Published:Updated:

பேட்டரிகளில் தீப்பிடிக்கும் ஆபத்து... ஏன்?

Mobility Engineer 2030
பிரீமியம் ஸ்டோரி
Mobility Engineer 2030

Mobility Engineer 2030 Future Skills for the Automotive Industry

பேட்டரிகளில் தீப்பிடிக்கும் ஆபத்து... ஏன்?

Mobility Engineer 2030 Future Skills for the Automotive Industry

Published:Updated:
Mobility Engineer 2030
பிரீமியம் ஸ்டோரி
Mobility Engineer 2030

மின்சார வாகனத் (Electric vehicle – EV) தயாரிப்பைத் தொடங்க, அனைத்துத் திட்டங்களையும் செயல்படுத்திக் கொண்டிருந்த பரத்துக்கு ஒரு புதுத் தலைவலி ஊடகங்களின் மூலம் வந்தது. பரத் ஒரு பெரிய வாகனம் தயாரிக்கும் நிறுவனத்தின் EV பிரிவின் CTO. அவருக்கு வந்த புதுத் தலைவலி , EV-க்களின் பேட்டரிகளில் ஏற்படும் தீ விபத்துக்கள். சமீபகாலமாக இவற்றைப் பற்றி வெளிவந்த‌ சில சம்பவங்கள் அவரை யோசிக்க வைத்தன.

முழு வேகத்தில் EV தயாரிக்கத் தொடங்கும் முன் இரண்டு வேலைகளைக் கண்டிப்பாகச் செய்ய வேண்டும் என்று பரத் தெளிவாக இருந்தார். அதில் முதல் வேலை, இந்தத் தீ விபத்துக்கள் எதனால், எப்படிப்பட்ட சூழ்நிலைகளில் நடக்கின்றன என்று தீவிரமாக ஆராய்ச்சி செய்து அறிந்து கொள்வது. அடுத்தது இந்தக் காரணங்கள் அவர் தயாரிக்கவிருக்கும் வாகனங்க‌ளில் கண்டிப்பாக இல்லாமல் உறுதி செய்வதோடு இல்லாமல், அதற்கு எடுக்கப்பட்டுள்ள முயற்சிகளை தன் நிர்வாகம், வாடிக்கை யாளர்கள், பத்திரிகைகாரர்கள் தெரிந்து கொள்ளும்படி வெளியிடுவது.

பேட்டரி வடிவமைப்பில் கவனம்

பொதுவாக‌, பேட்டரி வடிவமைப்பில் மூன்று செயல்பாடுகளில் கவனம் செலுத்த வேண்டும். அவை இயந்திரவியல், மின்சார/மின்னணு வேலைகள் மற்றும் வெப்ப மேற்பார்வை (thermal management) சார்ந்த துறைகள். இவற்றில் ஒன்று சரியாக இல்லாவிட்டாலும் தீப் பிடிக்கும் அபாயம் உருவாகும்.

இயந்திரவியலைப் பொறுத்த வரை பேட்டரியைப் பாதுகாக்க பலமான பேக்கிங் தேவை. அதே சமயம் இந்த பேக்கிங் குறைந்த எடையில் இருக்க வேண்டும். ஏதாவது கூர்மையான பொருள் பேட்டரியைத் துளைத்தால்கூட தீப் பிடிக்கும் நிலைமை ஏற்படலாம். இந்தியச் சாலைகளில் இதுபோன்ற வெளிப்புறப் பொருட்கள் தாக்கும் ஆபத்து அதிகம் உள்ளது. இவ‌ற்றிலிருந்து பாதுகாக்கும்படி பேட்டரியின் பேக்கிங் இருக்க வேண்டும்.

ஒரு பேட்டரியில் பல செல்கள் ஒன்றோடு ஒன்று சீரியலாகவோ, அல்லது பேரலல் ஆகவோ இணைக்கப்பட்டிருக்கும். ஏதாவது ஒரு செல்லில் ஷார்ட் சர்க்யூட் அல்லது பழுது ஏற்பட்டால் அந்த செல் மட்டும் மற்ற செல்களிடமிருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட வேண்டும். அப்போதுதான் அந்தச் சேதம் வேகமாகப் பரவாமல் த‌டுக்க முடியும்.

பேட்டரியின் ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் திடீரென்று வெப்பம் அதிகம் அதிமாகும் நிகழ்விற்குப் பெயர் thermal runaway. கட்டுப்படுத்த முடியாத ஒரு தொடர் நிகழ்ச்சியாக (chain reaction) இது மாறிவிடும். தீ விபத்துக்களுக்கு ஒரு பெரிய காரணம் இதுதான். வெப்பத்தை மேற்பார்வையிட்டு சூட்டை வேகமாக வெளியேற்றும் நுட்பம் முக்கியம். இவை எல்லாம் ஒரு ஓடும் வாகனத்தின் பேட்டரி சந்திக்கும் சூழ்நிலைகளுக்கு ஏற்ப வடிவமைப்பதைப் பற்றியது.

பேட்டரியை சார்ஜ் செய்யும் நேரத்திலும் தீ விபத்துக்கள் நடக்க வாய்ப்பு இருக்கிறது. வேகமாக சார்ஜ் செய்யும்போது சிறிய காலகட்டத்தில் அதிக அளவு மின்சாரம் பாயும். அளவுக்கு அதிகமாக சார்ஜ் செய்வது, அதைக் கண்காணிக்காமல் இருப்பது, நல்ல தரம் இல்லாத சார்ஜர்களைப் பயன்படுத்துவது போன்ற காரணங்களால் சார்ஜ் செய்யும் நேரத்தில் தீப் பிடிக்கும் அபாய‌ம் உள்ளது.

பேட்டரிகள் பயன்படுத்தப்படும் சூழ்நிலை

பேட்டரிகள் செய்ய ஆகும் செலவு மற்றும் அவற்றின் விலையைப் பற்றி அதிகம் கவலைப்பட்ட பல EV தயாரிக்கும் நிறுவனங்கள், அவை எப்படிப்பட்ட சூழ்நிலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன என்பதில் அதிகக் கவனம் செலுத்தவில்லை என்றே சொல்லலாம். பேட்டரிகளின் வகைகள் பற்றி சில மாதங்கள் முன் நாம் பார்த்தபோது லித்தியம் ஐயன் பேட்டரிகளில் திரவ நிலையில் எலெக்ட்ரோலைட் இருப்பது பற்றியும், அவற்றைச் சரியான தட்ப‌ வெட்ப நிலையில் பராமரிக்காவிட்டால் தீப் பிடிக்கும் அபாயம் இருக்கிறது என்றும் பார்த்தோம்.

அப்படிப்பட்ட அபாயகரமான சூழ்நிலைகள் இந்தியாவில் இருப்பதால்தான் தீ விப‌த்துக்களும் ஏற்பட்டன. இதனைப் பற்றி IIT Madras பேராசிரியர் திரு. அரவிந்த் குமார் சந்திரன் ஒரு பேட்டியில் விளக்கமாகக் கூறியுள்ளார். ``பேட்டரிகளின் தொழில் நுட்பத்தை நன்றாகப் புரிந்துகொண்டுள்ள‌ நம் நிறுவனங்கள், அவை எப்படிப்பட்ட சூழ்நிலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன என்று ஆராய்ந்து அந்த சூழ்நிலைகளில் அவை எப்படி நடந்துகொள்கின்றன என்று தீவிரமாக தரக்கட்டுப்பாட்டுச் சோதனைகள் செய்யவில்லை’’ என்று அவர் கூறினார். முன்னதாகவே முயற்சிகள் எடுப்பதால், இது போன்ற விபத்துக்கள் நடக்காமல் தடுக்கலாம் என்றும் கூறினார்.

பேட்டரிகளில் தீப்பிடிக்கும் ஆபத்து... ஏன்?

பேட்டரிகளில் தீப்பிடிக்கும் அபாயத்தின் மூல‌ காரணங்கள்!

தரக்கட்டுப்பாட்டுத் துறையில் அனுபவம் இருந்த பரத்திற்கு நினைவிற்கு வந்த ஒரு கருவி fishbone வரைபடம். ஜப்பானில் இஷிகாவா என்ற வல்லுநர் பிரபலப்படுத்திய இது, பல நிறுவனங்களில் பிரபலம். ஒரு விளைவை (effect) எடுத்துக்கொண்டு அது ஏற்பட என்ன என்ன காரணங்கள் (causes) என்று ஒவ்வொருவரின் கருத்தையும் கேட்டு அதனை அனைவரும் புரிந்து கொள்ளும் வகையில் ஒரு வரைபடமாகக் காண்பிப்பதே இதன் சிறப்பு. இதனால் இதற்கு மற்றொரு பெயர் cause and effect diagram.

ஒரு விளைவு ஏற்படக் காரணமாக இருந்த அம்சங்களை ஆறு வகையாகப் பிரித்துவிடலாம். அவற்றை 6M என்று அழைப்பார்கள். அவை மனிதன் (man), இயந்திரம் (machine), வழிமுறை (method), மூலப்பொருள் (material), அளவீடு (measurement) மற்றும் இயற்கை (mother nature).

மனிதர்களால் ஏற்படும் தீ விபத்து அவர்கள் வாகனத்தை மற்றும் பேட்டரியைப் பயன்படுத்தும் விதத்தில் உள்ளது. வாகனத்தை வெயிலில் நிறுத்துவதால் அதிக சூடாகலாம். பேட்டரியை அதன் அளவிற்கு மேல் சார்ஜ் வெய்வதால் சூடாகி தீப்பிடிக்கும் நிலை ஏற்படலாம்.

இயந்திரத்தால் ஏற்படும் அபாயம், ஒரு மின்சார வாகனம் வடிவமைக்கப் பட்டிருக்கும் விதத்தில் உள்ளது. போதுமான அளவு காற்று அல்லது குளிர்படுத்தும் திரவம் சென்று பேட்டரி மற்றும் அதனைச் சார்ந்த பாகங்கள் ஒரு அளவுக்கு மேல் சூடாகாமல் குளிர்ந்து இருக்க வேண்டும். பேட்டரியின் செயல்பாட்டைக் கண் காணிக்கும் அமைப்பு, அதன் மென்பொருள் எந்நேரமும் பார்த்துக்கொண்டு சரியான நேரத்தில் எச்சரிக்கை எழுப்ப வேண்டும்.

பேட்டரி தயாரிக்கும் வழிமுறைகளில் தவறுகள் ஏற்படலாம். அல்லது அந்தத் தவறுகள் தரக்கட்டுப்பாட்டு சோதனைகளில் சோதனையே செய்யப்படாமல் அல்லது செய்தும் கண்ணுக்குத் தட்டுப்படாமல் தப்பிக்கலாம்.

பேட்டரி செய்யப் பயன்படும் பொருட்களாலும் தீப்பிடிக்கும் அபாயம் ஏற்படலாம். லித்தியம் மற்றும் அதன் திரவ நிலையால் உள்ள அபாயத்தை ஏற்கெனவே பார்த்தோம். இந்தப் பொருட்கள் பெரும்பாலும் இறக்குமதி செய்யப்படுவதால், அவற்றின் தரத்தில் அதிகக் கட்டுப்பாடு செய்ய முடியாமல் போகலாம். லித்தியம் போன்ற‌ அரிய பொருட்கள் சில நாடுகளிலிருந்து வருகிறது. அதனால் அவை எப்படிப்பட்ட நிலையில் எடுக்கப்படுகின்றன, அவை எவ்வளவு தரமானவை போன்ற‌ கேள்விகளுக்கு விடை காண்பது அவ்வளவு சுலபம் அல்ல.

சரியான அளவீடுகள் (metrics) இல்லாத‌தாலும் இந்த அபாயம் ஏற்படலாம். பேட்டரிகளின் பாதுகாப்பிற்கான சரியான அளவுகோல்களை நாம் பயன்படுத்தாமல் இருக்கலாம். ஆயிரக்கணக்கில் விற்றுப்போகும் மின்சார வாகனங்கள், பேட்டரிகளில் ஒரு சிலவற்றில் மட்டும் தீப்பிடிக்கலாம். ஊடகங்களில் அதிக கவனத்தால் இவற்றைப் பற்றி பலரும் பேசும் சூழ்நிலை உருவாகியிருக்கலாம். புள்ளியியல் ரீதியாக (statistically significant) இந்த நிகழ்வு ஒரு பெரிய ஆபத்தாக இருக்காமல் போகலாம்.

இந்தியா போன்ற வெப்பமான நாடுகளில் இயற்கை சார்ந்த காரணங்களில் வெயிலும் தீ விபத்துக்கள் ஏற்பட ஒரு காரணம். ஷார்ட் ச்ர்க்யூட் (short circuit) ஏற்படுவதாலும் திடீரென்று வெப்பநிலை மிக அதக அளவிற்கு அதிகரிக்கலாம். இது பற்றிப் பேசிய இந்தியாவில் மின்சார‌ வாகனத்தின் முன்னோடியான சேதன் மைனி, லித்தியம் பேட்டரிக்கள் அதிக சூட்டில் வேகமாக பழுதடைந்துவிடும் என்று கூறினார். சரியான குளிர்விக்கும் வசதி இல்லாத இருசக்கர வாகனங்களை வெயிலில் சார்ஜ் செய்யாமல் குளிர்ந்த இடங்களில் சார்ஜ் ஏற்ற வேண்டும் என்று அவர் கூறினார்.

மேலே பார்த்த காரணங்கள் ஒன்றால்தான் ஆப‌த்து ஏற்படும் என்று இல்லை. இவற்றில் ஒன்றுக்கு மேலே பல காரணங்கள் சேர்ந்து ஒரே நேரத்தில் நடைபெறுவதாலும் தீ விபத்துக்கள் நேரலாம்.

பேட்டரிகள் தீப்பிடிக்கும் அபாயத்தின் மூல‌காரணங்கள்!
பேட்டரிகள் தீப்பிடிக்கும் அபாயத்தின் மூல‌காரணங்கள்!

அரசாங்கத்தின் நடவடிக்கைகள்!

மின்சார வாகனங்களில் ஏற்படும் தீ விபத்துகளை ஆராய்ந்து, கட்டுப்பாட்டிற்குள் கொண்டுவந்து முற்றிலும் நீக்க அரசு நடவடிக்கைகள் எடுத்து வருகிறது. எதனால் ஒரு நிறுவனத்தின் வாகனத்தில் தீ ஏற்பட்டது என்று தீவிரமாக ஆராய வாகனங்கள் தொழிற்சாலைக்குத் திரும்ப அழைக்கப்படுகின்றன (recall). ஏதாவது நிறுவனத்தில் தரக்கட்டுப்பாடு அலட்சியமாக இருந்தது தெரியவந்தால், அப‌ராதம் விதிக்கப்படும் என்று போக்குவரத்துத் துறை அமைச்சர் நிதின் கட்கரி கூறியுள்ளார். நாம் மேலே பார்த்த காரணங்களால் தீ விபத்து ஏற்படாமல் இருக்க, தரக்கட்டுப்பாட்டு வழிமுறைகள் வெளியிடப்படும் என்றும் அவர் கூறினார்.

இந்தக் காலகட்டத்தில் EV பேட்டரிக்களில் ஏற்படும் தீ விப‌த்துக்கள் ஒரு வழியில் உதவும் என்பது சில வல்லுந‌ர்களின் கருத்து. பலரும் EV வாங்கிய பின் இந்த விபத்துக்கள் ஏற்பட்டிருந்தால் பலரும் பாதிக்கப்படும் நிலை உருவாகியிருக்கும். முதன் முதலில் இன்ஜின் மூலம் ஓடும் வாகனங்கள் அல்லது ம‌டிக்கணினிகள் பயன்படுத்தப்பட்டபோது தீ விபத்துகள் ஏற்பட்டன. ஆனால் அந்தப் பொருட்களைத் தயாரிப்பவர்கள் தங்கள் வாடிக்கையாளர்கள் இந்தப் புதுப் பொருட்களை எப்படிப் பயன்படுத்துகிறார்கள் என்று தெரிந்து கொண்ட பின், அவற்றின் பாதுகாப்பு அதிகரித்தது. தீ விபத்துகள் எதுவும் நடக்கவில்லை. அது போல EV பயன்பாடு நாளுக்கு நாள் அதிகரிக்க, அவற்றில் ஏற்படும் தீ விப‌த்துகளும் குறைந்துவிடும்.

திரவ நிலையில் இருக்கும் லித்தியம் பேட்டரிகளுக்குப் பதில் திட நிலையில் இருக்கும் சாலிட் ஸ்டேட் பேட்டரிகள் பயன்பாட்டிற்கு வருவதாலும் தீப் பிடிக்கும் ஆபத்து குறையும். பேட்டரியை ஒன்றோடு ஒன்று மாற்றும் பழ‌க்கத்தால் (battery swapping) தீப் பிடிக்கும் ஆபத்து குறையும். சரியான வகையில் ஒரு பேட்டரியை சார்ஜ் செய்து, அதன் வெப்பம் தணிந்த பின் அதை வாகனத்தில் பயன்படுத்துவதால் சார்ஜ் செய்யும்போது நடக்கும் தீ விபத்துக்களைத் தடுக்கலாம். இதுபோல பேட்டரி தொழில்நுட்பம், தரக்கட்டுப்பாடு, அவற்றைப் பயன்படுத்தும் விதம், கண்காணிக்கும் மென்பொருட்களின் முன்னேற்றத்தைப் பொருத்து பேட்டரிகள் பாதுகாப்பான ஒரு பொருளாக நாளடைவில் மாறிவிடும்.

தன் நிறுவனத்தில் இந்த யோசனைகள் அனைத்தையும் தீவிரமாக ஆராய்ந்து எப்படி அமல்படுத்தலாம் என்று பரத் யோசிக்கத் தொடங்கினார். மற்ற நாடுகளில், நிறுவனங்களில் நடக்கும் விபத்துக்கள் மற்றும் பாதுகாப்பு நடவடிக்கைகளை வைத்து தானும் சரியான நடைமுறைகளைப் பயன்படுத்துவதால், அவர் தயாரிக்கும் வாகனங்கள் பாதுகாப்பாக இருக்கும் என்று அவர் உறுதியாக இருந்தார்.

(தொடரும்)

பேட்டரிகளில் தீப்பிடிக்கும் ஆபத்து... ஏன்?
தெளிவான புரிதல்கள் | விரிவான அலசல்கள் | சுவாரஸ்யமான படைப்புகள்Support Our Journalism