चार्जिंग 80 प्रतिशत के बाद धीमी क्यों हो जाती है?

आखिरी 20 प्रतिशत चार्ज पहले 70 प्रतिशत जितना समय ले सकता है; क्योंकि यह धीमापन कोई खराबी नहीं, बल्कि बैटरी को अत्यधिक चार्जिंग के तनाव से बचाने वाली एक जानबूझकर की गई सावधानी है।
आखिरी 20 प्रतिशत चार्ज पहले 70 प्रतिशत जितना समय ले सकता है; क्योंकि यह धीमापन कोई खराबी नहीं, बल्कि बैटरी को अत्यधिक चार्जिंग के तनाव से बचाने वाली एक जानबूझकर की गई सावधानी है।

इस पेज को साझा करें

इलेक्ट्रिक वाहनों की चार्जिंग गति 80 प्रतिशत पर पहुंचने पर धीमी हो जाती है, क्योंकि बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम सेलों के अधिकतम अनुमत वोल्टेज के निकट पहुंचने पर करंट को चरणबद्ध रूप से कम कर देता है; यह कोई खराबी नहीं, बल्कि सेलों को ओवरचार्ज के तनाव से बचाने के लिए डिज़ाइन की गई एक प्रणाली है। परिणामस्वरूप अंतिम 20 प्रतिशत को भरने में पहले 70 प्रतिशत जितना ही समय लग सकता है, और इसीलिए यात्रा की योजना बनाते समय 80 प्रतिशत को एक व्यावहारिक रुकने के बिंदु के रूप में माना जाता है।

मुख्य बातें

  • Hyundai Ioniq 5 लंबी रेंज वाली बैटरी के साथ 10-80 प्रतिशत की चार्जिंग लगभग 18 मिनट में पूरी करता है; जबकि 80-100 प्रतिशत के लिए लगभग 32 मिनट और चाहिए।
  • चार्जिंग के दौरान बैटरी का तापमान 10-15°C बढ़ सकता है; सेल का आदर्श तापमान 20-30°C की सीमा है।
  • 0°C हवा के तापमान पर बैटरी, सौम्य परिस्थितियों की तुलना में लगभग 36 प्रतिशत कम ऊर्जा ले सकती है।
  • DC फास्ट चार्जिंग में 80 प्रतिशत तक पहुंचने में आमतौर पर 30-45 मिनट लगते हैं।

चार्जिंग कर्व क्या है और यह एक सीधी रेखा क्यों नहीं है?

चार्जिंग कर्व, बैटरी की भराव स्थिति (SoC) के सापेक्ष प्राप्त चार्जिंग शक्ति को दर्शाने वाला ग्राफ है। कई ड्राइवरों की अपेक्षा के विपरीत, यह शुरू से अंत तक समान शक्ति पर नहीं चलता; वोल्टेज, सेल की आंतरिक स्थिति और तापमान जैसे कारक कर्व के आकार को निर्धारित करते हैं। सबसे तेज़ खंड आमतौर पर 20-60 प्रतिशत SoC की सीमा होता है; इस विंडो में सेल न्यूनतम प्रतिरोध के साथ ऊर्जा ग्रहण करते हैं।

इसके मूल तर्क को एक उपमा से समझा जा सकता है: भरे हुए थिएटर में सीट ढूंढना, खाली सभागार में बैठने-उठने जितना आसान नहीं होता। बैटरी खाली होने पर लिथियम आयन एनोड पर आसानी से जगह पा लेते हैं; भराव बढ़ने पर उपयुक्त जगहें कम हो जाती हैं, हर नया आयन अधिक प्रतिरोध के साथ स्थापित होता है, और यह प्रतिरोध ऊष्मा तथा वोल्टेज वृद्धि में बदल जाता है। अर्थात बैटरी जितनी भरी होगी, उतनी ही धीमी भरेगी - यह कोई सॉफ्टवेयर की पसंद नहीं, बल्कि इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री की मजबूरी है।

CC-CV का तर्क: स्थिर करंट से स्थिर वोल्टेज पर संक्रमण

लगभग हर लिथियम-आयन बैटरी दो-चरणीय चार्जिंग रणनीति पर काम करती है। पहले चरण में, यानी स्थिर करंट (CC) चरण में, चार्जर करंट को अनुमत ऊपरी सीमा के निकट स्थिर रखता है और पावर कर्व अपनी चरम सीमा पर पहुंच जाता है; "60 प्रतिशत तक पूरी शक्ति" जैसे कथन इसी चरण का वर्णन करते हैं। जब बैटरी अधिकतम अनुमत वोल्टेज के निकट पहुंचती है, तो दूसरे चरण, यानी स्थिर वोल्टेज (CV) चरण में संक्रमण होता है: वोल्टेज स्थिर हो जाता है, करंट घटता है और चार्जिंग धीरे-धीरे संतृप्ति के चरण में प्रवेश करती है।

इस संक्रमण के पीछे दो भौतिक कारण हैं। पहला आंतरिक प्रतिरोध: SoC बढ़ने के साथ सेल का आंतरिक प्रतिरोध बढ़ता है, वही करंट अधिक ऊष्मा और अधिक वोल्टेज उत्पन्न करता है। दूसरा ओवरचार्ज संवेदनशीलता: अधिक भराव पर लिथियम-आयन सेल खतरनाक प्रतिक्रिया सीमा के निकट पहुंच जाते हैं और एनोड पर अवांछित धात्विक लिथियम के जमाव (plating) जैसी स्थायी क्षतियां हो सकती हैं। बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम (BMS) इन जोखिमों को रोकने के लिए करंट को चरणबद्ध रूप से कम करने के लिए बाध्य है। टेपर की शुरुआत केमिस्ट्री और BMS रणनीति के अनुसार 75-85 प्रतिशत के बीच बदलती है; 80 प्रतिशत एक सामान्य संदर्भ बिंदु है, कोई सार्वभौमिक सीमा नहीं।

संख्याओं से ठोस रूप दें

धीमेपन का क्या मतलब है, यह सबसे अच्छी तरह समय के आंकड़े बताते हैं। लंबी रेंज वाली बैटरी वाला एक Hyundai Ioniq 5, DC तेज़ चार्जिंग में 10-80% की सीमा को लगभग 18 मिनट में पूरा करता है, जबकि अंतिम 20 प्रतिशत के लिए अतिरिक्त रूप से लगभग 32 मिनट प्रतीक्षा करनी पड़ती है। यानी चार्जिंग कर्व का सबसे धीमा हिस्सा, तेज़ हिस्से से लगभग दोगुना समय लेता है। यह लगभग 300 मील (480 किमी) रेंज वाले वाहन में इस प्रकार पढ़ा जाता है: 80% पर प्लग निकालकर यात्रा जारी रखना, अंतिम 20 प्रतिशत का इंतज़ार करने से कहीं अधिक कुशल है - उतने ही समय में आप सामने के रास्ते पर 100 मील से अधिक दूरी तय कर सकते हैं।

वाहन और चार्जिंग स्टेशन के बीच पावर समझौता

Katalogda vaat edilen maksimum güç bir pazarlıktır ve masada her zaman alt kapasiteye sahip olan taraf kazanır.

चार्जिंग की गति एकतरफ़ा निर्णय नहीं है; वाहन और स्टेशन, प्लग लगते ही एक प्रकार का सौदेबाज़ी सत्र चलाते हैं। वाहन अपनी बैटरी द्वारा अनुमत करंट और तात्कालिक स्थिति की जानकारी देता है; स्टेशन अपनी उपलब्ध शक्ति का प्रचार करता है। परिणाम हमेशा दोनों पक्षों से नीचे का मान होता है: चाहे कोई भी सीमित करे, निचली क्षमता ही निर्धारक होती है। इसीलिए इलेक्ट्रिक वाहन व्यावहारिक रूप से लगभग कभी भी, अपने कैटलॉग में लिखी अधिकतम गति पर चार्ज नहीं होते।

संचार परत भी इस सौदेबाज़ी का हिस्सा है। वाहन और चार्जर, चार्जिंग सत्र को ISO 15118 और OCPP जैसे प्रोटोकॉल के माध्यम से प्रबंधित करते हैं; यदि स्टेशन का सॉफ़्टवेयर अपडेटेड नहीं है, तो वाहन अपनी पूरी क्षमता तक नहीं पहुँच पा सकता। साथ ही, जिन साझा सेटअप्स में कई वाहन एक ही स्टेशन से जुड़े होते हैं, वहाँ शक्ति बाँट दी जाती है: 1 MW की स्थापना में दो वाहन 350-350 kW प्राप्त करते हैं, जबकि चार वाहन इस मान को 250 kW तक, और आठ वाहन 125 kW तक गिरा देते हैं।

तापमान, बैटरी की उम्र और अन्य धीमा करने वाले कारक

चार्जिंग कर्व को धीमा करने वाला केवल चार्ज स्तर नहीं है। BMS, बैटरी की सुरक्षा के लिए कई शर्तों की निगरानी करता है और आवश्यकता पड़ने पर शक्ति कम कर देता है:

  • तापमान: आदर्श सेल तापमान 20-30°C की सीमा है। ठंड में रसायन धीमा हो जाता है और बैटरी कम ऊर्जा ग्रहण करती है - 0°C पर ग्रहण क्षमता लगभग 36% तक कम हो सकती है. अत्यधिक गर्मी में BMS, ऊष्मा संचय को रोकने के लिए शक्ति कम कर देता है; DC तेज़ चार्जिंग के दौरान आंतरिक तापमान पहले से ही 10-15°C बढ़ सकता है।
  • बैटरी की उम्र: पुरानी होने पर आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाता है; वही करंट अधिक ऊष्मा में बदलता है और BMS कर्व को अधिक आक्रामक रूप से सीमित करने लगता है।
  • हार्डवेयर की स्थिति: घिसे हुए या क्षतिग्रस्त केबल और कनेक्टर करंट ले जाने की क्षमता को सीमित करते हैं।
  • सॉफ़्टवेयर प्रतिबंध: निर्माता का एल्गोरिथ्म, सेल केमिस्ट्री के अनुसार चार्जिंग व्यवहार को जानबूझकर सीमित कर सकता है।

सर्दियों की परिस्थितियों में सबसे प्रभावी समाधान प्रीकंडीशनिंग है: जब नेविगेशन में किसी तेज़ चार्जिंग पॉइंट को लक्ष्य बनाया जाता है, तो वाहन रवाना होने से पहले बैटरी को गर्म कर देता है और जब सेल आदर्श तापमान के करीब पहुँच जाते हैं, तो पूरी चार्जिंग कर्व का उपयोग कर सकते हैं। प्री-हीटिंग ठंडे जलवायु में चार्जिंग दक्षता को 30% तक बढ़ा सकती है; चार्जिंग पॉइंट की ओर जाते समय की छोटी ड्राइव भी इसी तरह मदद करती है।

"पीक चार्जिंग स्पीड" की मार्केटिंग कितनी सार्थक है?

निर्माताओं की ब्रोशरों में उजागर किया गया शिखर पावर मान अपने आप में एक बुरा मापदंड है। शिखर पावर केवल चार्जिंग वक्र के सबसे तेज़ कुछ मिनटों में दिखाई देता है; सत्र का औसत बहुत कम होता है। उदाहरण के लिए, 250 kW शिखर पावर के साथ प्रचारित किए गए किसी मॉडल का, एक पूर्ण चार्जिंग सत्र में औसत पावर स्पष्ट रूप से नीचे रहता है। इसलिए तुलना के लिए %10-80 अवधियां और सत्र औसत जैसे मापदंड, एक अकेले शिखर मान की तुलना में बहुत अधिक जानकारी देते हैं।

मापदंडक्या बताता हैसीमा
शिखर पावर (kW)वक्र के सबसे तेज़ क्षण की पावरकेवल एक छोटी अवधि में मान्य
%10-80 अवधिव्यावहारिक यात्रा परिदृश्य में वास्तविक समयशिखर पावर को दर्शाता नहीं
औसत चार्जिंग पावरसत्र के दौरान प्राप्त ऊर्जा / समयकैटलॉग में आमतौर पर साझा नहीं किया जाता

एक ठोस तुलना: एक प्रकाशक के माप में Ioniq 5 ने %10-80 रेंज को Tesla Model 3 से लगभग 9-11 मिनट अधिक तेज़ी से पूरा किया; संबंधित Model 3 के 24-26 मिनट की सीमा में थे। Ioniq 5 का 800V आर्किटेक्चर, उसी पावर स्तरों को कम करंट के साथ ले जाता है, इसलिए कम गर्मी और हानि उत्पन्न करता है; यही इस बात का आधार है कि यह उच्च भराव पर भी वक्र को लंबे समय तक खड़ा रख सकता है। आर्किटेक्चर, taper को हटाता नहीं - बस पूरे वक्र को ऊपर खींचता है।

80 प्रतिशत नियम: गति या बैटरी जीवन, या दोनों?

80 प्रतिशत पर रुकना केवल एक एकल कारण पर आधारित नहीं है; यह दो अलग-अलग लाभ एक साथ प्रदान करता है। पहला समय है: taper शुरू होने के बाद प्रतीक्षा करना, प्रति मिनट प्राप्त ऊर्जा के संदर्भ में कम कुशल है। दूसरा बैटरी स्वास्थ्य है: बार-बार DC फास्ट चार्जिंग से 100 प्रतिशत तक जाना, सेलों को उच्च वोल्टेज तनाव में डालता है और दीर्घ अवधि में क्षमता हानि को तेज करता है। बैटरियां भरे हुए रहना पसंद नहीं करतीं - ठीक फोन और चार्ज वाली ड्रिल की तरह। इसीलिए Tesla और Hyundai दोनों, दैनिक उपयोग के लिए %80 चार्जिंग की सिफारिश करते हैं।

इसे एक नियम नहीं, बल्कि एक अच्छी डिफ़ॉल्ट मान्यता के रूप में पढ़ा जाना चाहिए। LFP केमिस्ट्री वाली बैटरियां, अलग वोल्टेज प्रोफाइल के कारण ~%90 तक उच्च चार्जिंग गति बनाए रख सकती हैं; taper का आरंभिक बिंदु भी मॉडल के अनुसार %75-85 के बीच बदलता है। 100 प्रतिशत तक जाना लंबी यात्रा से पहले कभी-कभार किया जाने पर समस्या नहीं है - जब तक इसे दैनिक दिनचर्या नहीं बनाया जाता। एक अंतिम अंतर: AC चार्जिंग (घरेलू चार्जिंग) में पावर पहले से कम होती है, इसलिए taper व्यावहारिक रूप से ध्यान देने योग्य न होने जितना हल्का है। धीमापन केवल DC फास्ट चार्जिंग में ही नाटकीय अनुभव बनाता है।

क्या धीमापन एक खराबी है? कब संदेह करना चाहिए?

%80 के बाद का धीमापन डिज़ाइन द्वारा एक सुरक्षा तंत्र है; यदि वाहन खराब नहीं है तो यह अपेक्षित व्यवहार है। वास्तव में पूछा जाने वाला सवाल यह है कि क्या वक्र के अन्य हिस्से अपेक्षा से धीमे हैं। सबसे तेज़ रेंज वाला %20-60 बैंड में चरम शक्ति से गंभीर रूप से नीचे रहने की स्थिति में, टेपर से स्वतंत्र कोई कारक शामिल होता है: ठंडी बैटरी, पुराना स्टेशन सॉफ्टवेयर, साझा शक्ति, घिसा हुआ केबल या बैटरी में बुढ़ापा। यदि चार्जिंग से पहले प्री-कंडीशनिंग की गई हो और तापमान उपयुक्त हो, तो अपेक्षित चरम तक न पहुंचना विचारणीय संकेत है।

बाधा स्वयं प्रौद्योगिकी के साथ धीरे-धीरे घट रही है। 800V प्लेटफॉर्म कम नुकसान के साथ अधिक शक्ति संचारित करते हैं; उन्नत थर्मल प्रबंधन और अनुकूली BMS एल्गोरिद्म वोल्टेज, करंट और शीतलन को वास्तविक समय में अनुकूलित करते हैं; सॉलिड-स्टेट बैटरियां उच्च चार्ज स्तर पर बेहतर थर्मल स्थिरता का वादा करती हैं। ये टेपर को समाप्त नहीं करेंगे - भौतिकी की मांग स्थायी है - लेकिन CV चरण की समयगत लागत को आज की तुलना में काफी कम कर सकते हैं।

व्यावहारिक निष्कर्ष संक्षिप्त है: तेज़ चार्जिंग सत्रों को लगभग %80 पर समाप्त करें, लंबी यात्रा से पहले आवश्यकता होने पर कभी-कभी 100% तक जाएं, सर्दियों में बैटरी को प्री-कंडीशन करें और वाहन तुलनाओं में चरम शक्ति नहीं बल्कि %10-80 की अवधियों पर ध्यान दें। चार्जिंग वक्र को सही ढंग से समझने वाला चालक समय भी बचाता है और अपनी बैटरी का जीवन भी बढ़ाता है।

स्रोत