الیکٹرک وہیکل کی درجہ بندی کا تجزیہ
اور تکنیکی خصوصیات
الیکٹرک گاڑیاں وہ گاڑیاں ہیں جو بیٹریوں یا دیگر قابل تجدید توانائی کے ذرائع سے چلتی ہیں، روایتی اندرونی دہن انجن والی گاڑیوں کے برعکس، جو بجلی فراہم کرنے کے لیے ایندھن کے خلیوں یا برقی موٹروں پر انحصار کرتی ہیں۔ موجودہ تکنیکی حیثیت اور گاڑی چلانے کے اصولوں کے مطابق، الیکٹرک گاڑیوں کو تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: خالص الیکٹرک گاڑیاں (بی ای وی)، فیول سیل الیکٹرک وہیکلز اور ہائبرڈ الیکٹرک وہیکلز (ایچ ای وی)۔
1. بیٹری الیکٹرک وہیکل (BEV)
خالص الیکٹرک گاڑیوں میں صفر اخراج، کم شور، سادہ ساخت، اور پختہ ٹیکنالوجی کے فوائد ہوتے ہیں۔ وہ گاڑیاں ہیں جو مکمل طور پر بیٹریوں سے چلتی ہیں اور موٹروں سے چلتی ہیں۔ گاڑی کی موٹروں کی ڈرائیونگ انرجی آن بورڈ ریچارج ایبل بیٹریوں یا دیگر توانائی ذخیرہ کرنے والے آلات (بشمول پاور بیٹریاں) سے آتی ہے۔ ، سپر کیپیسیٹر، فلائی وہیل بیٹری، وغیرہ)۔
گاڑیوں کی توانائی فی الحال بنیادی طور پر پاور بیٹریوں کا استعمال کرتی ہے، بشمول لیڈ ایسڈ بیٹریاں، نکل ہائیڈروجن بیٹریاں، نکل تانبے کی بیٹریاں، سوڈیم سلفر بیٹریاں، کارپ آئن بیٹریاں، زنک ایئر بیٹریاں وغیرہ۔
(1) خالص الیکٹرک گاڑی کے نظام کا اصول اور ساخت
خالص الیکٹرک گاڑیاں عام طور پر موٹروں سے چلتی ہیں۔ الیکٹرک موٹروں کی ڈرائیونگ برقی توانائی آن بورڈ ریچارج ایبل بیٹریوں یا توانائی ذخیرہ کرنے والے دیگر آلات سے آتی ہے۔ آن بورڈ انرجی پاور کنورژن ڈیوائس (موٹر کنٹرولر) کے ذریعے ڈرائیونگ موٹر کو برقی توانائی فراہم کرتی ہے اور اسے چلانے کے لیے چلاتی ہے۔ ڈرائیونگ موٹر ٹرانسمیشن ڈیوائس سے چلتی ہے۔ گاڑی کو حرکت دینے کے لیے پہیے گھومتے ہیں۔
خالص الیکٹرک گاڑیاں بنیادی طور پر پاور سپلائی سسٹم، الیکٹرک ڈرائیو سسٹم، معاون سسٹم، باڈی اور چیسس پر مشتمل ہوتی ہیں۔
(2) خالص برقی گاڑیوں کی اقسام
ایک ہی بیٹری گاڑی کے پاور ماخذ کے طور پر استعمال ہوتی ہے: بیٹری کی مخصوص توانائی اور مخصوص طاقت کم ہے، اور بیٹری پیک کا وزن اور حجم بڑا ہے۔
ایک معاون پاور سورس انسٹال کرنا: خالص الیکٹرک گاڑی پر ایک معاون پاور سورس (سپر کیپیسیٹر، جنریٹر سیٹ، سولر انرجی وغیرہ) کو انسٹال کرنا خالص الیکٹرک گاڑی کی ابتدائی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے اور ڈرائیونگ رینج کو بڑھا سکتا ہے۔
(3) خالص الیکٹرک گاڑیوں کے کام کرنے کا اصول
خالص الیکٹرک گاڑیاں بیٹری کی توانائی کو پہیوں کو آگے بڑھانے کے لیے الیکٹرک موٹر کو چلانے کے لیے استعمال کرتی ہیں۔ توانائی کے بہاؤ کا راستہ یہ ہے: بیٹری → پاور ریگولیٹر → الیکٹرک موٹر → پاور ٹرانسمیشن سسٹم → ڈرائیونگ وہیل۔ ان میں سے، بیٹری کرنٹ فراہم کرتی ہے، جو پاور ریگولیٹر سے گزرنے کے بعد الیکٹرک موٹر کو آؤٹ پٹ ہوتی ہے۔ الیکٹرک موٹر ٹارک فراہم کرتی ہے، جو گاڑی کی ڈرائیونگ کا احساس کرنے کے لیے ٹرانسمیشن ڈیوائس کے ذریعے پہیوں کو چلاتی ہے۔
2. فیول سیل الیکٹرک وہیکل (FCEV)
روایتی الیکٹرک گاڑیوں کے مقابلے میں، ایندھن کے خلیوں کا کیمیائی رد عمل نقصان دہ مصنوعات تیار نہیں کرتا، اور اس میں اعلی کارکردگی، کوئی آلودگی، صفر اخراج، اور کوئی شور کے فوائد ہیں۔ فیول سیل گاڑیاں عام طور پر ہائیڈروجن، میتھانول وغیرہ کو بطور ایندھن استعمال کرتی ہیں اور موٹر کو چلانے کے لیے کیمیائی عمل کے ذریعے برقی توانائی پیدا کرتی ہیں۔ موٹر سے پیدا ہونے والی مکینیکل توانائی متغیر رفتار ٹرانسمیشن ڈیوائس کے ذریعے ڈرائیونگ پہیوں میں منتقل ہوتی ہے، اس طرح گاڑی چلتی ہے۔
(1) فیول سیل گاڑیوں کا بنیادی ڈھانچہ
ایک فیول سیل گاڑی (ہائیڈروجن الیکٹرک ہائبرڈ) فیول سیل اسٹیک، ایک الیکٹرک ٹریکشن موٹر، ایک DCDC، ایک تھرمل سسٹم (کولنگ)، ایک بیٹری پیک، اور ایک ہائیڈروجنیشن پورٹ پر مشتمل ہے۔ یہ ذیلی نظاموں پر مشتمل ہے جیسے فیول فلر، فیول ٹینک (ہائیڈروجن)، ٹرانسمیشن، پاور الیکٹرانک کنٹرولر، اور معاون بیٹری۔
فیول سیل الیکٹرک گاڑیاں اور عام الیکٹرک گاڑیوں میں بنیادی طور پر ایک ہی الیکٹرک ڈرائیو ڈھانچہ ہوتا ہے۔ فیول سیل گاڑیاں چار بنیادی ماڈیولز پر مشتمل ہوتی ہیں: پاور سسٹم، چیسس، آٹوموٹو الیکٹرانک سسٹم اور باڈی۔ پاور سسٹم گاڑی کو فیول سیل سسٹم اور الیکٹرک موٹر کے ذریعے طاقت فراہم کرتا ہے۔
مختلف ڈرائیو کی شکلوں کے مطابق، اسے خالص فیول سیل ڈرائیو اور ہائبرڈ ڈرائیو میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔
توانائی کے مختلف ذرائع کے مطابق، اسے دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: گاڑی میں نصب خالص ہائیڈروجن اور ایندھن کی اصلاح؛
فیول سیل کی طرف سے فراہم کردہ طاقت کے تناسب کے مطابق گاڑی کی کل پاور ڈیمانڈ، اسے دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: انرجی ہائبرڈ ٹائپ اور پاور ہائبرڈ ٹائپ۔
(2) فیول سیل گاڑیوں کے کام کرنے کا اصول
فیول سیل گاڑی کا دل، فیول سیل اسٹیک، ایک کنٹینر فراہم کرتا ہے جو ہائیڈروجن اور آکسیجن کے الیکٹرو کیمیکل رد عمل کو تیز کرتا ہے، ہائیڈروجن اور آکسیجن کے کیمیائی رد عمل میں خارج ہونے والی توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ فیول سیل گاڑی میں، فیول سیل اسٹیک اور بیٹری موٹر کو توانائی فراہم کرنے کے لیے مل کر کام کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں گاڑی کو طاقت ملتی ہے اور گاڑی چلتی ہے۔ بیٹری کے لیے، یہ خود توانائی کا ذریعہ ہے۔ فیول سیل اسٹیک کے لیے، اس کا توانائی کا ذریعہ ہائیڈروجن ہے، اور اس کا موجودہ عام ذخیرہ کرنے کا طریقہ ہائی پریشر ہائیڈروجن اسٹوریج ٹینک کا استعمال کرنا ہے۔
(3) فیول سیل گاڑیاں مشکلات پر قابو پاتی ہیں۔
اتپریرک: ایندھن کے خلیوں کو بجلی پیدا کرنے کے لیے رد عمل کیٹالسٹ کا استعمال کرنا چاہیے، اور نایاب دھاتی پلاٹینم جو اتپریرک بناتا ہے مہنگا ہوتا ہے اور اس کے ذخائر کم ہوتے ہیں۔ لہذا، نئے اتپریرک کی ترقی ایندھن سیل الیکٹرک گاڑیوں کی ترقی کو براہ راست متاثر کرنے کی کلید ہے۔
ایندھن کا ذریعہ اور ذخیرہ: ہائیڈروجن ایندھن کے خلیوں کو ہائیڈروجن کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہائیڈروجن بذات خود کوئی صنعتی سلسلہ سپورٹ نہیں رکھتا۔ مینوفیکچرنگ، نقل و حمل، اسٹوریج، اور ایندھن بھرنا انتہائی تکلیف دہ، مہنگا اور خطرناک ہے۔ ایندھن والی گاڑیوں اور برقی گاڑیوں کے مقابلے میں، آٹوموبائل، ہائیڈروجن فیول سیل گاڑیاں کم پختہ ہیں۔
3. ہائبرڈ الیکٹرک وہیکل (HEV)
بین الاقوامی کمیشن برائے الیکٹرو مکینیکل سسٹمز کے تحت الیکٹرک گاڑیوں کی تکنیکی کمیٹی کی سفارشات کے مطابق، ہائبرڈ الیکٹرک گاڑیاں ایسی گاڑیوں کو کہتے ہیں جو دو یا زیادہ جمع کرنے والے توانائی کے ذرائع یا کنورٹرز کو ڈرائیونگ انرجی کے طور پر استعمال کرتی ہیں، جن میں سے کم از کم دو برقی توانائی فراہم کر سکتی ہیں۔ ہائبرڈ الیکٹرک گاڑی کہلاتی ہے۔ عام طور پر، وہ ماڈل جو اندرونی دہن کے انجن اور بیٹری کی طاقت کو ملاتے ہیں، انہیں ہائبرڈ الیکٹرک گاڑیاں کہا جاتا ہے، یعنی وہ ماڈل جو روایتی ایندھن کو برقی موٹر اور جنریٹر کے ساتھ استعمال کرتے ہیں، اور الیکٹرک موٹر کم رفتار کو بہتر بنانے کے لیے انجن کی معاون طاقت کا کام کرتی ہے۔ بجلی کی پیداوار اور ایندھن کی کھپت.
اس بات پر منحصر ہے کہ آیا گاڑی کو چارج کرنے کے لیے بیرونی چارجنگ پلگ کی ضرورت ہے، ہائبرڈ الیکٹرک گاڑیوں کو پلگ ان ہائبرڈ گاڑیوں اور نان پلگ ان ہائبرڈ گاڑیوں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ ہائبرڈ الیکٹرک گاڑیوں کو پاور سسٹم کی ساختی خصوصیات کے مطابق سیریز، متوازی، ہائبرڈ اور کمپاؤنڈ ہائبرڈ گاڑیوں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔
(1) سیریز ہائبرڈ الیکٹرک وہیکل (SHEV)
سیریز ہائبرڈ الیکٹرک وہیکل (SHEV) انجن کے ذریعہ مکینیکل انرجی آؤٹ پٹ کو جنریٹر کے ذریعے سب سے پہلے برقی توانائی میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ تبدیل شدہ برقی توانائی کا ایک حصہ بیٹری کو چارج کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور دوسرا حصہ ڈرائیو موٹر اور ٹرانسمیشن ڈیوائس کے ذریعے پہیوں کو چلانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
سیریز ہائبرڈ گاڑی کی ساخت سادہ ہے، اور اس کا پاور سسٹم تین پاور سب یونٹس پر مشتمل ہے: انجن، جنریٹر اور الیکٹرک موٹر۔
سیریز ہائبرڈ گاڑی کے کام کا اصول: انجن بجلی پیدا کرنے کے لیے جنریٹر کو چلاتا ہے، اور برقی توانائی کو کنٹرولر کے ذریعے بیٹری یا برقی موٹر میں منتقل کیا جاتا ہے، اور الیکٹرک موٹر گاڑی کو ٹرانسمیشن میکانزم کے ذریعے چلاتی ہے۔ جب بوجھ چھوٹا ہوتا ہے، الیکٹرک موٹر پہیوں کو چلاتی ہے۔ جب بوجھ بڑا ہوتا ہے تو انجن بجلی پیدا کرنے اور موٹر چلانے کے لیے جنریٹر چلاتا ہے۔
(2) متوازی ہائبرڈ الیکٹرک وہیکل (PHEV)
متوازی ہائبرڈ الیکٹرک وہیکل (PHEV) انجن اور الیکٹرک موٹر دونوں پہیوں کو چلانے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، اور ان کی طاقت متوازی طور پر پہیوں تک پہنچائی جاتی ہے۔ گاڑی موجودہ کام کے حالات کے مطابق ان دو پاور آؤٹ پٹس کا انتخاب کرتی ہے۔
انجن اور الیکٹرک موٹر عام طور پر پہیوں کو مختلف کلچز کے ذریعے چلاتے ہیں، اور آپریٹنگ کے تین طریقے ہیں: اکیلے انجن، اکیلے الیکٹرک ڈرائیو سسٹم، اور انجن + الیکٹرک ڈرائیو سسٹم ہائبرڈ ڈرائیو۔ جب انجن کے ذریعہ فراہم کردہ طاقت گاڑی کو درکار ڈرائیونگ پاور سے زیادہ ہو، یا جب گاڑی بریک لگا رہی ہو، تو الیکٹرک ڈرائیو سسٹم بیٹری کو چارج کرنے کے لیے جنریٹر کی حالت میں کام کرتا ہے۔
متوازی ہائبرڈ گاڑی کا انجن ٹرانسمیشن میکانزم کے ذریعے پہیوں کو براہ راست چلا سکتا ہے، جو روایتی گاڑی چلانے کے نظام کے قریب ہے۔ مکینیکل کارکردگی کا نقصان عام گاڑیوں کی طرح ہے، اور یہ بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے.
(3) سیریز متوازی ہائبرڈ الیکٹرک وہیکل (SPHEV)
ایک ہائبرڈ (سیریز-متوازی) ہائبرڈ الیکٹرک وہیکل (SPHEV) سیریز کے ہائبرڈ سسٹم اور ایک متوازی ہائبرڈ سسٹم کو یکجا کرتی ہے، جس کا مقصد سیریز کے ٹرانسمیشن روٹ کے مقابلے میں دونوں سسٹمز کے فوائد کو زیادہ سے زیادہ کرنا اور مکینیکل پاور شامل کرنا ہے۔ متوازی قسم کے مقابلے میں، برقی توانائی کی ترسیل کے راستے میں اضافہ ہوا ہے.
ہائبرڈ سسٹم میں دو برقی موٹریں ہیں۔ ڈرائیونگ کے حالات پر منحصر ہے، الیکٹرک موٹر اکیلے چلائی جا سکتی ہے یا الیکٹرک موٹر + انجن کو مشترکہ طور پر چلایا جا سکتا ہے۔ مزید یہ کہ ضرورت پڑنے پر یہ نظام پہیوں کو چلاتے ہوئے جنریٹر کے ذریعے بجلی بھی پیدا کر سکتا ہے۔