दुर्लभ पृथ्वी और विद्युत रूपांतरण: डीसीडीसी, डीसीएसी और ओबीसी सिस्टम में उनकी भूमिका

जब हम इलेक्ट्रिक वाहन के "हृदय" के बारे में बात करते हैं, तो उच्च-प्रदर्शन वाली मोटरें अक्सर ध्यान आकर्षित करती हैं। हालाँकि, ईवी को शक्ति देने के लिए सिर्फ एक मजबूत "दिल" से कहीं अधिक की आवश्यकता होती है। समान रूप से जटिल और महत्वपूर्ण "तंत्रिका नेटवर्क" और "संचार प्रणाली" पृष्ठभूमि में चुपचाप काम करते हैं - यह डीसीडीसी कनवर्टर, ऑन-बोर्ड चार्जर (ओबीसी), और इन्वर्टर (डीसीएसी) से युक्त पावर इलेक्ट्रॉनिक्स प्रणाली को संदर्भित करता है। दिलचस्प बात यह है कि सिलिकॉन-आधारित अर्धचालकों के प्रभुत्व वाले इस क्षेत्र में, दुर्लभ पृथ्वी तत्व जो मोटरों को उनके असाधारण चुंबकीय गुण प्रदान करते हैं, वे भी पर्दे के पीछे एक अपरिहार्य भूमिका निभाते हैं।

यह स्वयं चुम्बकों के बारे में नहीं है, बल्कि दक्षता, स्थिरता और शक्ति घनत्व की निरंतर खोज के बारे में है। प्रत्येक बिंदु पर जहां विद्युत ऊर्जा को सटीक रूप से परिवर्तित करने की आवश्यकता होती है, दुर्लभ पृथ्वी सामग्री द्वारा प्रदान की गई अनूठी विशेषताएं इंजीनियरों को सीमाओं को आगे बढ़ाने में मदद करती हैं।

​1. ऑन-बोर्ड चार्जर (ओबीसी): एक छोटा, तेज़ चार्जिंग पार्टनर

आपका ओबीसी वह उपकरण है जो चार्जिंग स्टेशन से प्रत्यावर्ती धारा (एसी) को बैटरी के लिए आवश्यक प्रत्यक्ष धारा (डीसी) में परिवर्तित करता है। इसके मुख्य घटक उच्च-आवृत्ति ट्रांसफार्मर और इंडक्टर्स हैं। चार्जिंग गति बढ़ाने और यूनिट के आकार को कम करने के लिए, इंजीनियरों को इन घटकों की ऑपरेटिंग आवृत्ति को लगातार बढ़ाने की आवश्यकता है।

लेकिन उच्च आवृत्तियों से आमतौर पर अधिक कोर हानि होती है, जिसके परिणामस्वरूप गर्मी उत्पन्न होती है और दक्षता कम हो जाती है। यहीं पर दुर्लभ पृथ्वी काम आती है। पूर्वाग्रह चुंबकीय क्षतिपूर्ति के लिए नियोडिमियम आयरन बोरॉन (एनडीएफईबी) जैसी दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री का उपयोग करना, या उच्च प्रदर्शन वाली दुर्लभ पृथ्वी नरम चुंबकीय सामग्री को नियोजित करना, उच्च आवृत्तियों पर चुंबकीय संतृप्ति को महत्वपूर्ण रूप से दबा सकता है और नुकसान को कम कर सकता है। इसका मतलब है कि ओबीसी अधिक कॉम्पैक्ट आकार में उच्च पावर रेटिंग प्राप्त कर सकता है, जिससे फास्ट चार्जिंग अधिक कुशल और विश्वसनीय हो जाएगी।

2. डीसीडीसी कनवर्टर: स्थिर और विश्वसनीय "वोल्टेज नियामक"।

DCDC कनवर्टर, लाइट, इंफोटेनमेंट और नियंत्रण इकाइयों सहित वाहन के लो-वोल्टेज सिस्टम (12V/48V) को पावर देने के लिए ट्रैक्शन बैटरी पैक (उदाहरण के लिए, 400V या 800V) से उच्च वोल्टेज को कम करने के लिए जिम्मेदार है। यह प्रणाली अत्यंत स्थिर और कुशल होनी चाहिए।

यहां, कनवर्टर में उपयोग किए जाने वाले प्रारंभ करनेवाला तत्वों की तापमान संवेदनशीलता सीधे पूरे सिस्टम की स्थिरता से संबंधित है। समैरियम कोबाल्ट (एसएमसीओ) स्थायी चुंबक का उपयोग करने वाले कुछ प्रारंभ करनेवाला डिज़ाइन एसएमसीओ की उत्कृष्ट तापमान स्थिरता से लाभान्वित होते हैं (इसके चुंबकीय गुण अन्य सामग्रियों की तुलना में तापमान के साथ बहुत कम बदलते हैं)। यह उन्हें -40°C से 150°C तक विस्तृत तापमान रेंज में अत्यंत स्थिर अधिष्ठापन मान प्रदान करने की अनुमति देता है। यह सुनिश्चित करता है कि डीसीडीसी कनवर्टर लो-वोल्टेज नेटवर्क को स्वच्छ और स्थिर बिजली आपूर्ति प्रदान कर सकता है, चाहे कड़ाके की ठंड हो या चिलचिलाती गर्मी, वाहन के इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम की पूर्ण सुरक्षा की गारंटी देता है।

​3. इन्वर्टर (डीसीएसी): सटीक नियंत्रण का मूल

इन्वर्टर प्रमुख घटक है जो बैटरी के डायरेक्ट करंट (डीसी) को मोटर चलाने के लिए आवश्यक प्रत्यावर्ती धारा (एसी) में परिवर्तित करता है। यह सीधे मोटर की टॉर्क प्रतिक्रिया और गति नियंत्रण सटीकता को निर्धारित करता है। इन्वर्टर की प्रदर्शन सीमाएं अक्सर उसके आंतरिक पावर मॉड्यूल (जैसे आईजीबीटी या सीआईसी एमओएसएफईटी) की स्विचिंग गति और वर्तमान हैंडलिंग क्षमता से बाधित होती हैं।

उच्च स्विचिंग आवृत्तियों और अधिक धारा को आगे बढ़ाने की राह पर, गर्मी अपव्यय सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक है। यद्यपि दुर्लभ पृथ्वी का उपयोग सीधे अर्धचालक चिप्स में नहीं किया जाता है, कुछ उन्नत थर्मल प्रबंधन समाधानों में, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों वाले थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री या सिरेमिक का उपयोग उनकी उत्कृष्ट तापीय चालकता के कारण पावर मॉड्यूल पैकेजिंग और हीट स्प्रेडर्स में किया जाता है। यह मुख्य घटकों को तेजी से गर्मी खत्म करने में मदद करता है, जिससे इन्वर्टर को अधिकतम बिजली उत्पादन बनाए रखने की अनुमति मिलती है।

​निष्कर्ष: सिस्टम-स्तरीय सिनर्जी

PUMBAA में, हम समझते हैं कि एक इलेक्ट्रिक वाहन का पावरट्रेन एक अत्यधिक एकीकृत प्रणाली है। दुर्लभ पृथ्वी सामग्रियों के बारे में हमारी समझ विद्युत ऊर्जा के संपूर्ण प्रवाह और रूपांतरण को शामिल करने के लिए शक्तिशाली स्थायी चुंबक मोटर्स के निर्माण तक फैली हुई है। चुंबकीय और थर्मल गुणों में दुर्लभ पृथ्वी के अनूठे फायदों को समझने और लागू करने से, हम डीसीडीसी, ओबीसी और डीसीएसी प्रणालियों में निम्नलिखित हासिल कर सकते हैं:

​उच्च शक्ति घनत्व, घटकों को अधिक कॉम्पैक्ट और हल्का बनाता है।

​व्यापक तापमान अनुकूलनशीलता, सभी-जलवायु प्रदर्शन को बढ़ाती है।

​बेहतर विद्युत दक्षता, अंततः ड्राइविंग रेंज का विस्तार।

यह केवल सर्वोत्तम सामग्री चुनने के बारे में नहीं है; यह इस बारे में है कि कैसे ये सामग्रियां "1+1>2" प्रभाव प्राप्त करने के लिए एक संपूर्ण सिस्टम के भीतर एक साथ मिलकर काम करती हैं।

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