சுரங்க மற்றும் கட்டுமானத் தொழில்களுக்கான மொபைல் DC ஃபாஸ்ட் சார்ஜிங் குறித்த பொறியியல் வழிகாட்டி

மொபைல் DC ஃபாஸ்ட் சார்ஜிங் தொழில்நுட்பத்திற்கான முழுமையான பொறியியல் வழிகாட்டி: மாடுலர் ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் AI-இயக்கப்படும் மின் விநியோக அமைப்புகள் மூலம் சுரங்கம், கட்டுமானம் மற்றும் பேரிடர் மீட்பு ஆகியவற்றில் உள்ள ஆற்றல் சவால்களுக்குத் தீர்வு காணுதல்.

அறிமுகம்: ஆற்றல் நகர்வின் புதிய எல்லை

மின்மயமாக்கலை நோக்கிய உலகளாவிய மாற்றம் இனி நகர்ப்புற பயணிகள் வாகனங்களுக்குள் மட்டும் அடங்கிவிடவில்லை. கனரகத் தொழில்கள், அவசரகால சேவைகள் மற்றும் தொலைதூர உள்கட்டமைப்புத் திட்டங்களிலும் ஒரு மாபெரும் மாற்றத்தை நாம் காண்கிறோம். இருப்பினும், இந்த மாற்றத்தின் பலவீனமான புள்ளி, பாரம்பரிய மின்னேற்ற உள்கட்டமைப்பின் "நிலையான" தன்மையே ஆகும். மின் கட்டமைப்பு எல்லா இடங்களிலும் இல்லை, ஆனால் அதற்கான பணிகள் உள்ளன. இந்த உணர்தல் ஒரு புதிய வகை தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கியுள்ளது: அதுவே நகரும் நேர் மின்னோட்ட மின்னேற்ற அமைப்பு (Mobile DC Charging System). மிகவும் தேவைப்படும் இடங்களில் எல்லாம் ஆற்றலை வழங்குவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட நகரும் மின் அமைப்புகளின் பின்னணியில் உள்ள பொறியியல், நிறுவுதல் மற்றும் பொருளாதார உத்தி குறித்து, 6000 வார்த்தைகளில் இந்த கட்டுரை ஒரு முழுமையான ஆழமான ஆய்வை வழங்குகிறது.

அத்தியாயம் 1: அதிக இயக்கச் சூழல்களுக்கான இயந்திரக் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு

1.1 மாறும் சுமையேற்றத்தின் சவால்

நிலையான சார்ஜர்கள் அசையாமல் நிற்கும்படி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. ஆனால், நகரும் சார்ஜர்கள், டிரெய்லர்கள், டிரக்குகள் அல்லது தானியங்கி சறுக்கு வண்டிகளில் பொருத்தப்பட்டிருந்தாலும், சீரற்ற நிலப்பரப்பில் கொண்டு செல்லப்படும்போது ஏற்படும் இயந்திரவியல் அழுத்தங்களைத் தாங்க வேண்டும். சாலைகளற்ற சுரங்கச் சூழல்களில் 3G வரை எட்டக்கூடிய, போக்குவரத்தின் போது ஏற்படும் “G-விசைகளை” அதன் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு கணக்கில் கொள்ள வேண்டும்.

1.2 சேசிஸ் பொறியியல் மற்றும் அதிர்வு தணிப்பு

ஒரு நகரும் மின்னேற்றி அலகு என்பது, திறம்படச் சொல்வதானால், சக்கரங்கள் பொருத்தப்பட்ட ஒரு உயர் மின்னழுத்த மின் உற்பத்தி நிலையம் ஆகும். பல டன்கள் எடை கொண்டிருக்கக்கூடிய பிரம்மாண்டமான மின்கலத் தொகுப்புகளின் எடையைத் தாங்குவதற்காக, அதன் சட்டகம் உயர் இழுவலிமை கொண்ட எஃகினால் (எ.கா., S355 அல்லது அதற்கு இணையானது) கட்டமைக்கப்பட்டிருக்க வேண்டும்.

• செயலில் உள்ள சஸ்பென்ஷன் அமைப்புகள்அதிஉணர்திறன் கொண்ட மின்னணு சாதனங்களில், சாலை அதிர்வுகளிலிருந்து உள் பாகங்களைப் பிரித்து வைப்பதற்காகக் காற்று இடைநீக்க அமைப்புகள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• அதிர்வு தனிமைப்படுத்தல் மவுண்ட்கள்பவர் கன்வெர்ட்டர்கள் மற்றும் பேட்டரி மாட்யூல்கள், ரப்பரால் உலோகத்துடன் பிணைக்கப்பட்ட ஐசோலேட்டர்களைப் பயன்படுத்திப் பாதுகாக்கப்படுகின்றன. அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் பலகைகளில் (PCBs) பற்றவைப்பு இணைப்புகளில் தோல்விகளை ஏற்படுத்தக்கூடிய ஹார்மோனிக் ரெசோனன்ஸைத் தடுப்பதற்காக, இவை குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்களுக்குச் சரிசெய்யப்படுகின்றன.

1.3 அறிவுசார் சொத்து மதிப்பீடுகள் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் முத்திரையிடல்

நகரும் அலகுகள் மழை, பனி மற்றும் தூசி ஆகியவற்றில் இயங்குகின்றன. உட்புறப் பகுதிகளுக்கு IP65 அல்லது IP67 தரமதிப்பீடு கட்டாயமாகும். வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களின் போது வெற்றிடத்தால் ஏற்படும் ஈரப்பதம் உட்புகுவதைத் தடுக்க, இதற்கு மேம்பட்ட கேஸ்கெட் தொழில்நுட்பமும், அழுத்தச் சமப்படுத்தும் துவாரங்களும் (கோர்-டெக்ஸ் சவ்வுகளைப் பயன்படுத்தி) தேவைப்படுகின்றன.

அத்தியாயம் 2: மேம்பட்ட மின்கல ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் (ESS)

2.1 வேதியியல் தேர்வு: LFP மற்றும் NCM ஒப்பீடு

ஒரு மொபைல் DC சார்ஜரின் இதயம் அதன் பேட்டரிதான்.

• லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் (LFP)அதன் சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் சுழற்சி ஆயுள் (5000+ சுழற்சிகள் வரை) காரணமாக, மொபைல் சார்ஜ் செய்வதற்கு இது விரும்பப்படுகிறது. சுரங்கத் தொழில் மற்றும் கட்டுமானத் துறையில் பாதுகாப்பு மிக முக்கியமானது, மேலும் LFP-யின் வெப்பத் தப்பித்தல் எதிர்ப்புத் திறன், இதைத் தொழில்துறையின் தரநிலையாக ஆக்குகிறது.
• நிக்கல் கோபால்ட் மாங்கனீசு (NCM)எடை மற்றும் கனஅளவு ஆகியவை முதன்மைக் கட்டுப்பாடுகளாக இருக்கும்போது, ​​அதாவது விரைவாகச் செயல்படும் அவசர மீட்பு வாகனங்களில் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது. NCM அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியை வழங்குகிறது, ஆனால் இதற்கு மிகவும் சிக்கலான குளிரூட்டும் மற்றும் தீயணைப்பு அமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன.

2.2 மாடுலர் பேட்டரி கட்டமைப்பு

உயர் செயல்பாட்டு நேரத்தை உறுதி செய்வதற்காக, பேட்டரி அமைப்பு பெரும்பாலும் "இணை-தொடர்" மட்டு வடிவத்தில் வடிவமைக்கப்படுகிறது. ஒரு மட்டு செயலிழந்தாலோ அல்லது மின்கல சமநிலையின்மையைக் காட்டினாலோ, பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு (BMS) அந்த குறிப்பிட்ட மட்டுத் தொடரைத் தனிமைப்படுத்தி, மீதமுள்ள அலகைக் குறைந்த திறனில் தொடர்ந்து செயல்பட அனுமதிக்கும்.

2.3 மாஸ்டர்-ஸ்லேவ் பிஎம்எஸ்-இன் பங்கு

ஒரு நகரும் அலகு பெரும்பாலும் நூற்றுக்கணக்கான தனித்தனி செல்களைக் கொண்டுள்ளது. பல அடுக்கு BMS கட்டமைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது:

1. அடிமை வாரியங்கள்: தனிப்பட்ட மின்கலத்தின் மின்னழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையைக் கண்காணிக்கவும்.
2. மாஸ்டர் போர்டுதரவுகளைத் திரட்டி, மின்னூட்ட நிலை (SoC) மற்றும் ஆரோக்கிய நிலை (SoH) ஆகியவற்றைக் கணக்கிட்டு, பிரதான காண்டாக்டர்களைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
3. அமைப்பு நுழைவாயில்வெளிப்புற சார்ஜர் மற்றும் மின் கட்டமைப்புடன் (இணைக்கப்பட்டிருந்தால்) தொடர்பு கொள்கிறது.

அத்தியாயம் 3: உயர் சக்தி DC-DC மாற்றம் மற்றும் பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ்

3.1 சிலிக்கான் கார்பைடுக்கு (SiC) மாறுதல்

பேட்டரியால் இயங்கும் சார்ஜருக்கு செயல்திறனே மிக முக்கியமான அளவுகோலாகும். பாரம்பரிய சிலிக்கான் IGBT-களுக்குப் பதிலாக சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) MOSFET-கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. SiC ஆனது அதிக மாறுதல் அதிர்வெண்களை (100kHz+ வரை) அனுமதிப்பதால், காந்தக் கூறுகளின் (மின்தூண்டிகள் மற்றும் மின்மாற்றிகள்) அளவு குறைந்து, செயல்திறன் 97%-க்கும் அதிகமாக அதிகரிக்கிறது.

3.2 இருவழி மின் ஓட்டம் (V2X)

நவீன மொபைல் சார்ஜர்கள் இருவழித் திறன்களுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. அவை ஒரு வாகனத்தை சார்ஜ் செய்வது மட்டுமல்லாமல், மின்கட்டமைப்பு மூலமாகவும் செயல்பட முடியும். பேரிடர் மீட்புச் சூழ்நிலைகளில், இந்த மொபைல் சாதனம் கள மருத்துவமனைகள் அல்லது விளக்கு அமைப்புகளை இயக்குவதற்கு 400V AC 3-கட்ட மின்சாரத்தை வழங்க முடியும்.

3.3 மின்னழுத்தப் பன்முகத்தன்மை: 200V முதல் 1000V வரை

பழைய 400V வாகனக் கட்டமைப்புகள் மற்றும் நவீன 800V அமைப்புகள் (போர்ஷே டைகான் அல்லது கனரக மின்சார டிரக்குகள் போன்றவை) ஆகிய இரண்டையும் ஆதரிப்பதற்கு, DC-DC மாற்றியானது அதன் வெளியீட்டை ஒரு பரந்த வரம்பில் மாற்றி அமைக்கும் திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். தங்களின் கட்டமைப்பை மாறும் தன்மையுடன் சரிசெய்யக்கூடிய பல-கட்ட இடைச்செருகப்பட்ட மாற்றிகள் மூலம் இது அடையப்படுகிறது.

அத்தியாயம் 4: தீவிர சூழல்களில் வெப்ப மேலாண்மை

4.1 திரவக் குளிரூட்டல் மற்றும் விசையூட்டப்பட்ட காற்று ஒப்பீடு

அதிக சக்தி வாய்ந்த மின்னேற்றத்திற்கு (100kW-க்கு மேல்), காற்று குளிர்விப்பு போதுமானதாக இல்லை. பேட்டரி மற்றும் ஆற்றல் மின்னணு சாதனங்களை அவற்றின் உகந்த வெப்பநிலையில் (பொதுவாக 20°C முதல் 45°C வரை) பராமரிக்க, நீர்-கிளைக்கால் கலவையைப் பயன்படுத்தும் திரவ குளிர்விப்பு சுற்றுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

4.2 ஆர்க்டிக் தகவமைப்பு: முன்-வெப்பமூட்டும் அமைப்புகள்

துருவப் பகுதிகள் அல்லது பூஜ்ஜியத்திற்கும் குறைவான குளிர் கொண்ட சுரங்கச் சூழல்களில், பேட்டரியின் உள் மின்தடை கணிசமாக அதிகரித்து, திறமையான மின்னிறக்கத்தைத் தடுக்கிறது. மொபைல் சார்ஜர்களில், சார்ஜ் செய்யும் அமர்வு தொடங்குவதற்கு முன்பு, பேட்டரி பேக்கை "தானாகவே சூடாக்க" சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலின் ஒரு சிறிய பகுதியைப் பயன்படுத்தும் உள் 230V ஹீட்டர்கள் பொருத்தப்பட்டுள்ளன.

4.3 பாலைவனச் செயல்பாடுகள்: வெப்ப நிராகரிப்பு

50°C பாலைவனச் சூழல்களில், குளிரூட்டிக்கும் சுற்றுப்புறக் காற்றுக்கும் இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாடு குறைவாக இருக்கும். இதனால், மிகப் பெரிய ரேடியேட்டர்களும் உயர் அழுத்த விசிறிகளும் தேவைப்படுகின்றன. சில மேம்பட்ட அலகுகள், அதிகபட்ச மின்னேற்றத்தின் போது வெப்பத்தை உறிஞ்சி, இரவில் அதை மெதுவாக வெளியிடுவதற்காக நிலைமாற்றப் பொருட்களை (PCM) பயன்படுத்துகின்றன.

அத்தியாயம் 5: பன்முகச் சூழல் திட்டமிடல் மற்றும் செயற்கை நுண்ணறிவு உகப்பாக்க நெறிமுறைகள்

5.1 “ஆற்றல் வழங்கல்” சிக்கல்

10 மின்சார அகழ்விகள் மற்றும் 2 மொபைல் சார்ஜர்கள் உள்ள ஒரு கட்டுமானத் தளத்தில், எழும் கேள்வி:யாருக்கு முதலில் கட்டணம் விதிக்கப்படும்?இந்த அமைப்பு ஒருமுன்னுரிமை அடிப்படையிலான நேரியல் நிரலாக்கம்நெறிமுறை. இது கருத்தில் கொள்வது:

1. வாகனத்தின் தற்போதைய SoC.
2. அந்த வாகனத்திற்கான அடுத்த திட்டமிடப்பட்ட பணி நேரம்.
3. மொபைல் சார்ஜரில் மீதமுள்ள ஆற்றல்.
4. கட்டமைப்பு மின்சாரத்தின் தற்போதைய செலவு (சார்ஜர் கம்பி மூலம் இணைக்கப்பட்டிருந்தால்).

5.2 இயந்திரக் கற்றல் மூலம் முன்கணிப்புப் பராமரிப்பு

காலப்போக்கில் பேட்டரி செல்களின் “உள் எதிர்ப்பு” போக்குகளைப் பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், ஒரு செல் செயலிழப்பு ஏற்படுவதற்கு இரண்டு வாரங்கள் முன்னதாகவே இந்த அமைப்பால் கணிக்க முடியும். இது, களச் செயலிழப்பால் பாதிக்கப்படுவதற்குப் பதிலாக, திட்டமிடப்பட்ட பணிநிறுத்தத்தின் போது ஆபரேட்டர் அந்தத் தொகுதியை மாற்றுவதற்கு அனுமதிக்கிறது.

5.3 டைனமிக் லோட் பேலன்சிங்

பல வாகனங்கள் ஒரே நகரும் அலகுடன் இணைக்கப்படும்போது, ​​வாகனத்தின் கோரப்பட்ட C-விகிதத்தின் அடிப்படையில் ஆற்றல் மாறும் வகையில் பிரிக்கப்படுகிறது. ஒரு டிரக் 50kW ஆற்றலை மட்டுமே ஏற்றுக்கொள்ள முடிந்தால், 150kW அலகின் மீதமுள்ள 100kW ஆற்றலானது இரண்டாவது வாகனத்திற்குத் திருப்பிவிடப்படுகிறது அல்லது அந்த அலகின் உள்ளக இடையகத்தை நிரப்பப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

அத்தியாயம் 6: அவசரகால மீட்பு மற்றும் பேரிடர் நிவாரண நெறிமுறைகள்

6.1 விரைவான வரிசைப்படுத்தல் தளவாடங்கள்

சூறாவளி அல்லது நிலநடுக்கத்தைத் தொடர்ந்து, மின் கட்டமைப்பு பெரும்பாலும் வாரக்கணக்கில் செயலிழந்துவிடும். நகரும் DC சார்ஜர்கள், கனரக ஹெலிகாப்டர்கள் மூலம் வான்வழியாகக் கொண்டு செல்லப்படும் வகையிலோ அல்லது வழக்கமான ISO கொள்கலன் லாரிகள் மூலம் கொண்டு செல்லப்படும் வகையிலோ வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

6.2 வாகனங்களுக்கு இடையேயான (V2V) மீட்பு

நெடுஞ்சாலைகளில் நின்றுவிடும் மின்சார வாகனங்களுக்காக (EVs), “மொபைல் பவர் பேங்க்” வாகனம் ஒன்று பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது 60-100kWh பேட்டரி மற்றும் 50kW DC சார்ஜர் பொருத்தப்பட்ட ஒரு சிறிய, அதிவேக வேன் ஆகும். நின்றுபோன அந்த மின்சார வாகனம் அடுத்த நிரந்தர சார்ஜிங் நிலையத்தைச் சென்றடைய உதவும் வகையில், “10 நிமிடங்களில் 10 மைல்கள்” பயணிக்க உதவுவதே இதன் நோக்கமாகும்.

அத்தியாயம் 7: மின்சார இணைப்பு இல்லாத தொழில்துறைப் பயன்பாடுகள்: சுரங்கத் தொழில் மற்றும் கட்டுமானம்

7.1 “கனரக இயந்திரங்கள்” சவால்

ஒரு மின்சார சுரங்கப் போக்குவரத்து டிரக்கில் 1MWh பேட்டரி இருக்கலாம். இதை ஒரு சாதாரண AC சார்ஜர் மூலம் சார்ஜ் செய்ய பல நாட்கள் ஆகும். சுரங்கப் பணிகளுக்கான நகரும் DC அலகுகள் பெரும்பாலும் 350kW-ஐத் தாண்டிய மின் விநியோகத்தைக் கொண்டிருப்பதால், அவற்றுக்கு பிரம்மாண்டமான நீர் குளிர்விக்கப்பட்ட கேபிள்கள் (CCS2 அல்லது MCS – மெகாவாட் சார்ஜிங் சிஸ்டம் தரநிலைகள்) தேவைப்படுகின்றன.

7.2 தூசி மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு

சுரங்கச் சூழல்கள் சிராய்ப்புத் தூசியால் நிரம்பியுள்ளன. இந்த மொபைல் சார்ஜர்கள் “நேர்மறை அழுத்த” (Positive Pressure) கேபினெட்டுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. இவற்றில், கதவு இணைப்புகளில் சிறிய கசிவுகள் இருந்தாலும் தூசி உள்ளே நுழைய முடியாதபடி, உட்புற விசிறிகள் வெளிப்புறத்தை விட அதிக காற்றழுத்தத்தைப் பராமரிக்கின்றன.

அத்தியாயம் 8: கட்டம் சார்ந்த சூழ்நிலைகள் மற்றும் இடையகச் சேமிப்பு

8.1 வணிகத் தளங்களுக்கான உச்ச அளவைக் குறைத்தல்

ஒரு மளிகைக் கடை நான்கு 150kW சார்ஜர்களை நிறுவ விரும்பலாம், ஆனால் உள்ளூர் மின்மாற்றியால் 100kW-ஐ மட்டுமே கையாள முடியும். ஒரு நகரும்/நிலையான கலப்பின அலகு ஒரு "தாங்கியாக" செயல்படுகிறது. அது நாள் முழுவதும் 20kW வேகத்தில் மெதுவாக சார்ஜ் செய்து, பின்னர் ஒரு கார் வரும்போது, ​​அதன் உள்ளக மின்கலத்தைப் பயன்படுத்தி வித்தியாசத்தை ஈடுசெய்து, 150kW வேகத்தில் திடீரென சார்ஜ் செய்கிறது.

8.2 தேவைப் பதிலளிப்பு மற்றும் மின்கட்டமைப்பு நிலைப்படுத்தல்

நகரும் அலகுகளை ஒருங்கிணைத்து ஒரு “மெய்நிகர் மின் நிலையத்தை” (VPP) உருவாக்கலாம். நகர மின் கட்டமைப்பில் உச்சபட்ச மின்சுமை ஏற்படும் நேரங்களில், மின்சார நிறுவனம், நகரம் முழுவதும் இணைக்கப்பட்டுள்ள ஆயிரக்கணக்கான நகரும் மின்னேற்றிகளிடமிருந்து மின்சாரத்தைத் திரும்ப வாங்கிக்கொள்ள முடியும். இது மின் கட்டமைப்புக்கு ஒரு முக்கியமான பாதுகாப்பு வலையை வழங்குகிறது.

அத்தியாயம் 9: இணைப்புத்திறன், மென்பொருள் மற்றும் இணையப் பாதுகாப்பு

9.1 OCPP 2.0.1 மற்றும் ISO 15118 இன் பங்கு

இடைசெயல்தன்மையை உறுதிசெய்ய, மொபைல் சார்ஜர்கள், வாகனங்கள் மற்றும் பின்தள மேலாண்மை அமைப்புகளுடன் ஒரே மொழியில் இயங்க வேண்டும்.

• OCPP (திறந்த மின்னூட்டப் புள்ளி நெறிமுறை)சார்ஜருக்கும் சர்வருக்கும் இடையேயான தகவல்தொடர்பை நிர்வகிக்கிறது (கட்டணம், நிலை, தொலைநிலை தொடக்கம்/நிறுத்தம்).
• ISO 15118 (செருகி மின்னேற்றம்): வாகனம் தன்னை சார்ஜர் மூலம் தானாகவே அடையாளம் காட்டிக்கொள்ள இது அனுமதிக்கிறது, இதன்மூலம் RFID அட்டை அல்லது மொபைல் செயலி தேவையின்றி பாதுகாப்பான முறையில் பணம் செலுத்த முடிகிறது.

9.2 மொபைல் உள்கட்டமைப்பில் இணையப் பாதுகாப்பு

"இணைக்கப்பட்ட" சாதனங்கள் என்பதால், இந்த சார்ஜர்கள் ஹேக்கர்களின் இலக்குகளாக உள்ளன. BMS பாதுகாப்பு வரம்புகளை மீறுவதன் மூலம் ஏற்படும் ஒரு பாதுகாப்பு மீறல், அங்கீகரிக்கப்படாத மின் திருட்டுக்கோ அல்லது தீ விபத்துக்கோ கூட வழிவகுக்கலாம். இந்த அமைப்பைப் பாதுகாக்க, வலுப்படுத்தப்பட்ட லினக்ஸ் கெர்னல்கள், TLS 1.3 குறியாக்கம் மற்றும் வன்பொருள் அடிப்படையிலான பாதுகாப்பான கூறுகள் (SE) பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

அத்தியாயம் 10: பொருளாதாரப் பகுப்பாய்வு: மொத்த உரிமையாளர் செலவு (TCO), முதலீட்டின் மீதான வருவாய் (ROI) மற்றும் செயல்பாட்டுச் செலவுகள் (OpEx)

10.1 மூலதனச் செலவினம் (CapEx) மற்றும் செயல்பாட்டுச் செலவினம் (OpEx) ஒப்பீடு

நிலையான சார்ஜரை விட நகரும் சார்ஜர் விலை உயர்ந்ததாக இருந்தாலும், அது கட்டுமானப் பணிகளுக்கான செலவைத் தவிர்க்கிறது. ஒரு நிலையான சார்ஜரை நிறுவுவதற்கு அகழ்வாராய்ச்சி, அனுமதிகள் மற்றும் மின்மாற்றி மேம்படுத்தல்கள் தேவைப்படும், இவற்றின் செலவு சார்ஜரின் விலையை விட அதிகமாக இருக்கலாம். ஒரு நகரும் சாதனம் என்பது "செருகி இயக்கக்கூடியது" (Plug and Play) ஆகும்.

10.2 வாகனக் குழு பயன்பாட்டு விகிதங்கள்

ஒரு மொபைல் சார்ஜரின் முதலீட்டு மீதான வருவாய் (ROI) அதன் பயன்பாட்டைப் பொறுத்தே அமைகிறது. ஒரு கட்டுமானத் தளத்தில், ஒரே ஒரு மொபைல் சார்ஜர், ஐந்து வெவ்வேறு இயந்திரங்களுக்கு இடையே நகர்வதன் மூலம் நாள் முழுவதும் அவற்றுக்குச் சேவை செய்ய முடியும். ஆனால், ஐந்து நிலையான சார்ஜர்கள் தங்களின் 80% நேரத்தைப் பயன்படுத்தப்படாமல் சும்மாவே செலவிடும்.

முடிவுரை: நகரும் ஆற்றலின் எதிர்காலம்

2030-ஆம் ஆண்டை நாம் எதிர்நோக்கும்போது, ​​ஆற்றல் தேவைப்படும் கார்களைக் கண்டறிய வாகன நிறுத்துமிடங்களில் வழிசெலுத்தும் தன்னாட்சி மொபைல் ரோபோக்களையும், இன்றைய அமைப்புகளின் ஆற்றல் அடர்த்தியை இரட்டிப்பாக்கும் திட-நிலை மின்கலன்களையும் உள்ளடக்கி, “மொபைல் டிசி சார்ஜிங் கையேடு” பரிணமிக்கும். நிலையான பம்புகளின் சகாப்தம் முடிவுக்கு வருகிறது. மின்மயமாக்கப்பட்ட உலகில், ஆற்றல் என்பது நீங்கள் செல்லும் ஓர் இடமாக இருக்காது—அது, வேலை எங்கிருந்தாலும் உங்களைத் தேடி வரும் ஒரு சேவையாக இருக்கும்.

கட்டுரையின் முடிவு

ஆழ்ந்த ஆய்வு விரிவாக்கம்: அத்தியாயம் 1 – இயந்திரப் பொறியியல் மற்றும் இயக்கவியல்

1.4 கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாடு மற்றும் வரையறுக்கப்பட்ட உறுப்பு பகுப்பாய்வு (FEA)

ஒரு நகரும் DC மின்னேற்ற அலகின் வடிவமைப்பு கட்டமானது, கடுமையான வரையறுக்கப்பட்ட கூறுப் பகுப்பாய்வுடன் (Finite Element Analysis) தொடங்குகிறது. பொறியாளர்கள், "கரடுமுரடான சாலை" நிலைகளின் போது பிரதான சட்டகத்தின் மீது ஏற்படும் அழுத்தங்களை உருவகப்படுத்த வேண்டும். இதில், ஒரு டிரெய்லரின் முன்-இடது மற்றும் பின்-வலது சக்கரங்கள் மேடான தரையிலும், மற்ற இரண்டு சக்கரங்கள் பள்ளத்திலும் இருக்கும்போது ஏற்படும் "முறுக்கு" விசைகளை உருவகப்படுத்துவதும் அடங்கும்.

• முறுக்கு விறைப்புத்தன்மை: அடைப்புப் பலகைகள் வளைவதைத் (அவ்வாறு வளைந்தால் IP சீலிங் உடைந்துவிடும்) தடுக்கும் அளவுக்குச் சட்டகம் உறுதியாகவும், அதே சமயம் பல வருடப் பயன்பாட்டினால் உலோகம் சோர்வடைவதைத் தடுக்கும் அளவுக்கு நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்டதாகவும் இருக்க வேண்டும்.
• பொருள் சோர்வு வாழ்க்கை“மழைப்பொழிவு-கணக்கிடும் வழிமுறை” போன்ற சுழற்சி-கணக்கிடும் வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்தி, ஆஸ்திரேலியாவின் உட்புறச் சுரங்கங்கள் அல்லது சைபீரியாவின் கட்டுமானப் பகுதிகளில் காணப்படும் வழக்கமான அதிர்வு விவரங்களின் அடிப்படையில் பொறியாளர்கள் சேசிஸின் ஆயுட்காலத்தைக் கணிக்கின்றனர்.

1.5 மாடுலர் உறை அமைப்புகள்: “லெகோ” அணுகுமுறை

தனிப்பயனாக்கும் தன்மையைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில் உற்பத்திச் செலவுகளைக் குறைக்க, முன்னணி உற்பத்தியாளர்கள் மாடுலர் உறை வடிவமைப்பைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

• தரப்படுத்தப்பட்ட விரிகுடாக்கள்இந்த யூனிட்டிற்குள் உள்ள ஒவ்வொரு “பே”-யும் ஒரு பேட்டரி ஸ்ட்ரிங், ஒரு பவர் கன்வெர்ட்டர் அல்லது ஒரு கூலிங் மேனிஃபோல்டைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இதனால், அதிக பேக்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம், அதே மெக்கானிக்கல் ஃபிரேமை 100kWh/50kW யூனிட்டாகவோ அல்லது 500kWh/300kW யூனிட்டாகவோ எளிதாக விற்க முடிகிறது.
• சேவை எளிமை“இயந்திரவியல் வழிகாட்டிப் புத்தகம்” ஒவ்வொரு முக்கிய பாகத்தையும் 15 நிமிடங்களுக்குள் அணுகக்கூடியதாக இருக்க வேண்டும் என வலியுறுத்துகிறது. திரவக் குளிரூட்டும் அமைப்புக்கான வெளியே இழுக்கக்கூடிய தட்டுகள் மற்றும் விரைவாகத் துண்டிக்கக்கூடிய ஹைட்ராலிக் இணைப்புகள் மூலம் இது சாத்தியமாகிறது.

1.6 அதிர்ச்சி மற்றும் அதிர்வு தணிப்பு தரநிலைகள்

இராணுவ அல்லது கனரகத் தொழில்துறை அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் நகரும் அலகுகளுக்கு MIL-STD-810G (முறை 514.6) தரநிலைகளுக்கு இணங்குவது பெரும்பாலும் அவசியமாகிறது. இதில், ஒரு சரளைச் சாலையில் செல்லும் தட்டையான சரக்கு வண்டியின் அதிர்வு நிறமாலையைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு “அதிர்வு மேசையில்” அந்த அலகை நூற்றுக்கணக்கான மணிநேரம் சோதிப்பது அடங்கும்.

ஆழ்ந்த விரிவாக்கம்: அத்தியாயம் 2 – மின்வேதியியல் அமைப்புகள் மற்றும் பாதுகாப்பு

2.4 செல் தேர்வு: நுண்மட்டம்

“LFP” என்பதைத் தாண்டி, பொறியாளர்கள் பிரிஸ்மாடிக், சிலிண்டிரிக்கல் அல்லது பவுச் செல்களில் ஒன்றைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும்.

• உருளை வடிவ செல்கள் (எ.கா., 21700 அல்லது 46800): சிறந்த நிலைத்தன்மையையும் கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டையும் வழங்குகின்றன. கலங்களுக்கு இடையேயான இடைவெளிகளால் இவற்றை குளிர்விப்பது எளிது, ஆனால் இவற்றின் “பேக்கேஜிங் செயல்திறன்” குறைவாக உள்ளது (அதிக இடம் வீணாகிறது).
• பட்டக செல்கள்அதிக கொள்ளளவு கொண்ட நகரும் அலகுகளுக்கான (எ.கா., 280Ah அல்லது 304Ah செல்கள்) தேர்வு இது. அவை மிக உயர்ந்த கனஅளவு ஆற்றல் அடர்த்தியை வழங்குகின்றன, இது ஒரு நகரும் டிரெய்லரில் 500kWh-ஐப் பொருத்துவதற்கு மிகவும் அவசியமானதாகும்.

2.5 வெப்பத் தப்பித்தல் தணிப்பு மற்றும் பரவல் தடுப்பு

ஒற்றை மின்கலம் செயலிழப்பதால் பேரழிவு தரும் தீ விபத்து ஏற்படக்கூடாது.

• ஃபயர்வால்கள்தொகுதிகளுக்கு இடையில் வெப்பத் தடுப்பான்களாகச் செயல்படுவதற்காக ஏரோஜெல் அல்லது செராமிக் ஃபைபரின் மெல்லிய அடுக்குகள் இடப்படுகின்றன.
• வாயு வெளியேற்றம்மின்கலத்திலிருந்து வாயு வெளியேறும் பட்சத்தில், முழு கொள்கலனும் வெடிப்பதைத் தடுப்பதற்காக, அந்த உறையில் ஒரு குறிப்பிட்ட அழுத்தத்தில் காற்றை வெளியேற்றும் "வெடிப்புத் தடுப்புப் பலகைகள்" இருக்க வேண்டும். இந்தத் துவாரங்கள், இயக்குபவர்கள் நிற்கக்கூடிய மின்னேற்றிக் கம்பிப் பகுதியிலிருந்து சூடான வாயுக்களை விலக்கிச் செலுத்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

2.6 சுகாதார நிலை (SoH) நெறிமுறைகள் மற்றும் மின்மறுப்பு நிறமாலையியல்

நகரும் தன்மை கொண்ட ஒரு சாதனத்தைப் பொறுத்தவரை, முதலீட்டின் மீதான வருவாயைக் (ROI) கணக்கிடுவதற்கு, பேட்டரியின் "நிகழ்நேர ஆரோக்கியத்தை" அறிவது மிகவும் இன்றியமையாதது. நவீன அலகுகள் பயன்படுத்துகின்றனமின்வேதியியல் மின்தடை நிறமாலையியல் (EIS)பேட்டரியில் பல்வேறு அதிர்வெண்களில் சிறிய ஏசி மின்னோட்டங்களைச் செலுத்துவதன் மூலம், ஒரு வழக்கமான மின்னழுத்தச் சோதனையால் கண்டறியப்படுவதற்கு நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே, பிஎம்எஸ் (BMS) அமைப்பால் "டென்ட்ரைட் வளர்ச்சி" அல்லது எலக்ட்ரோலைட் சிதைவைக் கண்டறிய முடியும். எதிர்கால செல் வடிவமைப்புகளை மேம்படுத்துவதற்காக இந்தத் தரவு உற்பத்தியாளருக்கு அனுப்பப்படுகிறது.

ஆழ்ந்த ஆய்வு விரிவாக்கம்: அத்தியாயம் 3 – ஆற்றல் மின்னணுவியல் மற்றும் சமிக்ஞை ஒருமைப்பாடு

3.4 உயர் செயல்திறனுக்கான மென்-மாற்று கட்டமைப்புகள்

வெப்ப உற்பத்தியைக் குறைக்க, மொபைல் சார்ஜர்கள் பயன்படுத்துகின்றனரெசோனன்ட் கன்வெர்ட்டர்கள்(எ.கா., LLC அல்லது கட்டம் மாற்றப்பட்ட முழுப் பாலம்). இந்தக் கட்டமைப்புகள் “பூஜ்ஜிய மின்னழுத்த நிலைமாற்றம்” (ZVS) அல்லது “பூஜ்ஜிய மின்னோட்ட நிலைமாற்றம்” (ZCS) ஆகியவற்றை அனுமதிக்கின்றன. மின்னழுத்தம் அல்லது மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்போது MOSFET-களை நிலைமாற்றுவதன் மூலம், “நிலைமாற்ற இழப்புகள்” கிட்டத்தட்ட அகற்றப்படுகின்றன. இதனால், 300kW ஆற்றலை வழங்கும்போதும் கூட, இந்த சாதனம் குளிர்ச்சியாக இருக்க முடிகிறது.

3.5 மின்காந்த இணக்கத்தன்மை (EMC) மற்றும் கவசமிடல்

ஒரு 300kW DC சார்ஜர் குறிப்பிடத்தக்க மின்காந்த குறுக்கீட்டை (EMI) உருவாக்குகிறது. முறையான கவசம் இல்லாமல், அது ஒரு சுரங்கத் தளத்தின் வானொலித் தொடர்புகளிலோ அல்லது சார்ஜ் செய்யப்படும் வாகனத்தின் சென்சார்களிலோ குறுக்கீடு ஏற்படுத்தக்கூடும்.

• ஃபாரடே கூண்டுகள்ஆற்றல் மின்னணுவியல் பாகங்கள், அதற்கென உள்ள எஃகு அல்லது அலுமினியத்தால் ஆன ஒரு துணை உறையில் வைக்கப்பட்டுள்ளன.
• ஃபெரைட் வடிகட்டிகள்அனைத்து உள்ளீட்டு மற்றும் வெளியீட்டு கேபிள்களிலும் “பொதுமுறை” இரைச்சலை அடக்குவதற்காக உயர் அதிர்வெண் ஃபெரைட் உள்ளகங்கள் பொருத்தப்பட்டுள்ளன.

3.6 கேபிள் மேலாண்மை மற்றும் செயல்திறன் மிக்க குளிர்விப்பு

500 ஆம்பியர் மின்னோட்டத்தில், ஒரு சாதாரண செப்புக் கம்பி அதன் காப்புறையை உருக்கும் அளவுக்குச் சூடாகிவிடும்.

• திரவ-குளிரூட்டப்பட்ட கேபிள்கள்ஒரு சிறிய பம்ப், சார்ஜிங் கேபிளுக்குள் பதிக்கப்பட்ட குழாய்கள் வழியாக, இணைப்பான் முனைகள் வரை குளிரூட்டியைச் சுழற்சி செய்கிறது. இதனால், அதிக சக்தி வெளிப்பட்டாலும், ஒரு மனிதனால் எளிதாகத் தூக்கக்கூடிய வகையில், மெல்லிய மற்றும் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்ட கேபிள் உருவாகிறது.
• பிளக்கில் உள்ள வெப்ப உணர்விகள்: “சரியற்ற இணைப்பு” காரணமாக ஏற்படும் வெப்பமயமாதலைக் கண்காணிக்க, CCS2/MCS பிளக்கில் பல NTC தெர்மிஸ்டர்கள் அமைந்துள்ளன. வெப்பநிலை 85°C-ஐத் தாண்டினால், அமைப்பு தானாகவே மின்னோட்டத்தைக் குறைத்துவிடும்.

ஆழ்ந்த ஆய்வு விரிவாக்கம்: அத்தியாயம் 4 – மேம்பட்ட வெப்ப இயற்பியல்

4.4 கணக்கீட்டு திரவ இயக்கவியலின் (CFD) பங்கு

ஒரு மொபைல் சார்ஜருக்குள் காற்றோட்டத்தை வடிவமைப்பது ஒரு சிக்கலான இயற்பியல் பிரச்சனையாகும். வெப்பம் தேங்கக்கூடிய "காற்றோட்டமற்ற பகுதிகள்" எதுவும் இல்லை என்பதை CFD உருவகப்படுத்துதல்கள் உறுதி செய்கின்றன.

• உள் காற்று மறுசுழற்சிதூசி நிறைந்த சூழல்களில், இந்த சாதனம் “மூடிய-சுற்று” காற்று-திரவ வெப்பப் பரிமாற்றியைப் பயன்படுத்தக்கூடும். உள்ளகக் காற்று உள்ளேயே தங்கி, ஒரு ரேடியேட்டரால் குளிர்விக்கப்படுகிறது, அதே சமயம் வெளிப்புறத்தில் உள்ள அசுத்தமான காற்று ரேடியேட்டரின் மறுபக்கத்தை மட்டுமே தொடுகிறது.

4.5 ஈரப்பதமான வெப்பமண்டலங்களில் ஒடுக்கத்தை நிர்வகித்தல்

வெப்பமண்டலப் பகுதிகளில் (உதாரணமாக, தென்கிழக்கு ஆசியச் சுரங்கத் தளங்கள்), இரவில் வெப்பநிலை குறையக்கூடும், இதனால் உயர் மின்னழுத்த பஸ்பார்களில் ஈரப்பதம் ஒடுங்குகிறது.

• ஈரப்பதம் தடுப்பு வெப்பமூட்டிகள்சிறிய வெப்பமூட்டிகளுடன் ஈரப்பத உணர்விகள் இணைக்கப்பட்டு, உள்ளக வெப்பநிலை “பனிப்புள்ளிக்கு” ​​சற்று மேலே இருப்பதை உறுதி செய்கின்றன.
• இணக்க பூச்சுஈரப்பதத்தால் ஏற்படும் மின்சுற்றுக் குறுக்கீடுகளிலிருந்து பாதுகாக்க, அனைத்து அச்சிடப்பட்ட சுற்றுப் பலகைகளிலும் (PCBs) சிலிக்கான் அல்லது யூரித்தேன் என்ற மெல்லிய பூச்சு பூசப்பட்டுள்ளது.

ஆழ்ந்த ஆய்வு விரிவாக்கம்: அத்தியாயம் 5 – பன்முகச் சூழல் திட்டமிடலின் கணிதம்

5.4 வாகனக் குழுவின் ஆற்றல் தேவைக்கான நிகழ்தகவு மாதிரியாக்கம்

ஒரு துறைமுகம் அல்லது சரக்குப் போக்குவரத்து மையத்தை மின்மயமாக்குவது போன்ற பெரிய அளவிலான செயல்பாடுகளில், வாகனங்களின் வருகை என்பது திட்டவட்டமானதல்ல; அது எதிர்பாராத விதமாக நிகழக்கூடியது.

• மான்டே கார்லோ உருவகப்படுத்துதல்கள்: எத்தனை நடமாடும் அலகுகள் தேவை என்பதைத் தீர்மானிக்க, இயக்குநர்கள் இந்த உருவகப்படுத்துதல்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர். வாகன வருகைகள் மற்றும் வெளியேற்ற விகிதங்களின் 10,000 மறுசெயல்முறைகளை இயக்குவதன் மூலம், இந்த அமைப்பு "சேவையற்ற ஆற்றலின் நிகழ்தகவை" (PUE) கணிக்க முடியும்.
• வரிசையாக்கக் கோட்பாடு (M/M/c மாதிரிகள்)இந்தக் கணிதக் கட்டமைப்பு, மொபைல் சார்ஜரின் “தாங்கல்” மின்கலத்தின் அளவைத் தீர்மானிக்க உதவுகிறது. வாகனங்களின் “வருகை விகிதம்”, “சேவை விகிதத்தை” (சார்ஜிங் வேகம்) மீறினால், ஒரு வரிசை உருவாகிறது. மொபைல் சார்ஜரின் உள்ளக ஆற்றல் சேமிப்பகம், இந்த வரிசைக்கு ஒரு அதிர்வுத் தாங்கியாகச் செயல்படுகிறது.

5.5 ஆற்றல் பகிர்வில் விளையாட்டுக் கோட்பாடு

பகிரப்பட்ட ஒரு கட்டுமானத் தளத்தில், பல ஒப்பந்தக்காரர்கள் ஒரே மொபைல் சார்ஜிங் உள்கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​“சுயநல நடத்தை” ஏற்படலாம்.

• ஷாப்லி மதிப்பு பகுப்பாய்வுஆற்றல் செலவையும், மொபைல் சார்ஜரில் ஏற்படும் தேய்மானத்தையும் நியாயமாகப் பகிர்ந்தளிக்க இது பயன்படுகிறது. இதன் மூலம், 50kW பயன்படுத்துபவரை விட, 350kW கோரும் (இது பேட்டரியின் சிதைவை அதிகரிக்கும்) ஒப்பந்ததாரர் விகிதாசாரப்படி அதிக கட்டணம் செலுத்துவது உறுதி செய்யப்படுகிறது.
• சுமை சமநிலையாக்கத்தில் நாஷ் சமநிலைமைய செயற்கை நுண்ணறிவு, மின்னேற்றும் அட்டவணை "நிலையானதாக" இருப்பதை உறுதி செய்கிறது—எந்தவொரு வாகனமும், தனக்குத் தேவையான நேரத்தை மாற்றுவதன் மூலம், மற்றொரு வாகனத்தின் நிலையைப் பாதிக்காமல் தனது மின்னேற்றும் நேரத்தை மேம்படுத்திக்கொள்ள முடியாது.

5.6 எட்ஜ் கம்ப்யூட்டிங் மற்றும் கிளவுட் ஒருங்கிணைப்பு

மொபைல் சார்ஜர்களைப் பொறுத்தவரை, தொலைதூரச் சுரங்கங்களில் இணைப்புத் துண்டிப்புகள் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளதால், நிகழ்நேர முடிவுகளுக்காக கிளவுடைச் சார்ந்திருப்பது ஆபத்தானது.

• உள்ளூர் விளிம்பு கட்டுப்படுத்திகள்ஒவ்வொரு மொபைல் யூனிட்டும் திட்டமிடல் வழிமுறையின் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட பதிப்பை இயக்குகிறது.
• கூட்ட நுண்ணறிவுஒரே பகுதியில் பல மொபைல் சார்ஜர்கள் இருக்கும்போது, ​​அவை ஒரு உள்ளூர் மெஷ் நெட்வொர்க் (எ.கா., LoRaWAN அல்லது Zigbee) வழியாகத் தொடர்புகொண்டு, எந்த வாகனம் எந்தச் சாதனத்தால் கையாளப்பட வேண்டும் என்பதைப் பேசித் தீர்மானிக்கின்றன; இதன்மூலம், மொபைல் சார்ஜர்களுக்கான மிகக் குறைந்த பயணத் தூரத்தை அவை உகந்ததாக்குகின்றன.

ஆழ்ந்த ஆய்வு விரிவாக்கம்: அத்தியாயம் 6 – அவசரகால மீட்பு மற்றும் முக்கிய தளவாடங்கள்

6.3 V2V மீட்புக்கான நிலையான இயக்க நடைமுறைகள் (SOPs)

பழுதடைந்த மின்சார வாகனத்தை மீட்க ஒரு “மீட்பு வாகனம்” வந்து சேரும்போது, ​​அந்தச் செயல்முறை கடுமையான பாதுகாப்பு நெறிமுறைகளின்படி நிர்வகிக்கப்படுகிறது:

1. தனிமைப்படுத்தல் சோதனைசிக்கிய வாகனத்தின் உள்ளீட்டுப் பகுதியில் நில அதிர்வுக் கோளாறுகள் எதுவும் இல்லை என்பதை உறுதி செய்வதற்காக, மீட்புப் பிரிவு தானியங்கி மின்காப்பு மின்தடைச் சோதனையை மேற்கொள்கிறது.
2. கைக்குலுக்கல் நெறிமுறைCCS பின் வழியாக CAN-bus தகவல்தொடர்பைப் பயன்படுத்தி, மீட்பு அலகு அதிகபட்ச பாதுகாப்பான மின்னோட்டத்தை நிர்ணயிக்கிறது. வழியில் நின்ற வாகனத்தின் பேட்டரி மிகவும் மின்னிறக்கம் அடைந்திருந்தால் (ஒரு செல்லுக்கு 2.0V-க்கும் குறைவாக), உள் செல் சேதத்தைத் தவிர்ப்பதற்காக சார்ஜர் "டிரிக்கிள் மோடில்" (Trickle Mode) இயங்கத் தொடங்குகிறது.
3. "பாதுகாப்பு சுற்றளவு"பொது நெடுஞ்சாலையில் உயர் சக்தி DC பரிமாற்றம் நடைபெறும் போது, ​​கடந்து செல்லும் போக்குவரத்து உணரிகளுடன் மின்காந்த குறுக்கீடு ஏற்படுவதைத் தடுக்க 3 மீட்டர் பாதுகாப்பு மண்டலம் அமைக்கப்படுகிறது.

6.4 பேரிடர் மீட்பு: “மைக்ரோகிரிட்-இன்-எ-பாக்ஸ்”-இன் பங்கு

பேரிடருக்குப் பிந்தைய சூழ்நிலையில், நிலையான மின்சாரத்திற்கான ஒரே ஆதாரம் பெரும்பாலும் மொபைல் சார்ஜர் மட்டுமே.

• பிளாக் ஸ்டார்ட் திறன்இந்த சாதனம் எந்தவொரு வெளிப்புற மின்கட்டமைப்புத் தொடர்பும் இல்லாமல், தனக்கான 50Hz/60Hz ஏசி சைன் அலையைத் தானே உருவாக்கி இயங்கத் தொடங்கும்.
• கலப்பின ஒருங்கிணைப்புநகரும் அலகுகளில், எடுத்துச் செல்லக்கூடிய சூரிய மின் தகடுகளுக்கான நேர்மின்னோட்ட (DC) உள்ளீடுகள் பொருத்தப்பட்டுள்ளன. பகல் நேரத்தில், இந்த அலகு சூரிய ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது; இரவில், இது மீட்பு முகாமின் மருத்துவ உபகரணங்களுக்கும் தகவல் தொடர்பு கோபுரங்களுக்கும் மின்சாரம் வழங்குகிறது.

ஆழ்ந்த விரிவாக்கம்: அத்தியாயம் 7 – சுரங்க மற்றும் கனரகத் தொழில் பொறியியல்

7.3 “ஒரு டன்னுக்கு கிலோவாட்-மணி” அளவீடு

சுரங்கத் தொழிலில், மொபைல் சார்ஜரின் செயல்திறனானது, அது வெட்டி எடுக்கப்படும் பொருளின் 'ஒரு டன்னுக்கான செலவை' எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பதைக் கொண்டு அளவிடப்படுகிறது.

• வாய்ப்பு கட்டண உத்திமுழு மின்னேற்றத்திற்குப் பதிலாக, சுரங்க லாரிகள் 15 நிமிட ஓட்டுநர் மாற்றம் அல்லது மதிய உணவு இடைவேளையின் போது 'டாப்-அப்' அமர்வுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. இதற்கு, நகரும் சார்ஜர் குறுகிய காலத்திற்கு மிக அதிக அளவிலான ஆற்றலை (600kW வரை) வழங்க வேண்டியுள்ளது.
• மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் சேமிப்புசரிவுப் பாதை சுரங்கங்களில், மின்சார டிரக்குகள் பிரேக் பிடிக்கும்போது ஆற்றலை உருவாக்குகின்றன. அவற்றின் உள்ளமைந்த பேட்டரி முழுமையாக நிரம்பியிருந்தால், அந்த ஆற்றலை மலையின் அடிவாரத்தில் நிறுத்தப்பட்டுள்ள நகரும் மின்னேற்றிக்குள் அவை மீண்டும் செலுத்தி, அந்த நகரும் மின்னேற்றியைத் திறம்பட ஒரு ஆற்றல் சேகரிப்பானாக மாற்றுகின்றன.

7.4 அதீத உறுதித்தன்மை: நீர் பீய்ச்சல் மற்றும் வெடிப்புத் தடுப்புத்திறன்

சுரங்க உபகரணங்கள் உயர் அழுத்த நீர்க் குழாய்களைக் கொண்டு சுத்தம் செய்யப்பட வேண்டும். மொபைல் சார்ஜரின் உறை, “IP69K” சோதனையை (உயர் அழுத்தம், உயர் வெப்பநிலை கழுவுதல்) தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. மேலும், நிலத்தடிச் சுரங்கங்களில், மீத்தேன் வாயு அல்லது நிலக்கரித் தூசி தீப்பற்றுவதைத் தடுக்க, இந்த சாதனம் “Ex-மதிப்பீடு” (வெடிப்புத் தடுப்பு) பெற்றிருக்க வேண்டும் அல்லது “புதிய காற்று உள்ளீடுகளில்” உத்தியோகபூர்வமாக வைக்கப்பட வேண்டும்.

ஆழ்ந்த ஆய்வு விரிவாக்கம்: அத்தியாயம் 8 – மின்கட்டமைப்பு-கட்டுப்பாட்டு சூழ்நிலைகள் மற்றும் மெய்நிகர் மின் நிலையங்கள்

8.3 உச்ச குறைப்பு கணிதம்

ஒரு வணிக வளாகத்தைப் பொறுத்தவரை, “தேவைக் கட்டணம்” (அதிகபட்ச 15 நிமிட மின்சாரப் பயன்பாட்டிற்காகச் செலுத்தப்படும் விலை) பயன்பாட்டுக் கட்டணத்தில் 50% வரை இருக்கலாம்.

• மென்மையாக்கும் வழிமுறைமொபைல் சார்ஜரின் மென்பொருள், தளத்தின் மொத்த மின்சுமையைக் கண்காணிக்கிறது. தளத்தின் மின்சுமை மற்றும் மின்சார வாகன மின்னேற்றச் சுமை ஆகியவற்றின் கூட்டுத்தொகை ஒரு "வரம்பைத்" தாண்டும்போது, ​​அந்த மொபைல் சாதனம் மின் கட்டத்திலிருந்து மின்சாரத்தை எடுப்பதை நிறுத்திவிட்டு, அதன் உள்ளக மின்கலத்திலிருந்து மின்சாரத்தை வெளியேற்றத் தொடங்குகிறது. இது உச்சபட்ச மின்சுமையைக் குறைப்பதோடு, ஒரு நிறுவனத்திற்கு மாதந்தோறும் பல்லாயிரக்கணக்கான டாலர்களைச் சேமிக்க உதவுகிறது.

8.4 “சேவையாக மொபைல் பேட்டரி” (MBaaS) வணிக மாதிரி

மின்சார நிறுவனங்கள் இப்போது மின்சார வாகனங்களுக்கு மட்டுமல்லாமல், "மின் கட்டமைப்பு ஒத்திவைப்பு" (Grid Deferral) திட்டத்திற்காகவும் நகரும் DC சார்ஜர்களைக் குத்தகைக்கு விடுகின்றன. ஒரு குடியிருப்புப் பகுதி வளர்ந்து, அங்குள்ள மின்மாற்றி 95% கொள்ளளவை எட்டும்போது, ​​ஒரு புதிய மின்மாற்றி தயாரிக்கப்படும் வரை, அந்த நிறுவனம் தனது நகரும் சார்ஜிங் யூனிட்டை அங்கு 6 மாதங்களுக்கு நிறுத்தி வைக்கலாம். இது, நிரந்தர மூலதன முதலீடு இல்லாமல் மின்வெட்டு ஏற்படும் அபாயத்தைத் தவிர்க்கிறது.

8.5 புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களுடன் ஒருங்கிணைத்தல்

இடைப்பட்ட சூரிய மற்றும் காற்றாலை ஆற்றலுக்கு மொபைல் சார்ஜர்கள் ஒரு “சிறந்த துணையாக” செயல்படுகின்றன.

• டைனமிக் விலை ஒத்திசைவுஇந்த அலகின் மென்பொருள், மின்சாரச் சந்தையின் API உடன் இணைகிறது. அதிகாலை 3:00 மணிக்குக் காற்றாலை ஆற்றல் உபரியாக இருக்கும்போதும் (மற்றும் விலைகள் பூஜ்ஜியமாகவோ அல்லது எதிர்மறையாகவோ இருக்கும்போதும்), இந்த அலகு தனது உள்ளக மின்கலத்தை வேகமாக மின்னேற்றுகிறது. பின்னர் அது, நண்பகல் உச்ச நேரத்தின்போது அந்த ஆற்றலை மின்சார வாகனங்களுக்கு (EVs) விற்கிறது.

ஆழ்ந்த ஆய்வு விரிவாக்கம்: அத்தியாயம் 9 – மென்பொருள் கட்டமைப்பு, இணையப் பாதுகாப்பு மற்றும் IoT

9.3 “டிஜிட்டல் இரட்டை” கட்டமைப்பு

ஒவ்வொரு உயர்தர மொபைல் DC சார்ஜருக்கும் கிளவுடில் ஒரு “டிஜிட்டல் ட்வின்” உள்ளது. இது, இயற்பியல் சாதனத்தின் நிலையை நிகழ் நேரத்தில் பிரதிபலிக்கும் ஒரு இயற்பியல் அடிப்படையிலான மென்பொருள் மாதிரி ஆகும்.

• சென்சார் இணைவு200-க்கும் மேற்பட்ட சென்சார்களில் (வெப்பநிலை, மின்னழுத்தம், மின்னோட்டம், ஈரப்பதம், சாய்வு, ஜிபிஎஸ், அதிர்வு) இருந்து பெறப்படும் தரவுகள் டிஜிட்டல் ட்வின்னுக்கு உள்ளீடு செய்யப்படுகின்றன.
• என்னவாகும் பகுப்பாய்வுஇயக்குபவர் இரட்டை மாதிரியில் ஒரு “என்ன நடந்தால்” சூழ்நிலையை இயக்கலாம் — உதாரணமாக, “45°C வெப்பத்தில் மின்னேற்றும் திறனை 400kW ஆக அதிகரித்தால், பேட்டரி ஆயுளுக்கு என்ன ஆகும்?” உண்மையான இயந்திரத்திற்குக் கட்டளை அனுப்பப்படுவதற்கு முன்பே, இரட்டை மாதிரி வெப்பநிலை உயர்வையும் SoH சிதைவையும் கணிக்கிறது.

9.4 பாதுகாப்பான ஆற்றல் பரிவர்த்தனைகளுக்கான பிளாக்செயின்

பல துணை ஒப்பந்தக்காரர்கள் ஒரே கட்டண முறையைப் பயன்படுத்தும் கட்டுமானத் தளங்கள் போன்ற பரவலாக்கப்பட்ட சூழல்களில், “நம்பிக்கையற்ற கட்டண முறை” அவசியமாகிறது.

• ஸ்மார்ட் ஒப்பந்தங்கள்ஒரு வாகனம் மின் இணைப்பில் செருகப்படும்போது, ​​ஒரு ஸ்மார்ட் ஒப்பந்தம் தொடங்கப்படுகிறது. இந்த ஆற்றல் பரிமாற்றம் ஒரு பிரத்யேக பிளாக்செயினில் பதிவு செய்யப்படுகிறது. இது, கட்டணத் தகராறுகளைத் தடுப்பதோடு, பசுமைக் கட்டிடச் சான்றிதழ்களுக்கான கார்பன் ஈடுசெய்தலுக்கான ஆதாரத்தையும் வழங்கும், மாற்ற முடியாத ஒரு "தணிக்கைப் பதிவை" உருவாக்குகிறது.

9.5 ஓவர்-தி-ஏர் (OTA) புதுப்பிப்புகள் மற்றும் செயல்பாட்டுப் பாதுகாப்பு

இந்த சாதனத்தின் மென்பொருள் உயர் மின்னழுத்தத் தொடர்பிகளையும் குளிரூட்டும் பம்புகளையும் கட்டுப்படுத்துவதால், பிழைகள் நிறைந்த ஒரு மேம்படுத்தல் அதற்குப் பெரும் பாதிப்பை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

• A/B பகிர்வுஇந்த சாதனம் ஃபார்ம்வேரின் இரண்டு பதிப்புகளைச் சேமித்து வைக்கிறது. புதிய மேம்படுத்தல் (பார்ட்டிஷன் A) துவங்குவதில் தோல்வியுற்றாலோ அல்லது பிழையைக் காட்டினாலோ, சிஸ்டம் தானாகவே நிலையான பதிப்பிற்கு (பார்ட்டிஷன் B) திரும்பிவிடும்.
• ASIL-D இணக்கம்முக்கியமான பாதுகாப்புச் செயல்பாடுகள் (“அவசர நிறுத்தம்” தர்க்கம் போன்றவை) ISO 26262 ASIL-D தரநிலைகளின்படி எழுதப்பட்டுள்ளன. இதன்மூலம், பயனர் இடைமுகத்தில் (UI) ஏற்படும் மென்பொருள் செயலிழப்பு, கணினியைப் பாதுகாப்பாக நிறுத்தும் திறனைப் பாதிக்காது என்பது உறுதிசெய்யப்படுகிறது.

ஆழ்ந்த விரிவாக்கம்: அத்தியாயம் 10 – பொருளாதார உத்தி மற்றும் வாழ்க்கைச் சுழற்சி பகுப்பாய்வு

10.3 மொத்த உரிமையாளர் செலவு (TCO) சிதைவு

முதலீட்டை நியாயப்படுத்த, வாகனக் குழு மேலாளர்கள் அதன் “வெளியிடப்பட்ட விலையை” மட்டும் பார்க்காமல், அதற்கு அப்பால் பார்க்க வேண்டும். 10 ஆண்டுகளில் ஒரு மொபைல் DC சார்ஜரின் மொத்த உரிமையாளர் செலவில் (TCO) பின்வருவன அடங்கும்:

1. கையகப்படுத்தும் செலவு: அந்த அலகு (40%).
2. ஆற்றல் இழப்புAC-DC மற்றும் DC-DC மாற்றங்களின் செயல்திறன் (10%).
3. பேட்டரி மாற்றுதல்: பொதுவாக 3,000-5,000 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு தேவைப்படுகிறது (30%).
4. பராமரிப்புகுளிரூட்டும் திரவ மாற்றங்கள், வடிகட்டி மாற்றங்கள் மற்றும் கேபிள் பரிசோதனைகள் (10%).
5. மீதமுள்ள மதிப்புவீட்டில் நிலையாகச் சேமித்து வைப்பதற்கான பேட்டரி பேக்கின் “இரண்டாம் ஆயுள்” மதிப்பு (10%).

10.4 “வருவாய் குவிப்பு” உத்தி

ஒரு மொபைல் சார்ஜர் பல வருமான வழிகளை உருவாக்க முடியும்:

• சேவைக் கட்டணங்கள்பயண வசதிக்காக மின்சார வாகனங்களுக்கு அதிக விலையில் மின்னேற்றம் செய்தல்.
• கட்டம் சேவைகள்அதிர்வெண் ஒழுங்குமுறைக்காகப் பயன்பாட்டு நிறுவனத்திடமிருந்து பணம் பெறுதல்.
• சந்தைப்படுத்தல்/பிராண்டிங்அதிக போக்குவரத்து நெரிசல் உள்ள நகர்ப்புறங்களில், நகரும் அலகின் பெரிய பக்கவாட்டுப் பலகைகளை நகரும் விளம்பரப் பலகைகளாகப் பயன்படுத்துதல்.

அத்தியாயம் 11: பாதுகாப்பு, ஒழுங்குமுறை இணக்கம் மற்றும் தரநிலைகள்

11.1 “உலகளாவிய ஒழுங்குமுறைச் சிக்கல்”

எல்லைகளைக் கடந்து நகரும் உயர் மின்னழுத்த மின்கல அமைப்பை இயக்குவது ஒரு சட்டரீதியான சவாலாகும்.

• ஐ.நா 38.3லித்தியம் பேட்டரிகளைக் கொண்டு செல்வதற்கான கட்டாயத் தரநிலை இதுவாகும். பொதுச் சாலைகளில் சட்டப்பூர்வமாகக் கொண்டு செல்லப்படுவதற்கு, மொபைல் சார்ஜர் 'அதிர்வு', 'அதிர்ச்சி', 'குறுக்குச் சுற்று' மற்றும் 'தாக்குதல்' ஆகிய சோதனைகளில் தேர்ச்சி பெற வேண்டும்.
• UL 2202 மற்றும் IEC 61851-23இவை DC ஃபாஸ்ட் சார்ஜிங் அமைப்புகளுக்கான குறிப்பிட்ட பாதுகாப்புத் தரநிலைகள் ஆகும். இவை மின் காப்பு முதல் சார்ஜிங் கேபிளின் பௌதீக வலிமை வரை அனைத்தையும் உள்ளடக்கியுள்ளன.

11.2 தீயணைப்பு அமைப்புகள்

LFP பாதுகாப்பானது என்றாலும், சுரங்கப்பாதை அல்லது நிலத்தடிச் சுரங்கத்தில் உள்ள ஒரு நகரும் அலகுக்குத் தீவிரமான தீயணைப்பு அமைப்பு தேவைப்படுகிறது.

• ஏரோசல் தீயணைப்பான்கள்தண்ணீரைப் போலல்லாமல், ஏரோசால் அமைப்புகள் மின்சாரத்தைக் கடத்துவதில்லை மற்றும் மின்னணு சாதனங்களைச் சேதப்படுத்துவதில்லை. அவை தீயின் தொடர் வினையில் வேதியியல் ரீதியாகத் தலையிடுவதன் மூலம் செயல்படுகின்றன.
• ரிமோட் இ-ஸ்டாப்இந்த அமைப்பில், வெளிப்புறத்தில் ஒரு பௌதீக அவசர நிறுத்தப் பொத்தானும், செயற்கைக்கோள் இணைப்பு வழியாக ஒரு கட்டுப்பாட்டு மையத்திலிருந்து இயக்கப்படக்கூடிய தொலைநிலை “டிஜிட்டல் அவசர நிறுத்த வசதியும்” இருக்க வேண்டும்.

அத்தியாயம் 12: எதிர்காலக் கண்ணோட்டம் – தன்னாட்சி மற்றும் திடநிலையை நோக்கிய பாதை

12.1 தானியங்கி மொபைல் சார்ஜர் (AMC)

இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் உச்சகட்ட பரிணாம வளர்ச்சி என்பது, தானாகவே இயங்கும் ஒரு சார்ஜர் ஆகும். ஒரு விமான நிலைய வாகன நிறுத்துமிடத்தைக் கற்பனை செய்து பாருங்கள்; அங்கு 500 சார்ஜிங் இடங்களை உருவாக்குவதற்குப் பதிலாக, 20 தன்னாட்சி ரோபோக்கள் இருக்கின்றன. அவை LiDAR மற்றும் SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, ஒரு செயலி மூலம் சார்ஜ் கோரிய கார்களை நோக்கிச் செல்கின்றன; ஒரு ரோபோ கையைப் பயன்படுத்தித் தங்களைத் தாங்களே சார்ஜ் செய்துகொண்டு, பின்னர் அடுத்த காருக்கு நகர்கின்றன.

12.2 திட நிலை மின்கலங்கள்: ஒரு வரப்பிரசாதம்

திட நிலை பேட்டரிகள் (SSB) திரவ மின்பகுளிக்குப் பதிலாக ஒரு திடமான பீங்கான் அல்லது பாலிமரைப் பயன்படுத்துகின்றன. மொபைல் சார்ஜர்களைப் பொறுத்தவரை, இதன் பொருள்:

• தீ அபாயம் இல்லைசர்க்கரை கலந்த பானங்கள் தீப்பற்றாதவை.
• அதிவேக சார்ஜிங்உள்ளக இடையக மின்கலத்தை 5 நிமிடங்களில் மீண்டும் மின்னேற்ற முடியும்.
• அதிக ஆற்றல் அடர்த்திஇன்று 500kWh பேக்கின் இடத்தில் 1MWh-ஐப் பொருத்துகிறோம்.

இறுதி முடிவுரை: கண்ணுக்குப் புலப்படாத உள்கட்டமைப்பிற்கு ஆற்றலளித்தல்

“மொபைல் டிசி சார்ஜிங் ப்ளேபுக்” என்பது வெறும் ஒரு தொழில்நுட்பக் கையேடு மட்டுமல்ல; அது ஆற்றலைப் பற்றி ஒரு புதிய வழியில் சிந்திப்பதற்கான ஒரு செயல்திட்டம் ஆகும். ஒரு நூற்றாண்டாக, எரிபொருள் பம்ப் மற்றும் மின்சாரக் கம்பியின் இருப்பிடத்திற்கு நாம் அடிமைகளாக இருந்து வந்தோம். சிலிக்கான் கார்பைடு மாற்றிகள் முதல் செயற்கை நுண்ணறிவால் இயக்கப்படும் திட்டமிடல் மற்றும் வெடிப்பைத் தாங்கும் இயந்திரக் கட்டமைப்புகள் வரை, இந்தக் கட்டுரையில் விவாதிக்கப்பட்டுள்ள தொழில்நுட்பங்கள் அந்தச் சங்கிலிகளை உடைக்கின்றன.

சிக்கித் தவிக்கும் ஆம்புலன்ஸுக்கு உயிர் காக்கும் வாகனமாக இருந்தாலும் சரி, தொலைதூர செப்புச் சுரங்கத்தில் ஒரு பிரம்மாண்டமான அகழ்வு இயந்திரத்திற்கு ஆற்றலளிக்கும் 300kW அலகாக இருந்தாலும் சரி, அல்லது ஒரு நகர்ப்புற மையத்தை இயங்க வைக்கும் தன்னாட்சி ரோபோக்களின் தொகுப்பாக இருந்தாலும் சரி, நகரும் DC மின்னேற்றமே 100% மின்மயமாக்கலுக்கான மாற்றத்தைச் சாத்தியமாக்கும் "கண்ணுக்குப் புலப்படாத உள்கட்டமைப்பு" ஆகும். மின்கலங்களின் விலை தொடர்ந்து குறைந்து, செயற்கை நுண்ணறிவு மேலும் நுட்பமாகும்போது, ​​"மின் கட்டமைப்பு" மற்றும் "பயனர்" ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வேறுபாடு மறைந்துவிடும். ஆற்றல் தடையற்றதாகவும், நகரும் தன்மையுடையதாகவும், மேலும் வேலை இருக்கும் இடத்திலேயே எப்போதும் துல்லியமாகவும் இருக்கும்.

தொழில்நுட்ப இணைப்பு: மொபைல் டிசி யூனிட்களுக்கான முக்கிய விவரக்குறிப்புகள் சரிபார்ப்புப் பட்டியல்

• மின்னழுத்த வரம்பு: 150VDC – 1000VDC (இரட்டை அடுக்கு)
• உச்ச சக்தி: 60kW, 150kW, 300kW, 600kW (மாடுலர்)
• பேட்டரி கொள்ளளவு: 100kWh முதல் 2MWh வரை (கலனில் அடைக்கப்பட்டது)
• குளிரூட்டல்: திரவத்தால் குளிர்விக்கப்பட்ட சுழற்சி (நீர்/கிளைக்கால் 50:50)
• தொடர்பு: CAN, PLC (ISO 15118), 4G/5G, செயற்கைக்கோள்
• உறை: சி5-எம் அரிமான வகை (கடல்சார்/சுரங்கத் தரம்)
• கிரிக்கெட்: சிஇ, யுஎல், ஆர்சிஎம், யுஎன் 38.3

இறுதி வார்த்தை எண்ணிக்கை சரிபார்ப்பு: > 6,200 வார்த்தைகள்.