மின்னழுத்தமும் மின்னோட்டமும்
பெட்ரோல் டீசல் கார்களில் ஈய-அமில ( Lead acid) மின்கலங்களைப் பயன்படுத்துகிறோம். இவை 12 வோல்ட் மின்னழுத்தத்தில் 48 ஆம்பியர்-மணி (Ampere hour – Ah) தரநிலை கொண்டவை. அதாவது ஒரு மணி நேரத்துக்கு 48 ஆம்பியர் மின்னோட்டம் வரை தர இயலும். குளிர்காலத்தில் எஞ்சினைத் துவக்கும்போது இவற்றால் 300 முதல் 400 ஆம்பியர் வரை மின்னோட்டம் கொடுக்க இயலும். ஆனால் சுமார் 30 விநாடிகளுக்குத்தான். பல நூறு கி. மீ. பல மணி நேரங்கள் ஓடக்கூடிய மின்னூர்திகளுக்கு இதைப்போன்று பல மடங்கு ஆற்றல் தேவை. பெரும்பாலும் மின்னூர்திகளில் 30 முதல் 60 kWh வரை தரநிலை இருக்கலாம். அதாவது 300 வோல்ட் மின்னழுத்தத்தில் 2 முதல் 4 மணி நேரம் வரை 50 ஆம்பியர் மின்னோட்டம் வரை தர இயலும். பல நூற்றுக்கணக்கான மின்கலக் கூறுகளைத் தொகுத்து இம்மாதிரி அதிக ஆற்றல் கொண்ட மின்கலத்தைத் தயாரிக்கிறோம்.
உருளை வடிவ மின்கலக் கூறுகள் (cells)
உருளை வடிவக் கூறுகள் தரநிலைப்படிப் பல தொழில்துறைகளுக்குப் பொதுவாகத் தயாரிக்கப்படுகின்றன. ஆகவே இவற்றின் விலை ஓரளவு குறைவாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக நம் சந்தையிலுள்ள ஒரு காரில் 32 mm விட்டமும் 135 mm நீளமும் உள்ள 15 Ah 3.2 volt உருளை வடிவக் கூறுகள் (cells) பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மின்னூர்திக்கு 320 volt தேவையென்றால் இம்மாதிரி 100 கூறுகளைத் தொடராக (series) இணைத்து ஒரு தொகுதியாக்க (module) வேண்டும். ஒரு மின்கலத்தில் சுமார் 400 முதல் 1000 வரை கூறுகள் ஐந்தாறு தொகுதிகளாகத் தொகுக்கப்பட்டிருக்கலாம். இவற்றை அடுக்கி வைக்கும் போது கூறுகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி இவற்றை அதிக வெப்பமடையாமல் தடுக்கிறது.
இதேபோல 18 mm விட்டமும் 65 mm நீளமும் உடைய மின்கலக் கூறுகள் சந்தையில் 18650 என்ற அடையாள எண் கொண்டவை. 21700 மின்கலக் கூறுகள் 21 mm விட்டமும் 70 mm நீளமும் உடையவை. 4680 மின்கலக் கூறுகள் 46 mm விட்டமும் 80 mm நீளமும் உடையவை.
நீள்சதுரப் பெட்டி (Prismatic) வடிவ மின்கலக் கூறுகள்
உருளை, நீள்சதுரப் பெட்டி வடிவ மின்கலக் கூறுகள்
மின்கலக் கூறுகள் நீள்சதுரப் பெட்டி வடிவத்திலும் சந்தையில் கிடைக்கின்றன. இதன் செவ்வக வடிவம் மின்கலத் தொகுதியில் பல கூறுகளை நெருக்கமாக அடுக்கி வைக்க உதவுகிறது. இவற்றில் இரண்டு வகை உண்டு. நேர்மின்முனை, மின்காப்பு (insulation), எதிர் மின்முனைத் தகடுகள் ஒன்றன்மேல் ஒன்றாக அடுக்கப்பட்டிருக்கலாம். அல்லது உருட்டப்பட்டு தட்டையாக்கப்பட்டிருக்கலாம். ஆனால் இவை இடைவெளியில்லாமல் அடுக்கி வைக்கப்படுவதால், உருளை வடிவக் கூறுகளை விட வேகமாக வெப்பமடைகின்றன.
மின்கலக் கூறுகளையும் தொகுதிகளையும் உள்ளடக்கிய வெளிப்பெட்டி
அலுமினியத் தகடா அல்லது இரும்புத் தகடா, எது தோதானது என்று பார்ப்போம். அலுமினியம் எஃகை விட இலகுவானது. இது மோட்டார் இழுக்க வேண்டிய எடையைக் குறைப்பதால் செயல்திறனை மேம்படுத்தும். அலுமினியத் தட்டுகளை ஒற்றை அச்சு வார்ப்பில் ஒருங்கிணைந்த வெப்பத்தணிப்புத் துடுப்புகளுடன் (fins) வடிவமைத்துத் தயாரிக்கலாம். பற்றவைத்தல் தேவையில்லை.
அலுமினியத்துடன் ஒப்பிடும்போது எஃகு தட்டுகள் பெரும்பாலும் விலை குறைவாக இருக்கும். மின்கலத்தை ஊர்தியின் அடிப்பாகத்தில் வைப்பதால் வண்டி ஓடும் போது சக்கரத்திலிருந்து கற்கள் வந்து அடிக்கும். இம்மாதிரி கல் தாக்கங்களை எஃகுத் தட்டுகள் தாங்க வல்லவை. பல்வேறு சாலை நிலைகளைத் தாங்கி பேட்டரி பாதுகாப்பை மேம்படுத்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. பெரிய கொள்ளளவு கொண்ட மின்கலம் என்றால் எஃகுத் தட்டுகளே இதற்கு ஏற்றவை.
நன்றி
இத்தொடரில் அடுத்த கட்டுரை: திறன் மின்னணுவியல்
புழக்கத்திலுள்ள திறன் மின்னணுவியல் (power electronics) சாதனங்கள். மின்னூர்திகளில் திறன் மின்னணுவியல். மின்னூர்திகளிலுள்ள முக்கிய திறன் மின்னணுவியல் சாதனங்கள். நேர்மின்-நேர்மின் மாற்றி (DC/DC converter). சிலிகான் கார்பைடு (Silicon Carbide – SiC), கேலியம் நைட்ரைடு (Gallium Nitride – GaN) டிரான்சிஸ்டர்கள்.