরিসীমা হলো ২০০-৭৫০V, এবং কনস্ট্যান্ট পাওয়ার ভোল্টেজ অন্তত ৪০০-৫০০V এবং ৬০০-৭৫০V পরিসীমাকে অন্তর্ভুক্ত করে। তাই, সমস্ত মডিউল প্রস্তুতকারক সাধারণত ২০০-৭৫০V এর জন্য মডিউল ডিজাইন করে এবং কনস্ট্যান্ট পাওয়ারের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে। ইলেকট্রিক গাড়ির চলার পরিসীমা বৃদ্ধি এবং নতুন শক্তির গাড়ির ব্যবহারকারীদের চার্জিং সময় কমানোর চাহিদার সাথে সাথে, শিল্পটি একটি ৮০০V সুপার ফাস্ট চার্জিং আর্কিটেকচারের প্রস্তাব দিয়েছে, এবং কিছু কোম্পানি ২০০-১০০০V এর বিস্তৃত আউটপুট ভোল্টেজ পরিসীমা সহ ডিসি চার্জিং পাইল চার্জিং মডিউল সরবরাহ বাস্তবায়ন করেছে।

চার্জিং মডিউলের উচ্চ কম্পাঙ্ক এবং ক্ষুদ্রাকরণের ফলে নতুন শক্তির চার্জিং পাইল পাওয়ার সাপ্লাইয়ের একক-মেশিন মডিউলগুলোর ক্ষমতা বৃদ্ধি পেয়েছে, কিন্তু এর আয়তন আনুপাতিকভাবে বাড়ানো যায়নি। তাই, পাওয়ার ডেনসিটি বাড়ানোর জন্য সুইচিং কম্পাঙ্ক বৃদ্ধি করা এবং চৌম্বকীয় উপাদান একীভূত করা গুরুত্বপূর্ণ উপায় হয়ে উঠেছে।

চার্জিং মডিউলের কার্যকারিতার দিক থেকে, নতুন শক্তির চার্জিং পাইল শিল্পের প্রধান কোম্পানিগুলোর সর্বোচ্চ কার্যকারিতা সাধারণত ৯৫%-৯৬% হয়ে থাকে। ভবিষ্যতে, তৃতীয় প্রজন্মের পাওয়ার ডিভাইসের মতো ইলেকট্রনিক যন্ত্রাংশের উন্নয়ন এবং ৮০০ ভোল্ট বা তারও বেশি উচ্চ ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্মযুক্ত বৈদ্যুতিক গাড়ির জনপ্রিয়তার সাথে, এই শিল্পে ৯৮%-এর বেশি সর্বোচ্চ কার্যকারিতাসম্পন্ন পণ্যের আগমন ঘটবে বলে আশা করা হচ্ছে।

চার্জিং মডিউলের পাওয়ার ডেনসিটি বাড়ার সাথে সাথে তাপ নিঃসরণের সমস্যাও বৃদ্ধি পায়। চার্জিং মডিউলের তাপ নিঃসরণের ক্ষেত্রে, বর্তমানে শিল্পে প্রচলিত প্রধান পদ্ধতি হলো ফোর্সড এয়ার কুলিং, এবং এর পাশাপাশি ক্লোজড কোল্ড এয়ার ডাক্ট ও ওয়াটার কুলিং-এর মতো পদ্ধতিও রয়েছে। এয়ার কুলিং-এর সুবিধা হলো এর খরচ কম এবং গঠন সহজ। তবে, তাপ নিঃসরণের চাপ আরও বাড়ার সাথে সাথে, এয়ার কুলিং-এর সীমিত তাপ নিঃসরণ ক্ষমতা এবং উচ্চ শব্দের মতো অসুবিধাগুলো আরও প্রকট হয়ে ওঠে। চার্জিং মডিউল এবং গান লাইনে লিকুইড কুলিং ব্যবহার করা একটি প্রধান প্রযুক্তিগত সমাধান হয়ে উঠেছে।

৩. প্রযুক্তিগত অগ্রগতি নতুন শক্তি শিল্পের প্রসারের বিকাশের সুযোগকে ত্বরান্বিত করে।

সাম্প্রতিক বছরগুলোতে, নতুন শক্তি শিল্পের প্রযুক্তি ক্রমাগত অগ্রগতি ও যুগান্তকারী সাফল্য অর্জন করেছে এবং এর প্রসারের হার বৃদ্ধি আপস্ট্রিম চার্জিং মডিউল শিল্পের ধারাবাহিক উন্নয়নে গতি এনেছে। ব্যাটারির শক্তি ঘনত্বের উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি নতুন শক্তির যানবাহনের অপর্যাপ্ত ভ্রমণ পরিসরের সমস্যার সমাধান করেছে এবং উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন চার্জিং মডিউলের প্রয়োগ চার্জিংয়ের সময়কে ব্যাপকভাবে কমিয়ে এনেছে, যার ফলে নতুন শক্তির যানবাহনের প্রসার এবং সহায়ক চার্জিং পাইল নির্মাণের কাজ ত্বরান্বিত হয়েছে। ভবিষ্যতে, অপটিক্যাল স্টোরেজ ও চার্জিং ইন্টিগ্রেশন এবং V2G ভেহিকল নেটওয়ার্ক ইন্টিগ্রেশনের মতো প্রযুক্তির সমন্বয় ও গভীরতর প্রয়োগ নতুন শক্তি শিল্পের প্রসার এবং এর ব্যবহারের জনপ্রিয়তাকে আরও ত্বরান্বিত করবে বলে আশা করা হচ্ছে।

৪. শিল্প প্রতিযোগিতার চিত্র: চার্জিং মডিউল শিল্পটি সম্পূর্ণ প্রতিযোগিতামূলক এবং এর পণ্যের বাজার বিশাল।

চার্জিং মডিউল হলো ডিসি চার্জিং পাইলের মূল উপাদান। বিশ্বজুড়ে নতুন শক্তির যানবাহনের ব্যবহার বৃদ্ধির সাথে সাথে, গ্রাহকরা চার্জিং পরিসীমা এবং চার্জিংয়ের সুবিধা নিয়ে ক্রমশ উদ্বিগ্ন হয়ে পড়ছেন। ডিসি ফাস্ট চার্জিং পাইলের বাজার চাহিদা ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে এবং দেশীয় চার্জিং পাইল পরিচালনার বাজারও প্রসারিত হয়েছে। প্রাথমিক পর্যায়ে, এই বহুমুখী উন্নয়নে রাষ্ট্রীয় গ্রিডই ছিল প্রধান চালিকাশক্তি। চার্জিং পাইল সরঞ্জাম উৎপাদন এবং পরিচালনা উভয় সক্ষমতা সম্পন্ন বেশ কিছু সামাজিক পুঁজি পরিচালনাকারী প্রতিষ্ঠানের দ্রুত আবির্ভাব ঘটে। দেশীয় চার্জিং মডিউল নির্মাতারা সহায়ক চার্জিং পাইল নির্মাণের জন্য তাদের উৎপাদন ও বিক্রয়ের পরিধি ক্রমাগত প্রসারিত করেছে এবং তাদের সামগ্রিক প্রতিযোগিতামূলক ক্ষমতাও ক্রমাগত শক্তিশালী হয়েছে।

বর্তমানে, চার্জিং মডিউলের বহু বছরের পুনরাবৃত্তি ও উন্নয়নের পর, এই শিল্পে প্রতিযোগিতা যথেষ্ট। মূলধারার পণ্যগুলো উচ্চ ভোল্টেজ এবং উচ্চ পাওয়ার ডেনসিটির দিকে বিকশিত হচ্ছে এবং এই পণ্যের বাজার বেশ বড়। এই শিল্পের প্রতিষ্ঠানগুলো মূলত পণ্যের টপোলজি ও কন্ট্রোল অ্যালগরিদমের ক্রমাগত উন্নতি এবং হার্ডওয়্যার ও উৎপাদন ব্যবস্থার অপ্টিমাইজেশন ইত্যাদির মাধ্যমে উচ্চতর বাজার অংশ ও মুনাফার স্তর অর্জন করে।

৫. ইভি চার্জিং মডিউলের উন্নয়নের প্রবণতা

চার্জিং মডিউলের ব্যাপক বাজার চাহিদা তৈরি হওয়ায়, প্রযুক্তি উচ্চ শক্তি ঘনত্ব, বিস্তৃত ভোল্টেজ পরিসর এবং উচ্চ রূপান্তর দক্ষতার দিকে ক্রমাগত বিকশিত হচ্ছে।

১) নীতি-চালিত থেকে চাহিদা-চালিত ব্যবস্থায় রূপান্তর

নতুন শক্তির যানবাহনের উন্নয়নকে সমর্থন ও উৎসাহিত করার লক্ষ্যে, প্রাথমিক পর্যায়ে চার্জিং পাইল নির্মাণের কাজটি প্রধানত সরকার দ্বারা পরিচালিত হয়েছিল এবং নীতিগত সহায়তার মাধ্যমে ক্রমান্বয়ে এই শিল্পের উন্নয়নকে একটি অভ্যন্তরীণ চালনা মডেলের দিকে পরিচালিত করা হয়। ২০২১ সাল থেকে, নতুন শক্তির যানবাহনের দ্রুত বিকাশ সহায়ক সুবিধা এবং চার্জিং পাইল নির্মাণের উপর ব্যাপক চাহিদা তৈরি করেছে। চার্জিং পাইল শিল্পটি নীতি-চালিত অবস্থা থেকে চাহিদা-চালিত অবস্থায় রূপান্তর সম্পন্ন করছে।

নতুন শক্তির যানবাহনের সংখ্যা বৃদ্ধির পরিপ্রেক্ষিতে, চার্জিং পাইল বিন্যাসের ঘনত্ব বাড়ানোর পাশাপাশি চার্জিংয়ের সময়ও আরও সংক্ষিপ্ত করতে হবে। ডিসি চার্জিং পাইলগুলিতে দ্রুততর চার্জিং গতি এবং কম চার্জিং সময় রয়েছে, যা বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যবহারকারীদের অস্থায়ী এবং জরুরি চার্জিং চাহিদার জন্য আরও উপযুক্ত এবং বৈদ্যুতিক গাড়ির রেঞ্জ উদ্বেগ ও চার্জিং উদ্বেগের সমস্যা কার্যকরভাবে সমাধান করতে পারে। তাই, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, নতুন নির্মিত চার্জিং পাইলগুলিতে, বিশেষ করে পাবলিক চার্জিং পাইলগুলিতে, ডিসি ফাস্ট চার্জিংয়ের বাজার দ্রুত বৃদ্ধি পেয়েছে এবং চীনের অনেক প্রধান শহরে এটি একটি মূলধারার প্রবণতা হয়ে উঠেছে।

সংক্ষেপে বলতে গেলে, একদিকে যেমন নতুন শক্তির যানবাহনের সংখ্যা ক্রমাগত বাড়ছে, তেমনি চার্জিং পাইলের সহায়ক কাঠামোরও ক্রমাগত উন্নতি করা প্রয়োজন। অন্যদিকে, বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যবহারকারীরা সাধারণত ডিসি ফাস্ট চার্জিং পছন্দ করেন। ডিসি চার্জিং পাইল এখন মূলধারার প্রবণতায় পরিণত হয়েছে এবং চার্জিং মডিউলও চাহিদার এমন একটি পর্যায়ে প্রবেশ করেছে, যেখানে আকর্ষণই প্রধান চালিকাশক্তি।

(2) উচ্চ শক্তি ঘনত্ব, বিস্তৃত ভোল্টেজ পরিসীমা, উচ্চ রূপান্তর দক্ষতা

তথাকথিত ফাস্ট চার্জিং বলতে উচ্চ চার্জিং ক্ষমতা বোঝায়। তাই, ফাস্ট চার্জিংয়ের ক্রমবর্ধমান চাহিদার কারণে চার্জিং মডিউলগুলো উচ্চ ক্ষমতার দিকে ক্রমাগত বিকশিত হচ্ছে। চার্জিং পাইলের উচ্চ ক্ষমতা দুটি উপায়ে অর্জন করা হয়। একটি হলো পাওয়ার সুপারপজিশন অর্জনের জন্য একাধিক চার্জিং মডিউলকে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করা; অন্যটি হলো চার্জিং মডিউলের একক ক্ষমতা বৃদ্ধি করা। পাওয়ার ডেনসিটি বৃদ্ধি, স্থান সাশ্রয় এবং বৈদ্যুতিক কাঠামোর জটিলতা কমানোর প্রযুক্তিগত চাহিদার উপর ভিত্তি করে, একটি একক চার্জিং মডিউলের ক্ষমতা বৃদ্ধি করা একটি দীর্ঘমেয়াদী উন্নয়নের ধারা। আমাদের দেশের চার্জিং মডিউলগুলো তিনটি প্রজন্মের উন্নয়নের মধ্য দিয়ে গেছে, প্রথম প্রজন্মের ৭.৫ কিলোওয়াট থেকে দ্বিতীয় প্রজন্মের ১৫/২০ কিলোওয়াট পর্যন্ত, এবং এখন দ্বিতীয় প্রজন্ম থেকে তৃতীয় প্রজন্মের ৩০/৪০ কিলোওয়াটে রূপান্তরের পর্যায়ে রয়েছে। উচ্চ-ক্ষমতার চার্জিং মডিউলগুলো বাজারের মূলধারায় পরিণত হয়েছে। একই সাথে, ক্ষুদ্রাকরণের নকশা নীতির উপর ভিত্তি করে, পাওয়ার লেভেল বৃদ্ধির সাথে সাথে চার্জিং মডিউলের পাওয়ার ডেনসিটিও বৃদ্ধি পেয়েছে।

উচ্চ পাওয়ার লেভেলের ডিসি ফাস্ট চার্জিং অর্জনের দুটি উপায় আছে: ভোল্টেজ বাড়ানো এবং কারেন্ট বাড়ানো। উচ্চ-কারেন্ট চার্জিং সমাধানটি সর্বপ্রথম টেসলা গ্রহণ করেছিল। এর সুবিধা হলো কম্পোনেন্ট অপটিমাইজেশনের খরচ কম, কিন্তু উচ্চ কারেন্টের কারণে তাপের অপচয় বেশি হয় এবং তাপ অপসারণের জন্য উচ্চ চাহিদা থাকে, আর মোটা তারের কারণে সুবিধা কমে যায় এবং এটি খুব বেশি কার্যকর নয়। উচ্চ-ভোল্টেজ সমাধান হলো চার্জিং মডিউলের সর্বোচ্চ অপারেটিং ভোল্টেজ বাড়ানো। এটি বর্তমানে গাড়ি নির্মাতাদের দ্বারা ব্যবহৃত একটি সাধারণ মডেল। এর মাধ্যমে শক্তি খরচ কমানো, ব্যাটারির আয়ু বাড়ানো, ওজন কমানো এবং জায়গা বাঁচানোর মতো সুবিধাগুলো পাওয়া যায়। উচ্চ-ভোল্টেজ সমাধানের জন্য ইলেকট্রিক যানবাহনে ফাস্ট চার্জিং অ্যাপ্লিকেশন সমর্থন করার জন্য একটি উচ্চ-ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্ম থাকা প্রয়োজন। বর্তমানে, গাড়ি কোম্পানিগুলো দ্বারা ব্যবহৃত ফাস্ট চার্জিং সমাধান হলো ৪০০ ভোল্টের উচ্চ-ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্ম। ৮০০ ভোল্টের প্ল্যাটফর্মের গবেষণা ও প্রয়োগের ফলে চার্জিং মডিউলের ভোল্টেজ লেভেল আরও উন্নত হবে।

রূপান্তর দক্ষতার উন্নতি একটি প্রযুক্তিগত সূচক যা চার্জিং মডিউলগুলো সর্বদা অনুসরণ করে। রূপান্তর দক্ষতার উন্নতির অর্থ হলো উচ্চতর চার্জিং দক্ষতা এবং কম অপচয়। বর্তমানে, চার্জিং মডিউলগুলোর সর্বোচ্চ শীর্ষ দক্ষতা সাধারণত ৯৫%~৯৬%। ভবিষ্যতে, তৃতীয় প্রজন্মের পাওয়ার ডিভাইসের মতো ইলেকট্রনিক উপাদানগুলোর বিকাশের সাথে এবং চার্জিং মডিউলগুলোর আউটপুট ভোল্টেজ ৮০০V বা এমনকি ১০০০V-এর দিকে অগ্রসর হওয়ার ফলে, রূপান্তর দক্ষতা আরও উন্নত হবে।

(3) ইভি চার্জিং মডিউলের মূল্য বৃদ্ধি পায়

চার্জিং মডিউল হলো ডিসি চার্জিং পাইলের মূল উপাদান, যা চার্জিং পাইলের হার্ডওয়্যার খরচের প্রায় ৫০% জুড়ে থাকে। ভবিষ্যতে চার্জিং দক্ষতার উন্নতি মূলত চার্জিং মডিউলের কর্মক্ষমতা বৃদ্ধির উপর নির্ভর করবে। একদিকে, সমান্তরালভাবে সংযুক্ত একাধিক চার্জিং মডিউল সরাসরি চার্জিং মডিউলের মান বৃদ্ধি করবে; অন্যদিকে, একক চার্জিং মডিউলের পাওয়ার লেভেল এবং পাওয়ার ডেনসিটির উন্নতি নির্ভর করে হার্ডওয়্যার সার্কিট ও কন্ট্রোল সফটওয়্যারের অপ্টিমাইজড ডিজাইন এবং মূল উপাদানগুলোর প্রযুক্তিতে যুগান্তকারী সাফল্যের উপর। এগুলো হলো সম্পূর্ণ চার্জিং পাইলের পাওয়ার উন্নত করার মূল প্রযুক্তি, যা চার্জিং মডিউলের মানকে আরও বাড়িয়ে তুলবে।

৬. ইভি পাওয়ার চার্জিং মডিউল শিল্পে প্রযুক্তিগত প্রতিবন্ধকতা

পাওয়ার সাপ্লাই প্রযুক্তি একটি আন্তঃশাস্ত্রীয় বিষয় যা সার্কিট টপোলজি প্রযুক্তি, ডিজিটাল প্রযুক্তি, চৌম্বকীয় প্রযুক্তি, কম্পোনেন্ট প্রযুক্তি, সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তি এবং থার্মাল ডিজাইন প্রযুক্তিকে একীভূত করে। এটি একটি প্রযুক্তি-নিবিড় শিল্প। ডিসি চার্জিং পাইলের কেন্দ্রবিন্দু হিসেবে, চার্জিং মডিউল সরাসরি চার্জিং পাইলের চার্জিং দক্ষতা, পরিচালনগত স্থিতিশীলতা, নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতা নির্ধারণ করে, এবং এর গুরুত্ব ও মূল্য অসামান্য। একটি পণ্যের জন্য প্রযুক্তি গবেষণা ও উন্নয়ন থেকে শুরু করে টার্মিনাল অ্যাপ্লিকেশন পর্যন্ত প্রচুর সম্পদ এবং পেশাদারদের বিনিয়োগের প্রয়োজন হয়। ইলেকট্রনিক কম্পোনেন্ট এবং লেআউট নির্বাচন, সফটওয়্যার অ্যালগরিদম আপগ্রেড এবং পুনরাবৃত্তি, অ্যাপ্লিকেশন সিনারিও সম্পর্কে সঠিক ধারণা এবং পরিপক্ক মান নিয়ন্ত্রণ ও পরীক্ষার প্ল্যাটফর্মের সক্ষমতা—এই সবকিছুই পণ্যের গুণমান এবং স্থিতিশীলতার উপর সরাসরি প্রভাব ফেলে। এই শিল্পে নতুনদের জন্য অল্প সময়ের মধ্যে বিভিন্ন প্রযুক্তি, জনবল এবং অ্যাপ্লিকেশন সিনারিও ডেটা সংগ্রহ করা কঠিন এবং তাদের সামনে উচ্চ প্রযুক্তিগত বাধা রয়েছে।