बॅटरी प्रणाली म्हणजे काय?
इलेक्ट्रिक वाहनासाठी बॅटरी प्रणाली म्हणजे वाहनाला चालवण्यासाठी आवश्यक असणारी ऊर्जा संचयन यंत्रणा होय. सर्व-इलेक्ट्रिक आणि प्लग-इन हायब्रिड वाहनांमध्ये ऊर्जा संचयासाठी ही बॅटरी यंत्रणा वापरली जाते. बॅटरी प्रणालीमध्ये अनेक लिथियम-आयन सेल्सचे मॉड्यूल असतात, ज्यांना जोडून एक बॅटरी पॅक तयार केला जातो. या बॅटरीमध्ये साठवलेल्या विद्युत ऊर्जेने वाहनाची मोटर चालते.
बॅटरीतील प्रत्येक सेलची सुरक्षा आणि अचूकतेने कार्यान्वित राहणे सुनिश्चित करण्यासाठी बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली (BMS) असते. BMS प्रत्येक सेलचे तापमान, व्होल्टेज आणि प्रवाह सातत्याने तपासते आणि बॅटरी सुरक्षित प्रकारे कार्यान्वित होईल याची काळजी घेतो.
बॅटरीचे मुख्य प्रकार
- लिथियम-आयन बॅटरी: आजकाल सर्वाधिक वापरली जाणारी बॅटरी. यामध्ये वजनानुसार जास्त ऊर्जा साठवू शकणारे सेल असतात. या बॅटरींची ऊर्जा कार्यक्षमता, उच्च उष्णता तटस्थता व दीर्घ आयुष्य मोठ्या प्रमाणावर असते.
- ठोस अवस्थीत (सॉलिड-स्टेट) बॅटरी: नवीन पिढीतील बॅटरी, ज्यात पारंपारिक द्रव इलेक्ट्रोलाइटऐवजी घन इलेक्ट्रोलाइट वापरला जातो. या बॅटरींमध्ये चार्जिंगचा वेळ मोठ्या प्रमाणात कमी होतो आणि सुरक्षितता वाढते.
- निकेल-धातू हायब्रिड (NiMH): पूर्वीच्या काही इलेक्ट्रिक व हायब्रिड वाहनांमध्ये वापरली जाणारी बॅटरी. या बॅटरींमध्ये दीर्घ आयुष्य आणि चांगली सुरक्षितता असते, परंतु वजन व स्व-संरक्षण दर जास्त असल्यामुळे याचा वापर कमी होत चालला आहे.
- लीड-एसिड बॅटरी: पारंपारिक बॅटरी, मुख्यतः जुन्या वाहनांमध्ये वापरली जाते. स्वस्त व पुनर्नवीनीकरणक्षम असली तरी त्यात ऊर्जा संचयन क्षमता कमी असते.
बॅटरी प्रणाली कशी कार्य करते
इलेक्ट्रिक वाहनातील बॅटरी पॅकमध्ये अनेक लिथियम-आयन सेल्स जोडलेले असतात. प्रत्येक सेलमध्ये दोन इलेक्ट्रोड (ऍनोद व कॅथोड) आणि इलेक्ट्रोलाइट असतो. या सेल्सना साखळी व समांतररित्या जोडून वाहनाला आवश्यक व्होल्टेज व क्षमतेची बॅटरी निर्मिती केली जाते.
वाहनाच्या नियंत्रण यंत्रणेने बॅटरीमधील साठवलेली DC ऊर्जा मोटरला पुरवली जाते. बॅटरीमध्ये सतत काम करत राहण्यासाठी व सुरक्षिततेसाठी BMS प्रणाली महत्त्वाची भूमिका बजावते. ती प्रत्येक सेलवर लक्ष ठेवते आणि आवश्यक असल्यास प्रणाली बंद करते.
चार्जिंग प्रक्रिया आणि वेळ
इलेक्ट्रिक वाहनांची बॅटरी विविध प्रकारांनी चार्ज केली जाते:
- स्तर १ (सामान्य घरगुती सॉकेट) – यामध्ये चार्जिंगचा वेळ जास्त लागतो.
- स्तर २ (AC चार्जिंग) – घरगुती किंवा कार्यालयीन चार्जर वापरून चार्ज केल्यास काही तास लागतात.
- स्तर ३ (डीसी फास्ट चार्जिंग) – ही सर्वात जलद चार्जिंग पद्धत असून फक्त काही मिनिटांत ८०% पर्यंत चार्जिंग होते.
चार्जिंगचा वेळ बॅटरीच्या क्षमतेवर, चार्जरच्या ताकदीवर आणि सध्याच्या चार्जिंग पातळीवर अवलंबून असतो.
सुरक्षा आणि देखभाल
बॅटरी उच्च वोल्टेजवर कार्य करते त्यामुळे सुरक्षा महत्त्वाची असते. बॅटरीमध्ये फ्यूज, सेपरेटर आणि थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टम असते. बॅटरी व्यवस्थापन प्रणाली तापमान आणि वीजप्रवाह नियंत्रणात ठेवते.
देखभालीसाठी बॅटरी नियमित तपासावी, ती २०–८०% दरम्यान चार्ज ठेवावी आणि अति गरम किंवा थंड ठिकाणी वाहन ठेवणे टाळावे.
पर्यावरणीय प्रभाव आणि पुनर्नवीनीकरण
इलेक्ट्रिक वाहनांमुळे प्रदूषण कमी होते, परंतु बॅटरीमुळे काही प्रमाणात पर्यावरणीय परिणाम होतो. बॅटरी तयार करण्यासाठी लिथियम, कोबाल्ट, निकेल यांसारख्या धातूंचा वापर होतो, त्यामुळे पुनर्नवीनीकरण आवश्यक आहे.
बॅटरीच्या आयुष्याच्या शेवटीही त्यातील ऊर्जा इतर उपयोगांसाठी वापरता येते. भारतात बॅटरी वेस्ट मॅनेजमेंटसाठी नियम तयार करण्यात आले असून, उत्पादकांना बॅटरीचे संकलन आणि पुनर्वापर करणे बंधनकारक आहे.
भविष्यवाणी आणि नवकल्पना
भविष्यात सॉलिड-स्टेट बॅटरी, जलद चार्जिंग, कमी वजनाच्या बॅटरी, आणि पर्यावरणपूरक तंत्रज्ञान यात मोठ्या प्रमाणावर प्रगती होणार आहे. अनेक आघाडीच्या कंपन्या संशोधन करत असून, लवकरच अधिक सुरक्षित, किफायतशीर आणि टिकाऊ बॅटरी तंत्रज्ञान बाजारात येईल.