বৈদ্যুতিক যানবাহনগুলি এখন তাদের পরিবেশ-বান্ধব বৈশিষ্ট্যগুলির গুণমান, কার্যকরী সরলতা এবং শক্তি দক্ষতার কারণে জনপ্রিয় হয়ে উঠছে। কার্যকরী থ্রাস্ট একটি বৈদ্যুতিক মোটর দ্বারা চালিত হয়, যার একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের তুলনায় একটি সাধারণ কাঠামো রয়েছে। শক্তি দক্ষতার বিষয়ে, দহন গাড়ি এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনের মধ্যে তুলনা প্রতীকী: দহন গাড়িগুলির শক্তি দক্ষতা 16 শতাংশ, যখন বৈদ্যুতিক গাড়িগুলির শক্তি দক্ষতা 85 শতাংশ। প্রপালশনের বৈদ্যুতিক প্রকৃতির দহনের উপর ভিত্তি করে প্রকৃতির উপর একটি সুবিধা রয়েছে - পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি।
ইলেক্ট্রিসিটি অনেক নমনীয়তা প্রদান করে, যার মধ্যে রয়েছে বিভিন্ন ধরনের শক্তি সংগ্রহের ব্যবহার যা ব্যাটারি চার্জ করতে সাহায্য করে, গাড়ির অপারেটিং সময় বাড়ানো। অতএব, শক্তি সংগ্রহ প্রযুক্তি বৈদ্যুতিক যানবাহন গবেষণা এবং উন্নয়ন সমাধানের জন্য একটি সম্ভাবনা।
বৈদ্যুতিক গাড়ির স্বায়ত্তশাসন সরাসরি তাদের পাওয়ারট্রেন এবং শক্তি ব্যবস্থাপনা সিস্টেমের দক্ষতা প্রতিফলিত করে। এছাড়াও, প্রয়োজনীয় অবকাঠামো, যেমন শক্তিশালী দ্রুত চার্জিং সিস্টেম যা এখন শত শত কিলোওয়াটে পৌঁছায়, কঠোর পূর্বনির্ধারিত আকার এবং দক্ষতার সীমা মেনে চলার জন্যও প্রয়োজন। এর নির্দিষ্ট ভৌত বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে, সিলিকন কার্বাইড (SiC) কার্যকরভাবে এই নতুন বাজারের চাহিদাগুলিকে সাড়া দিতে পারে।
হাইব্রিড এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনের মধ্যে, নেতৃস্থানীয় ইলেকট্রনিক পাওয়ার সিস্টেম হল DC/DC বুস্ট কনভার্টার এবং DC/AC ইনভার্টার। বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য বিকশিত ইলেকট্রনিক সিস্টেমগুলি তাপমাত্রা, বর্তমান এবং ভোল্টেজ সেন্সর থেকে শুরু করে SiC এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) এর উপর ভিত্তি করে অর্ধপরিবাহী পর্যন্ত।
সিলিকন কার্বাইড শক্তিশালী
আজ, স্বায়ত্তশাসন এবং দীর্ঘ চার্জিং সময় বৈদ্যুতিক যানবাহন গ্রহণের ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে। দ্রুত চার্জ করার জন্য, কম সময়ে চার্জ করার জন্য বেশি শক্তি প্রয়োজন। গাড়িতে উপলব্ধ সীমিত স্থানের কারণে, ব্যাটারি চার্জিং সিস্টেমগুলিকে অবশ্যই উচ্চ শক্তির ঘনত্ব প্রদান করতে হবে। তবেই এই সিস্টেমগুলিকে গাড়িতে একীভূত করা সম্ভব হবে।
যেকোনো বৈদ্যুতিক যান (EV) বা প্লাগ-ইন হাইব্রিড যানের (HEV) কেন্দ্রে, আমরা উচ্চ-ভোল্টেজ ব্যাটারি (200 থেকে 450 VDC) এবং তাদের চার্জিং সিস্টেমগুলি খুঁজে পেতে পারি। অন-বোর্ড চার্জার (OBC) আপনার বাড়িতে বা কোনো সরকারি বা ব্যক্তিগত চার্জিং স্টেশনে এসি পাওয়ার থেকে ব্যাটারি চার্জ করার একটি উপায় প্রদান করে। 3.6 কিলোওয়াট থ্রি-ফেজ হাই-পাওয়ার কনভার্টার থেকে 22 কিলোওয়াট সিঙ্গেল-ফেজ পর্যন্ত, আজকের ওবিসিদের দ্রুত চার্জিং নিশ্চিত করতে এবং সীমিত স্থান এবং ওজনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে সর্বোচ্চ সম্ভাব্য দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতা থাকতে হবে।
সমস্ত দ্রুত চার্জিং সিস্টেমের জন্য একটি কমপ্যাক্ট এবং দক্ষ চার্জিং স্টেশন প্রয়োজন, এবং বর্তমান SiC পাওয়ার মডিউলগুলি প্রয়োজনীয় শক্তির ঘনত্ব এবং দক্ষতার সাথে সিস্টেম তৈরি করার অনুমতি দেয়। বিদ্যুতের ঘনত্ব এবং সিস্টেমের দক্ষতা সম্পর্কিত উচ্চাভিলাষী লক্ষ্য অর্জনের জন্য, SiC ট্রানজিস্টর এবং ডায়োড ব্যবহার করা আবশ্যক।
উচ্চ-কঠোরতা SiC সাবস্ট্রেটের চমৎকার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি পাতলা সাবস্ট্রেট ব্যবহারের অনুমতি দেয়। সিলিকন এপিটাক্সিয়াল স্তরের তুলনায়, এটি বেধের দশমাংশে পৌঁছাতে পারে। ব্যাটারির প্রবণতা হল ক্ষমতা বাড়ানো, এবং এই বৈশিষ্ট্যটি কম চার্জিং সময়ের সাথে যুক্ত। এর জন্য, 11 কিলোওয়াট এবং 22 কিলোওয়াটের মতো উচ্চ শক্তি এবং দক্ষতা সহ একটি OBC প্রয়োজন৷
SCT3xHR সিরিজের প্রবর্তনের সাথে, ROHM এখন AEC-Q101 যোগ্য SiC MOSFET ক্ষেত্রে বিস্তৃত পণ্য লাইন অফার করে, যা স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য অন-বোর্ড চার্জার এবং DC/DC রূপান্তরকারীদের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার গ্যারান্টি দেয় (চিত্র 1)। STMicroelectronics-এ AEC-Q101 কমপ্লায়েন্ট MOSFET, সিলিকন এবং সিলিকন কার্বাইড (SiC) ডায়োড এবং 32-বিট SPC5 স্বয়ংচালিত মাইক্রোকন্ট্রোলারের একটি বিস্তৃত পরিসর রয়েছে যা এই চাহিদাপূর্ণ রূপান্তরকারীগুলিকে বাস্তবায়নের জন্য মাপযোগ্য, খরচ-কার্যকর এবং শক্তি-দক্ষ সমাধান প্রদান করে। (চিত্র ২).
গ্রিডে যানবাহন
পরবর্তী দশকে লক্ষ লক্ষ ব্যাটারি চালিত বৈদ্যুতিক যানবাহন রাস্তায় উপস্থিত হবে বলে আশা করা হচ্ছে, গ্রিডের জন্য একটি বিশাল চ্যালেঞ্জ। অ-প্রোগ্রামেবল পুনর্নবীকরণযোগ্য সংস্থানগুলির উত্পাদন যেমন প্রসারিত হয়, তেমনি ভারসাম্যপূর্ণ নেটওয়ার্কগুলির প্রয়োজন হয়।
যখন গাড়ির ব্যাটারিগুলি হোম চার্জিং ওয়ালবক্স বা কর্পোরেট বা পাবলিক চার্জিং স্টেশনগুলির মাধ্যমে নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত থাকে, তখন তাদের বুদ্ধিমান ব্যবস্থাপনা অত্যন্ত আকর্ষণীয় হয়ে ওঠে। অন-বোর্ড ব্যাটারিগুলি নেটওয়ার্ককে পাওয়ার পাশাপাশি পাওয়ার আঁকতে ব্যবহার করা যেতে পারে, শক্তি শোষণ করার তাত্ক্ষণিক প্রয়োজনের উপর নির্ভর করে।
সিস্টেমটি একটি রিমোট কন্ট্রোল ব্যবহার করে গাড়িতে জমে থাকা শক্তি বা নেটওয়ার্কের মাধ্যমে পুনরুদ্ধার (ব্যাটারিতে) প্রদান করতে। এই সিস্টেমটি বাস্তবায়নের মূল প্রযুক্তি হল একটি দ্বিমুখী শক্তি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল যা স্বয়ংক্রিয় দিকে এবং নিম্ন-ভোল্টেজ নেটওয়ার্কের দিকে (চিত্র 3) উচ্চ-ভোল্টেজ ব্যাটারির (300 থেকে 500 ভোল্ট) সাথে সরাসরি মিলিত হয়।
যানবাহন-টু-গ্রিড (V2G) প্রযুক্তিতে গ্রিডকে আরও সুষম এবং দক্ষ করে তোলার সম্ভাবনা রয়েছে। বিদ্যুতের চাহিদা বাড়ার সাথে সাথে চাহিদা ও সরবরাহের ভারসাম্য বজায় রাখা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
ওয়্যারলেস চার্জিং
গ্যারেজ বা পাবলিক পার্কিং লটে অবস্থিত চার্জিং পয়েন্টগুলির জন্য ধন্যবাদ, একটি উত্তেজনাপূর্ণ এলাকা হল বৈদ্যুতিক গাড়ির বেতার চার্জিং। চার্জিং পয়েন্ট অগত্যা গাড়ির নিচে রিসিভারের সাথে সুনির্দিষ্টভাবে সারিবদ্ধ হতে হবে না। দীর্ঘমেয়াদে, একটি মাইক্রো-লোডিং সংস্করণ তৈরি করার চেষ্টা করা হবে যা দীর্ঘ লোডিং প্লেট এবং পাবলিক রাস্তাগুলিকে একীভূত করতে পারে এমনকি গাড়ি চালানোর সময়ও ইভি/এইচইভি যানবাহন লোড করতে পারে, তবে এটি নির্ভর করবে জাতীয় পর্যায়ে কত সমস্যার সম্মুখীন হয়েছে এবং স্থানীয় প্রশাসনিক স্তর।
V2G প্রযুক্তি নিরবচ্ছিন্নভাবে কাজ করার জন্য, নেটওয়ার্ক স্থিতিশীলতার সুবিধা প্রদান করতে এবং যানবাহনগুলিকে জেনারেটর এবং ডেটা উত্স হিসাবে কাজ করার অনুমতি দেওয়ার জন্য, ওয়্যারলেস চার্জিং প্রযুক্তিকে শুধুমাত্র গাড়ির মধ্যেই নয়, বাড়িতে এবং শহুরে অবকাঠামোতেও অন্তর্ভুক্ত করতে হবে। গাড়ি চার্জ করা হয়। এটি প্রয়োজনে গাড়িটিকে অত্যন্ত ব্যবহারযোগ্য করে তুলবে।
চৌম্বকীয় অনুরণন প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে ওয়্যারলেস চার্জিং কংক্রিট এবং অ্যাসফল্টের মতো উপকরণ ব্যবহার করে সোর্স প্লেটে নমনীয় কয়েল স্থাপন করে বৈদ্যুতিক যানবাহনকে, প্রকার বা আকার নির্বিশেষে স্বয়ংক্রিয়ভাবে এবং নিরাপদে চার্জ করার অনুমতি দেয়। ওয়্যারলেস পাওয়ার যানবাহনকে স্বায়ত্তশাসিতভাবে চার্জ করতে এবং V2G প্রযুক্তি প্রয়োগ করতে সক্ষম করবে যা মানুষের হস্তক্ষেপ ছাড়াই ক্রমাগত উত্তেজিত এবং কমিয়ে দেয় (চিত্র 4)।
উপসংহার
ব্রডব্যান্ড সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তি এবং ডিজিটাল নেটওয়ার্ক ক্ষমতা দ্বারা সক্ষম দ্রুত চার্জিং স্টেশনগুলি বৈদ্যুতিক যানবাহন গ্রহণকে ত্বরান্বিত করতে সহায়তা করবে। বৈদ্যুতিক গাড়ির বৈশ্বিক চাহিদা বৃদ্ধির সাথে সাথে চার্জিং অবকাঠামোকে সমর্থন করার প্রয়োজনীয়তাও বাড়ছে। বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য উদ্ভাবনী চার্জিং প্রযুক্তি পরিবর্তনের জন্য একটি অনুঘটক হতে পারে, বৈদ্যুতিক যান গ্রহণের প্রচারে সাহায্য করতে পারে এবং কার্বন নিঃসরণ কমানোর লক্ষ্যে অনেক অবদান রাখতে পারে।
বৈদ্যুতিক গাড়ির পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সগুলিকে উন্নতির প্রয়োজন মেটাতে SiC পাওয়ার ডিভাইসগুলির সাথে সমৃদ্ধ করা হয়: সিস্টেমের শক্তি দক্ষতা; বৈদ্যুতিক গাড়ির শক্তি এবং শক্তি ঘনত্ব; এবং উচ্চ-পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উচ্চ ভোল্টেজ এবং শক্তি প্রয়োজন - এইভাবে সিস্টেমের কার্যকারিতা এবং দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতায় একটি গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখে। SiC MOSFETs এবং SiC Schottky ব্যারিয়ার ডায়োড (SBDs) উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে সর্বোচ্চ সুইচিং দক্ষতা নিশ্চিত করে।