الیکٹرک گاڑی کی بیٹری کی حفاظت: کثافت اور تیز چارجنگ کے درمیان تجارت

اکتوبر میں الیکٹرک گاڑیوں میں آگ لگنے کا سلسلہ، جس میں Xiaomi SU7 Ultra، NIO ET7، Li Auto MEGA، Mercedes-Benz EQE، اور Porsche Taycan جیسے اعلیٰ درجے کے ماڈلز شامل ہیں، نے ایک بار پھر بیٹری کی حفاظت کو سامنے لایا ہے۔ ڈیٹا اور شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ کارکردگی کی دوڑ—اعلی توانائی کی کثافت سے لے کر الٹرا فاسٹ چارجنگ تک— تھرمل استحکام کی قیمت پر آرہی ہے اور زیادہ سخت رسک مینجمنٹ کی ضرورت ہے (بذریعہ 36kr.com)۔

اعلی توانائی کی کثافت: حد فائدہ، دباؤ تھرمل استحکام

لیتھیم آئرن فاسفیٹ (LFP) سے لیتھیم ٹرنری (NCM/NCA) مثبت مواد میں منتقلی نے توانائی کی کثافت اور توسیعی آپریٹنگ رینج میں اضافہ کیا ہے۔ تاہم، LFP کے مقابلے میں، جس میں کرسٹل کا ایک مستحکم ڈھانچہ ہے اور آکسیجن کو چھوڑنا مشکل ہے، زیادہ نکل والے مواد تھرمل استحکام کو کم کرتے ہیں۔

مارکیٹ کے تجربے نے صنعت کو ایڈجسٹ کرنے پر مجبور کیا: NCM 811 سے متعلق واقعات کے بعد (2020 میں GAC Aion S؛ جنرل موٹرز نے نکل بیٹری کے زیادہ خطرات کی وجہ سے 2021 میں تقریباً 70,000 گاڑیاں واپس منگوائیں، LG Chem نے $1 بلین معاوضہ ادا کیا)، مقبول NCM تناسب 5-2-2-2/6 کارکردگی میں توازن اور حفاظت میں منتقل ہو گیا۔ LFP اب بھی لاگت کی وجہ سے ذیلی 200,000 یوآن کے حصے میں وسیع پیمانے پر موجود ہے، جبکہ ٹرائی کمپوننٹ بیٹریاں درمیانی رینج اور ہائی اینڈ کاروں کے لیے استعمال ہوتی ہیں (مثال کے طور پر، Tesla طویل فاصلے کے ورژن کے لیے ٹرائی کمپوننٹ بیٹریاں استعمال کرتا ہے، LFP معیاری ورژن کے لیے)۔

18650 سے 4680 تک، پھر CTP/CTC: والیومیٹرک کارکردگی اور بڑے سیل کا خطرہ

مواد کے ساتھ ساتھ، تعمیراتی بہتری نے اسی حجم میں مزید توانائی کو "کمپریس" کرنے میں مدد کی ہے۔ پہلے ٹیسلا ماڈل ایس نے سیل – ماڈیول – پیک ڈھانچہ استعمال کیا: ہر ماڈیول میں تقریباً 444 18650 سیل ہوتے ہیں، جو اس کے اپنے BMS اور کولنگ پائپ سے لیس ہوتے ہیں۔ ایک پیک میں آگ سے بچنے والے مواد کے ساتھ 16 ماڈیول ہو سکتے ہیں۔ اس کے بعد سے رجحان ماڈیولز کو کم کرنے اور ختم کرنے کا رہا ہے (CTP – سیل ٹو پیک) اور گہرائی سے انضمام (CTC – Cell to Chassis)۔

بیلناکار سیل کا سائز 18650 سے بڑھ کر 21700 اور 4680 ہو گیا۔ کیوبک سائیڈ پر، BYD نے حجم کے استعمال کے تناسب کو تقریباً 50 فیصد بڑھانے کے لیے بلیڈ کو بہتر بنایا، جس سے سیل کی گنجائش 135 Ah سے 200 Ah تک بڑھ گئی۔ CATL نے Qilin کے ساتھ حجم کے استعمال کے تناسب کو 72% تک دھکیل دیا، 4680 کے 63% سنگ میل کو عبور کرتے ہوئے؛ CTC حل بالترتیب 2022-2023 سے بڑے پیمانے پر پیداوار میں ڈالے گئے ہیں۔

منفی پہلو: بڑی صلاحیت والے خلیات، جب اندرونی شارٹ سرکٹ کا سامنا کرتے ہیں، تو گرمی کو تیزی سے پھیلا سکتے ہیں، جس سے گرم دھبے بنتے ہیں اور زیادہ شدید تھرمل چین ری ایکشن ہوتا ہے۔ سگریٹ نوشی سے جلنے تک کا وقت بہت کم اور کنٹرول کرنا مشکل ہے۔ سیل کے علاوہ، پیک پیکنگ کا عمل بھی ایک خطرے کا نقطہ ہے: NIO نے 2019 میں 4,803 ES8 کاروں کو پیک میں ہائی وولٹیج کی غلط وائرنگ کی وجہ سے واپس منگوایا۔

800V–10C فاسٹ چارجنگ ریس: بہتر تجربہ، کم حفاظتی مارجن

چارجنگ پاور = وولٹیج × کرنٹ۔ 400V کاروں کی پہلی نسل کی چارجنگ کی شرح 1C سے کم تھی۔ Tesla نے بتدریج سپر چارجر پاور کو 90 kW (V1) سے بڑھا کر 250 kW (V3) کر دیا، 15 منٹ کی چارجنگ کے بعد اور 2–2.5C شرحوں پر تقریباً 250 کلومیٹر رینج کا اضافہ کیا۔

Porsche Taycan نے 270kW تیز چارجنگ کی صلاحیت کے ساتھ 800V پلیٹ فارم کا آغاز کیا: وولٹیج میں اضافہ کرنٹ اور گرمی کے نقصان کو کم کرتا ہے، ہائی پاور چارجنگ کے دوران حفاظت کو بہتر بناتا ہے۔ چینی مینوفیکچررز نے تیزی سے 800V کو پکڑ لیا، بیٹری کو 4C یا اس سے زیادہ تک بڑھا دیا۔ 400kW سے زیادہ چارج کرنے کی صلاحیت مارکیٹ میں نمودار ہوئی۔ 2023 میں، Li Auto MEGA نے CATL Qilin 5C کے استعمال کا اعلان کیا، جس کی زیادہ سے زیادہ صلاحیت 500kW سے زیادہ ہے۔ BYD نے 10C چارج کرنے کی صلاحیت بتائی، "600km کے لیے 10 منٹ کافی"؛ انڈسٹری ٹیسٹنگ کے مطابق، زیادہ سے زیادہ 10C کرنٹ صرف بہت کم وقت کے لیے رہتا ہے۔

بدلے میں، موصلیت، تحفظ، اور آرک بجھانے کی ضروریات ڈرامائی طور پر بڑھ جاتی ہیں۔ فوری شارٹ سرکٹ کرنٹ بڑا ہوتا ہے، اور تھرمل ردعمل زیادہ شدید ہو سکتا ہے۔ تیز دھاروں پر، لتیم آئن تیزی سے سرایت/علیحدہ ہو جاتے ہیں، جس سے گرمی پیدا ہوتی ہے اور ڈینڈرائٹس کو فروغ ملتا ہے، عمر کم ہوتی ہے۔ لی بن (این آئی او) کے ستمبر کے حصص کے مطابق، سپر چارجنگ کا حصول ایک قیمت پر آتا ہے، جس میں بیٹری کی عمر بھی شامل ہے۔ NIO بیٹری سویپ سٹیشنوں پر سست چارجنگ کا استعمال کرتا ہے، جس کا مقصد 15 سال میں 85% زندگی گزارنا ہے۔ "تصور کریں کہ اگر کار استعمال کرنے کے 8 سال بعد، آپ کو بیٹری تبدیل کرنے کے لیے 80,000 یا 100,000 یوآن ($11-$14,000) خرچ کرنے پڑیں... یہ ناقابل قبول حد سے زیادہ قیمت ہے۔"

تیز رفتار چارجنگ سنگ میل اور وولٹیج کی بنیاد (ذریعہ)

سسٹم/گاڑی	گراؤنڈ/وولٹیج	زیادہ سے زیادہ طاقت	نوٹ
Tesla Supercharger V1 → V3	~400V	90 کلو واٹ → 250 کلو واٹ	~250 کلومیٹر/15 منٹ؛ رفتار 2-2.5C
پورش ٹائیکن	800V	270 کلو واٹ	کرنٹ اور گرمی کے نقصان کو کم کریں۔
بہت سی چینی کمپنیاں	800V	>400 کلو واٹ	4C بیٹری یا اس سے زیادہ
Li Auto MEGA + CATL Qilin 5C	800V	>500 کلو واٹ	2023 میں اعلان کیا گیا۔
BYD 10C چارجر	-	-	10 منٹ ~ 600 کلومیٹر؛ 10C کرنٹ بہت کم رہتا ہے (انڈسٹری ٹیسٹنگ کے مطابق)

موجودہ تکنیکی حل: کولنگ، تھرمل الیکٹرک علیحدگی، BMS اصلاح

اس سے پہلے کہ سالڈ سٹیٹ بیٹریاں صنعتی پیمانے پر پہنچ جائیں، مائع بیٹری کی اصلاح جاری رہتی ہے بنیادی سمت:

CATL Qilin حرارت کے تبادلے کو بڑھانے کے لیے خلیوں کے درمیان مائع کولنگ پلیٹ رکھتا ہے۔ سیل کے نچلے حصے میں پریشر ریلیف والو کا بندوبست کرتا ہے، جو "ہیٹ برقی علیحدگی" کے لیے اوپر والے مثبت/منفی قطب سے الگ ہوتا ہے۔
باریک دانوں والا گریفائٹ لیپت منفی الیکٹروڈ آئن وسرجن کو تیز کرتا ہے، تیز چارجنگ کو سپورٹ کرتا ہے، اور "لیتھیم چڑھانا" کے خطرے کو کم کرتا ہے۔
BYD بلیڈ کی لمبی پتلی شکل گرمی کی کھپت کے لیے فائدہ مند ہے۔ گھنی ترتیب روایتی کراس/طول بلد بیم کی ضرورت کو کم کرتے ہوئے ساختی معاون اثر پیدا کرتی ہے۔ تاہم، حادثے میں الٹرا لانگ سیل موڑنے کے خدشات اب بھی موجود ہیں۔
BMS کو وولٹیج، کرنٹ، درجہ حرارت کی حقیقی وقت کی نگرانی کے ساتھ بڑھایا جاتا ہے۔ غیر معمولی ہونے پر سرکٹ بریک اور الارم۔ تاہم، فوری طور پر شارٹ سرکٹ نمونے لینے/جواب کی رفتار سے زیادہ ہو سکتا ہے۔

سالڈ سٹیٹ بیٹریاں: اعلیٰ صلاحیت، اعلیٰ رکاوٹیں۔

سالڈ اسٹیٹ بیٹریاں تین دہائیوں سے ترقی میں ہیں لیکن R&D چیلنجز، عمل، اور موجودہ مائع بیٹری ماحولیاتی نظام سے منتقلی کی لاگت کی وجہ سے صنعتی پیمانے پر پیداوار تک پہنچنا ابھی باقی ہے۔ زیادہ تر کار ساز اور بیٹری بنانے والے اس وقت بڑی سرمایہ کاری کرنے کے لیے تیار نہیں ہیں۔

نتیجہ: کوئی مکمل حفاظت نہیں ہے، صرف سیکھنے کا منحنی خطوط ہے۔

ایک اچھی طرح سے متوازن بیٹری پیک مواد، فن تعمیر، عمل اور BMS کا مجموعہ ہے۔ کارکردگی کی دوڑ میں، حفاظت میں سرمایہ کاری کو یکساں طور پر بڑھنا چاہیے اور صارفین کو دی جانے والی معلومات ایماندار ہونی چاہیے، خطرے میں فرق کو چھپانے سے گریز کرنا چاہیے۔

مینوفیکچررز کا مقصد ناکامی کی شرح کو پی پی بی (پارٹس فی بلین) تک کم کرنا ہے۔ تاہم، صارفین کے لیے، "ایک ارب میں سے ایک" حادثہ تب بھی 100% ہوتا ہے جب یہ ہوتا ہے۔ ہر حادثہ اصلاح کے لیے ایک انتباہ اور ڈیٹا دونوں ہوتا ہے، جیسے کہ کس طرح ٹیسلا نے اپنے بی ایم ایس کو ابتدائی اچانک دہن کے ذریعے بہتر بنایا۔ چینی کار اور بیٹری بنانے والے بھی اسی طرح کے سیکھنے اور بہتری کے راستے پر گامزن ہیں۔

ماخذ: https://baonghean.vn/an-toan-pin-xe-dien-danh-doi-giua-mat-do-va-sac-nhanh-10310036.html