অটোমোটিভ হার্নেসের জন্য সিসিএ তার: সুবিধা, অসুবিধা এবং মানদণ্ড

অটোমোটিভ ওইএম (OEM) গুলি কেন সিসিএ তার গ্রহণ করছে: ওজন হ্রাস, খরচ হ্রাস এবং ইভি-চালিত চাহিদা

ইভি আর্কিটেকচারের চাপ: কীভাবে লাইটওয়েটিং ও সিস্টেম খরচ লক্ষ্যমাত্রা সিসিএ তার গ্রহণকে ত্বরান্বিত করছে

বৈদ্যুতিক যানবাহন (EV) শিল্পের সামনে বর্তমানে দুটি বড় চ্যালেঞ্জ রয়েছে— ব্যাটারির পরিসীমা বাড়ানোর জন্য গাড়িগুলিকে হালকা করা এবং উপাদানের খরচ কমিয়ে রাখা। তামার আবদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম (CCA) তার উভয় সমস্যার সমাধানে একসাথে সহায়তা করে। এটি সাধারণ তামার তারের তুলনায় ওজন প্রায় ৪০% কমায়, যদিও কানাডার জাতীয় গবেষণা পরিষদের গত বছরের গবেষণা অনুযায়ী এটি তামার পরিবাহিতার প্রায় ৭০% বজায় রাখে। এটা কেন গুরুত্বপূর্ণ? কারণ EV-গুলিতে ঐতিহ্যবাহী গ্যাসোলিন চালিত যানবাহনের তুলনায় প্রায় ১.৫ থেকে ২ গুণ বেশি তারের প্রয়োজন হয়, বিশেষ করে উচ্চ ভোল্টেজ ব্যাটারি প্যাক এবং দ্রুত চার্জিং অবকাঠামোর ক্ষেত্রে। ভালো খবর হলো যে, অ্যালুমিনিয়ামের প্রাথমিক খরচ কম, যার ফলে উৎপাদনকারীরা সামগ্রিকভাবে অর্থ সাশ্রয় করতে পারেন। এই সাশ্রয়গুলি কেবল ছোটখাটো অর্থ নয়; এগুলি উন্নত ব্যাটারি রাসায়ন বিকাশ এবং উন্নত ড্রাইভার সহায়তা প্রণালী (ADAS) এর একীভূতকরণের জন্য সম্পদ মুক্ত করে। তবে একটি শর্ত রয়েছে: বিভিন্ন উপাদানের তাপীয় প্রসারণ বৈশিষ্ট্য ভিন্ন হয়। প্রকৌশলীদের তাপ পরিবর্তনের অধীনে CCA-এর আচরণের প্রতি ঘনিষ্ঠভাবে লক্ষ্য রাখতে হয়, যার কারণে উৎপাদন পরিবেশে SAE J1654 মান অনুসরণ করে সঠিক টার্মিনেশন প্রযুক্তি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

বাস্তব বিশ্বে প্রয়োগের প্রবণতা: উচ্চ-ভোল্টেজ ব্যাটারি হার্নেসে টিয়ার-১ সরবরাহকারীদের একীভূতকরণ (২০২২–২০২৪)

আরও বেশ কয়েকটি টিয়ার ১ সরবরাহকারী প্রতিষ্ঠান ৪০০ ভোল্ট এবং তদধিক প্ল্যাটফর্মগুলিতে উচ্চ ভোল্টেজ ব্যাটারি হার্নেসের জন্য সিসিএ (CCA) তার ব্যবহার করছে। কারণ কী? স্থানীয়ভাবে ওজন কমানো ব্যাটারি প্যাকের স্তরে দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। ২০২২ থেকে ২০২৪ সালের মধ্যে উত্তর আমেরিকা ও ইউরোপের প্রায় নয়টি প্রধান ইলেকট্রিক ভেহিকেল প্ল্যাটফর্মের যাচাইকরণ ডেটা পর্যালোচনা করলে দেখা যায়, অধিকাংশ কার্যক্রম তিনটি প্রধান স্থানে ঘটছে। প্রথমত, সেলগুলির মধ্যেকার বাসবার সংযোগগুলি, যা মোট কার্যক্রমের প্রায় ৫৮% গঠন করে। দ্বিতীয়ত, ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS) সেন্সর অ্যারে এবং তৃতীয়ত, ডিসি/ডিসি (DC/DC) কনভার্টারের ট্রাঙ্ক কেবলিং। এই সমস্ত সেটআপগুলি ISO ৬৭২২-২ এবং LV ২১৪ মান মেনে চলে, যার মধ্যে কঠিন ত্বরিত বয়স্করণ পরীক্ষাগুলিও অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যা প্রমাণ করে যে এগুলি প্রায় ১৫ বছর স্থায়ী হবে। অবশ্যই, সিসিএ-এর তাপে প্রসারিত হওয়ার কারণে ক্রিম্প টুলগুলির কিছুটা সামঞ্জস্য করা প্রয়োজন, কিন্তু উৎপাদকরা শুধুমাত্র বিশুদ্ধ তামা বিকল্পগুলি থেকে সিসিএ-তে রূপান্তরিত হলে প্রতিটি হার্নেস ইউনিটে প্রায় ১৮% খরচ বাঁচাতে সক্ষম হন।

সিসিএ তারের প্রকৌশলগত বাণিজ্যিক প্রতিকূলতা: পরিবাহিতা, টেকসইতা এবং টার্মিনেশন বিশ্বস্ততা

বিশুদ্ধ তামার তুলনায় বৈদ্যুতিক ও যান্ত্রিক পারফরম্যান্স: ডিসি রেজিস্ট্যান্স, ফ্লেক্স লাইফ এবং থার্মাল সাইক্লিং স্থিতিশীলতা সংক্রান্ত তথ্য

সিসিএ কন্ডাক্টরগুলির ডিসি রেজিস্ট্যান্স একই গেজ সাইজের তামা তারের তুলনায় প্রায় ৫৫ থেকে ৬০ শতাংশ বেশি। এটি ব্যাটারির প্রধান ফিড বা ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS) এর পাওয়ার রেলগুলিতে বড় কারেন্ট প্রবাহিত হওয়ার সময় সার্কিটে ভোল্টেজ ড্রপ হওয়ার সম্ভাবনা বাড়িয়ে তোলে। যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের ক্ষেত্রে, অ্যালুমিনিয়াম তামার মতো নমনীয় নয়। মানকীকৃত বেন্ড পরীক্ষা অনুসারে, সিসিএ ওয়্যারিং সাধারণত প্রায় ৫০০ বার ফ্লেক্স চক্রের পর বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, অন্যদিকে একই শর্তে তামা ১,০০০ এর বেশি চক্র সহ্য করতে পারে। তাপমাত্রা পরিবর্তনও আরেকটি সমস্যা তৈরি করে। গাড়ির পরিবেশে যেমন −৪০ ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে ১২৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত পুনরাবৃত্ত তাপীয় প্রসারণ ও সংকোচন তামা ও অ্যালুমিনিয়াম স্তরগুলির মধ্যবর্তী সীমানায় চাপ সৃষ্টি করে। SAE USCAR-21 এর মতো পরীক্ষা মানদণ্ড অনুসারে, এই ধরনের তাপীয় চক্রীয় পরিবর্তন ২০০ চক্র পর বৈদ্যুতিক রেজিস্ট্যান্স প্রায় ১৫ থেকে ২০ শতাংশ বৃদ্ধি করতে পারে, যা বিশেষ করে ধ্রুব কম্পনের শিকার এলাকাগুলিতে সংকেতের গুণগত মানকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে।

ক্রিম্প এবং সোল্ডার ইন্টারফেস চ্যালেঞ্জগুলি: SAE USCAR-21 এবং ISO/IEC 60352-2 বৈধতা পরীক্ষণ থেকে অন্তর্দৃষ্টি

সিসিএ উৎপাদনে টার্মিনেশন অখণ্ডতা নিশ্চিত করা এখনও একটি প্রধান চ্যালেঞ্জ হয়ে রয়েছে। এসএইচই ইউএসসিআর-২১ মান অনুযায়ী পরীক্ষা করে দেখা গেছে যে, ক্রিম্প চাপের সম্মুখীন হলে অ্যালুমিনিয়ামে শীতল প্রবাহ (কোল্ড ফ্লো) সমস্যা দেখা দেয়। এই সমস্যাটি কম্প্রেশন বল বা ডাইয়ের জ্যামিতি সঠিকভাবে না হলে প্রায় ৪০% বেশি পুল-আউট ব্যর্থতার কারণ হয়। সোল্ডার সংযোগগুলিও তামা ও অ্যালুমিনিয়ামের সংযোগস্থলে জারণের সমস্যায় ভোগে। আইএসও/আইইসি ৬০৩৫২-২ আর্দ্রতা পরীক্ষার ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, সাধারণ তামা সোল্ডার জয়েন্টের তুলনায় এদের যান্ত্রিক শক্তি প্রায় ৩০% পর্যন্ত হ্রাস পায়। শীর্ষস্থানীয় অটোমোটিভ নির্মাতারা এই সমস্যাগুলি এড়াতে নিকেল প্লেটেড টার্মিনাল এবং বিশেষ নিষ্ক্রিয় গ্যাস সোল্ডারিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে থাকেন। তবুও, সময়ের সাথে সাথে দীর্ঘস্থায়ী কার্যকারিতা বিবেচনা করলে তামার মতো কোনো উপাদান নেই। এই কারণে, উচ্চ কম্পন পরিবেশে ব্যবহারের জন্য যেকোনো উপাদানের ক্ষেত্রে বিস্তারিত মাইক্রো সেকশন বিশ্লেষণ এবং কঠোর তাপীয় আঘাত পরীক্ষা অত্যাবশ্যক।

গাড়ির হার্নেসে CCA তারের জন্য মানদণ্ডের পরিস্থিতি: অনুসরণ, ফাঁক এবং OEM নীতিমালা

প্রধান মানদণ্ডের সঙ্গতি: CCA তারের যোগ্যতা নির্ধারণের জন্য UL 1072, ISO 6722-2 এবং VW 80300 প্রয়োজনীয়তা

গাড়ির জন্য উপযুক্ত CCA তারের ক্ষেত্রে, নিরাপদ, টেকসই এবং সঠিকভাবে কাজ করে এমন তারের জন্য বিভিন্ন ধরনের ওভারল্যাপিং মানদণ্ড মেনে চলা প্রায় অপরিহার্য। উদাহরণস্বরূপ UL 1072 মানদণ্ডটি নিয়ে বিবেচনা করা যাক। এই মানদণ্ডটি মাঝারি ভোল্টেজের কেবলগুলির আগুন প্রতিরোধের ক্ষমতা নির্ধারণ করে। এখানে পরীক্ষার শর্ত হলো যে, CCA পরিবাহীগুলি ১৫০০ ভোল্ট পর্যন্ত শিখর ভোল্টেজে শিখর শিখর আগুন প্রসারণ পরীক্ষায় সফল হতে হবে। তারপরে ISO 6722-2 মানদণ্ডটি যা যান্ত্রিক কার্যকারিতার উপর ফোকাস করে। এখানে ব্যর্থতার আগে কমপক্ষে ৫০০০ বার নমনীয়তা পরীক্ষা (ফ্লেক্স সাইকেল) এবং ইঞ্জিন কভারের অধীনে ১৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় রাখা হলেও ভালো ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রয়োজন। ভল্কসওয়াগেন তাদের VW 80300 মানদণ্ড দিয়ে আরেকটি চ্যালেঞ্জ তৈরি করেছে। তারা উচ্চ ভোল্টেজ ব্যাটারি হার্নেসগুলির ক্ষেত্রে অসাধারণ ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা চায়, যার জন্য এগুলি ৭২০ ঘণ্টার বেশি সময় ধরে লবণ স্প্রে পরীক্ষায় সফল হতে হবে। সম্পূর্ণ দৃষ্টিকোণ থেকে বিচার করলে, এই বিভিন্ন মানদণ্ডগুলি CCA উপাদানটি কতটা ইলেকট্রিক ভেহিকেলে কার্যকর হতে পারে—যেখানে প্রতিটি গ্রাম গুরুত্বপূর্ণ—তা নিশ্চিত করতে সাহায্য করে। তবে উৎপাদকদের পরিবাহিতা হ্রাসের দিকেও নজর রাখতে হবে। কারণ অধিকাংশ অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে এখনও পরিশুদ্ধ তামার তুলনায় কার্যকারিতা ১৫% এর মধ্যে রাখা আবশ্যিক।

ওইএম বিভাজন: কেন কিছু অটোমেকার আইইসি ৬০২২৮ ক্লাস ৫ গ্রহণযোগ্যতা সত্ত্বেও সিসিএ তারের ব্যবহার সীমিত করে

যদিও IEC 60228 ক্লাস ৫ মানদণ্ড উচ্চ রেজিস্ট্যান্সযুক্ত পরিবাহী, যেমন CCA-এর ব্যবহারকে অনুমতি দেয়, অধিকাংশ মূল সরঞ্জাম নির্মাতা (OEM) এই উপকরণগুলি কোথায় ব্যবহার করা যাবে তা স্পষ্টভাবে নির্ধারণ করেছেন। সাধারণত, তারা CCA-কে ২০ অ্যাম্পিয়ারের কম কারেন্ট টানে এমন সার্কিটে সীমাবদ্ধ রাখেন এবং নিরাপত্তা যেখানে গুরুত্বপূর্ণ—এমন কোনও সিস্টেমে এটির ব্যবহার সম্পূর্ণরূপে নিষিদ্ধ করেন। এই বিধিনিষেধের পেছনের কারণ কী? এখনও বিশ্বস্ততা সংক্রান্ত কিছু সমস্যা বিদ্যমান। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে, তাপমাত্রা পরিবর্তনের সময় অ্যালুমিনিয়াম সংযোগগুলি সময়ের সাথে সাথে প্রায় ৩০ শতাংশ বেশি যোগাযোগ রেজিস্ট্যান্স বিকাশ করে। আর কম্পনের ক্ষেত্রে, SAE USCAR-21 মানদণ্ড অনুযায়ী, সাসপেনশনে মাউন্ট করা গাড়ির হার্নেসগুলিতে CCA-এর ক্রিম্প সংযোগগুলি তামার সংযোগের তুলনায় প্রায় তিন গুণ দ্রুত বিঘ্নিত হয়। এই পরীক্ষার ফলাফলগুলি বর্তমান মানদণ্ডের কিছু গুরুতর ত্রুটির ইঙ্গিত দেয়, বিশেষ করে এই উপকরণগুলি বছরের পর বছর ধরে ক্ষয় ও ভারী লোডের অধীনে কতটা স্থায়ী হয়—এ বিষয়ে। ফলস্বরূপ, গাড়ি নির্মাতারা তাদের সিদ্ধান্তগুলি শুধুমাত্র অনুমোদন পত্রের কাগজপত্রে বাক্সগুলি টিক করার পরিবর্তে বরং বাস্তব পরিস্থিতিতে যা আসলে ঘটে তার উপর ভিত্তি করে গ্রহণ করেন।