وقتی یک خودرو شبیه به خودروهای معمولی به نظر برسد و به همان شکل کار کند، پس چه چیزی یک خودروی برقی را متمایز می‌کند؟ برخلاف خودروهای سنتی که از موتور احتراق داخلی برای تولید انرژی استفاده می‌کنند، خودروهای تمام برقی Electric Vehicles یا (EV) تمام انرژی خود را از یک باتری بزرگ و قابل شارژ دریافت می‌کنند. به جای سوزاندن سوخت‌های فسیلی، این باتری انرژی الکتریکی را ذخیره و برای حرکت خودرو از طریق موتورهای الکتریکی استفاده می‌کند.
این باتری‌های بزرگ، معمولاً از نوع لیتیوم-یونی یا لیتیوم-پلیمری، به شبکه برق متصل شده و شارژ می‌شوند. به همین دلیل، خودروهای برقی بدون انتشار آلاینده‌های اگزوز فعالیت می‌کنند، که یکی از تفاوت‌های کلیدی آن‌ها با خودروهای بنزینی یا دیزلی است.
موتور الکتریکی
خودروهای برقی انرژی خود را از یک باتری بزرگ تأمین می‌کنند که این انرژی از طریق موتور الکتریکی به قدرت تبدیل می‌شود. این قدرت سپس برای به حرکت درآوردن چرخ‌ها استفاده می‌شود. موتورهای الکتریکی در مقایسه با موتورهای سنتی گشتاور بالاتری تولید می‌کنند و نیازی به گیربکس سنتی ندارند، بنابراین قدرت به طور مستقیم به چرخ‌ها منتقل می‌شود و شتاب‌گیری بلافاصله انجام می‌گیرد.
به عنوان مثال، یک موتور الکتریکی می‌تواند ۱۳۵ کیلووات توان تولید کند که معادل ۱۸۴ اسب بخار است. این موتور ۲۰۰ پوند-فوت گشتاور را به چرخ‌های جلو منتقل می‌کند و این امکان را می‌دهد که خودرو در ۷.۳ ثانیه از حالت سکون به سرعت ۶۲ مایل بر ساعت برسد.
این عملکرد سریع و بدون نقص، یکی از مزایای اصلی خودروهای برقی است.
سیستم انتقال قدرت الکتریک
باتری لیتیوم-یون با ولتاژ بالا (۱): در زیر کف خودرو قرار دارد و در طول خودرو کشیده شده است. این طراحی باعث می‌شود مرکز ثقل خودرو به طور قابل توجهی پایین‌تر از خودروهای بنزینی سنتی باشد، که به بهبود پایداری و افزایش چابکی در کنترل خودرو کمک می‌کند.
موتور الکتریکی تکی (۲): در قسمت جلوی خودرو قرار دارد و مستقیماً چرخ‌های جلویی را به حرکت درمی‌آورد. این موتور قدرتی معادل یک موتور بنزینی ۲.۰ لیتری تولید می‌کند.
گیربکس و سیستم‌های الکترونیکی یکپارچه (۳): در بخش جلویی و زیر کاپوت خودرو قرار گرفته‌اند.
درگاه شارژ (۴): بسته به مدل، می‌تواند در کنار خودرو یا در بخش عقب یا جلوی آن قرار گرفته باشد.
شاسی
خودروهای برقی از بیرون ممکن است شبیه خودروهای سنتی به نظر برسند، زیرا هر دو از طراحی شاسی مشابهی بهره می‌برند. با این حال، اگر به جلو پنجره‌ی آن‌ها دقت کنیم، تفاوت اصلی آشکار می‌شود: نبود ورودی هوا. این تفاوت به این دلیل است که موتورهای برقی و باتری‌ها به خنک‌کنندگی کمتری نسبت به موتورهای احتراقی نیاز دارند.
ترمز بازیابی
علاوه بر کاهش سرعت، ترمزهای الکتریکی می‌توانند دامنه حرکت خودرویتان را نیز افزایش دهند. با استفاده از ترمز بازیابی، هنگام رها کردن پدال گاز، انرژی حرکتی شما به برق تبدیل می‌شود و باتری خودرو شارژ می‌شود. با وجود دو حالت مختلف ترمز، می‌توانید شدت ترمز بازیابی را بر اساس ترجیحات رانندگی خود تنظیم کنید.
باتری‌ها
باتری یک خودرو الکتریکی یکی از سنگین‌ترین اجزا آن است و نیاز به توجه دقیق به محل قرارگیری بهینه آن دارد. برای حفظ ویژگی‌های شناخته شده‌ای مانند هندلینگ مشابه خودروهای کارتینگ، ما باتری را به صورت Tشکل در کف خودرو قرار داده‌ایم، به‌طوری که بین صندلی‌های جلو و زیر صندلی‌های عقب قرار دارد. این پیکربندی به دستیابی به مرکز ثقل پایین و توزیع متوازن وزن کمک می‌کند و تجربه رانندگی ایده‌آلی را فراهم می‌آورد.
فرایند شارژ
با استفاده از یک پریز خانگی استاندارد یا یک شارژر دیواری، به راحتی در خانه استراحت کنید و خودروی الکتریکی خود را شارژ کنید. زمانی که در حال حرکت هستید، از ایستگاه‌های شارژ سریع که معمولاً در مناطق خدماتی بزرگراه‌ها و در مسیرهای اصلی قرار دارند، استفاده کنید. خودروهای الکتریکی معمولاً با هر دو نوع کابل شارژ لازم برای شارژ در خانه یا در حین سفر ارائه می‌شوند.
مقایسه خودروهای کاملاً الکتریکی و هیبریدی
یک خودرو الکتریکی تنها با برق کار می‌کند و نیازی به سوخت یا روغن ندارد و هیچ نوع آلودگی تولید نمی‌کند. در مقابل، خودروهای هیبریدی ترکیبی از موتور الکتریکی و موتور احتراق داخلی سنتی دارند. این ترکیب می‌تواند منجر به افزایش وزن، تعداد بیشتر قطعات و ادامه تولید آلودگی شود.
نحوه عملکرد خودروهای تمام الکتریکی
خودروهای الکتریکی با باتری (BEVs)، که به طور معمول به عنوان خودروهای تمام الکتریکی شناخته می‌شوند، از موتور الکتریکی به جای موتور احتراق داخلی سنتی استفاده می‌کنند. این خودروها از یک پک باتری بزرگ برای تأمین قدرت بهره می‌برند و نیاز به اتصال به یک پریز دیواری یا ایستگاه شارژ دارند که به آن تجهیزات تأمین برق خودروهای الکتریکی (EVSE) گفته می‌شود. از آنجایی که این خودروها تنها با برق کار می‌کنند، هیچ نوع آلایندگی خروجی نداشته و فاقد اجزای سوخت مایع سنتی، از جمله پمپ‌های سوخت، لوله‌های سوخت و مخازن سوخت هستند. اطلاعات بیشتری درباره خودروهای الکتریکی را کشف کنید.
اجزای کلیدی یک خودروی تمام الکتریکی
باتری کمکی: در یک خودروی الکتریکی، باتری کمکی انرژی لازم برای تجهیزات جانبی مختلف خودرو را تأمین می‌کند.
پورت شارژ: این پورت به خودرو امکان اتصال به منبع تغذیه خارجی برای شارژ پک باتری ترکشن را می‌دهد.
مبدل DC/DC: این قطعه برق DC با ولتاژ بالا را از پک باتری ترکشن به برق DC با ولتاژ پایین‌تر که برای تجهیزات جانبی خودرو و شارژ باتری کمکی نیاز است، تبدیل می‌کند.
موتور ترکشن الکتریکی: این موتور از انرژی پک باتری ترکشن برای حرکت دادن چرخ‌های خودرو استفاده می‌کند. برخی مدل‌ها شامل ژنراتورهای موتوری هستند که عملکردهای رانندگی و بازیابی انرژی را مدیریت می‌کنند.
شارژر داخلی: این دستگاه برق AC ورودی از پورت شارژ را به برق DC برای شارژ پک باتری ترکش تبدیل می‌کند. همچنین با زیرساخت‌های شارژ تعامل دارد و پارامترهای مختلف باتری از جمله ولتاژ، جریان، دما و وضعیت شارژ را در طول فرآیند شارژ نظارت می‌کند.
کنترل‌کننده الکترونیک قدرت: این واحد جریان انرژی الکتریکی از باتری ترکشن را تنظیم کرده و سرعت و گشتاور موتور ترکشن الکتریکی را مدیریت می‌کند.
سیستم مدیریت حرارتی: این سیستم اطمینان حاصل می‌کند که موتور، موتور الکتریکی، الکترونیک قدرت و سایر اجزا در محدوده دمایی بهینه عمل کنند.
پک باتری ترکشن: این قطعه انرژی الکتریکی را برای استفاده موتور ترکشن الکتریکی ذخیره می‌کند.
جعبه‌دنده الکتریکی: سیستم جعبه‌دنده قدرت مکانیکی را از موتور ترکشن الکتریکی به چرخ‌های خودرو منتقل می‌کند.
نحوه عملکرد خودروهای هیبرید
خودروهای الکتریکی هیبریدی با ترکیب یک موتور احتراق داخلی و یک یا چند موتور الکتریکی که از باتری‌های داخلی انرژی می‌گیرند، کار می‌کنند. برخلاف هیبریدهای قابل شارژ، این خودروها قابلیت شارژ از منبع تغذیه خارجی را ندارند. در عوض، باتری از طریق ترمز بازیابی و عملکرد موتور احتراق داخلی شارژ می‌شود. قدرت اضافی حاصل از موتور الکتریکی می‌تواند استفاده از موتور کوچکتر را ممکن سازد، در حالی که باتری همچنین از سیستم‌های کمکی پشتیبانی می‌کند و زمان بیکار بودن موتور در توقف‌ها را به حداقل می‌رساند. به طور کلی، این ویژگی‌ها به بهبود کارایی سوخت در عین حفظ سطح عملکرد کمک می‌کنند.
اجزای تشکیل دهنده خودرو هیبرید
باتری کمکی: در خودروهای دارای سیستم محرک الکتریکی، باتری کمکی با ولتاژ پایین برای استارت خودرو پیش از فعال شدن باتری ترکش و همچنین برای تأمین انرژی تجهیزات جانبی مختلف خودرو استفاده می‌شود.
مبدل :DC/DC این قطعه برق DC با ولتاژ بالای خروجی از پک باتری ترکشن را به برق DC با ولتاژ پایین‌تر که برای عملکرد تجهیزات جانبی خودرو و شارژ باتری کمکی مورد نیاز است، تبدیل می‌کند.
ژنراتور الکتریکی: این دستگاه با بهره‌برداری از انرژی چرخ‌های در حال چرخش در حین ترمز کردن، برق تولید کرده و این انرژی را به پک باتری ترکشن بازمی‌گرداند. برخی خودروها از ژنراتورهای موتوری استفاده می‌کنند که می‌توانند وظایف رانندگی و بازیابی انرژی را همزمان انجام دهند.
موتور ترکشن الکتریکی: این موتور که از پک باتری ترکشن انرژی می‌گیرد، چرخ‌های خودرو را به حرکت درمی‌آورد. برخی خودروها از ژنراتورهای موتوری استفاده می‌کنند که هم وظیفه رانندگی و هم بازیابی انرژی را انجام می‌دهند.
سیستم اگزوز: سیستم اگزوز گازهای خروجی از موتور را از طریق لوله اگزوز هدایت می‌کند. یک کاتالیزور سه‌طرفه برای کاهش آلایندگی‌های تولید شده توسط موتور در سیستم اگزوز گنجانده شده است.
پورت سوخت‌گیری: نازل پمپ سوخت به محفظه خودرو متصل می‌شود تا مخزن سوخت را پر کند.
مخزن سوخت (بنزین): این مخزن بنزین را درون خودرو نگه می‌دارد تا زمانی که موتور به آن نیاز داشته باشد.
موتور احتراق داخلی (با احتراق جرقه‌ای): در این سیستم، سوخت به داخل منیفولد ورودی یا محفظه احتراق تزریق می‌شود، جایی که با هوا مخلوط شده و مخلوط هوا/سوخت توسط جرقه‌ای از شمع جرقه‌ای مشتعل می‌شود.
خودروهای الکتریکی (EVs) گزینه‌ای جذاب برای جایگزینی خودروهای بنزینی سنتی ارائه می‌دهند، به دلیل هندلینگ واکنش‌پذیر و شتاب سریع آن‌ها که باعث می‌شود برای افرادی که به دنبال فرار از هزینه‌های بالای سوخت یا کاهش تأثیرات زیست‌محیطی خود هستند، گزینه‌ای مناسب باشند. اگرچه قیمت خرید اولیه EVها می‌تواند بالاتر از خودروهای بنزینی باشد، اما مدل‌های متعددی با قیمت زیر ۴۰,۰۰۰ دلار در دسترس هستند و مشوق‌های مالی فدرال می‌توانند به جبران هزینه‌ها کمک کنند. علاوه بر این، زیرساخت‌های شارژ به طور مداوم در حال بهبود هستند و نگرانی‌ها درباره محدودیت‌های دامنه حرکت کاهش می‌یابد. اما تکنولوژی زیرین که این خودروها را به حرکت درمی‌آورد چیست؟
اصول اولیه یک خودرو برقی
برخلاف خودروهای معمولی با موتور احتراق داخلی (ICE) که به بنزین وابسته هستند، خودروهای الکتریکی (EVs) برای تولید انرژی مورد نیاز برای حرکت به احتراق انفجاری سوخت متکی نیستند. به جای آن، آن‌ها از انرژی الکتریکی ذخیره شده در پک‌های باتری برای تأمین انرژی موتورهای الکتریکی استفاده می‌کنند که چرخ‌ها را به حرکت در می‌آورند و به این ترتیب خودرو حرکت می‌کند. در نتیجه، خودروهای الکتریکی اجزای متحرک کمتری نسبت به خودروهای بنزینی دارند و معمولاً نیاز به نگهداری کمتری دارند و نیازی به تعویض روغن ندارند. انواع مختلفی از خودروها می‌توانند به عنوان خودروهای الکتریکی طبقه‌بندی شوند، از جمله هیبریدهای قابل شارژ، خودروهای کاملاً باتری‌دار و خودروهای سلول سوختی هیدروژنی. در حالی که هیبریدها از مقداری برق استفاده می‌کنند، عمدتاً به عنوان خودروهای بنزینی دسته‌بندی می‌شوند، هرچند که کارآمدتر هستند. این بحث به‌طور خاص بر عملکرد خودروهای کاملاً الکتریکی تمرکز خواهد کرد.
اصول علمی یک باتری
هر خودروی الکتریکی (EV) با یک پک باتری مجهز است که از چندین سلول لیتیوم-یون تشکیل شده و انرژی مورد نیاز برای عملکردهای مختلف از جمله حرکت و کنترل دما را تأمین می‌کند. معمولاً این پک باتری در پایه خودرو و بین چرخ‌ها قرار دارد.
شارژ باتری یک خودروی الکتریکی به روش مشابه برای شارژ باتری لیتیوم-یون در گوشی‌های هوشمند استفاده می‌شود ولی در مقیاس بزرگتر. خودرو از طریق یک پریز یا ایستگاه شارژ به شبکه برق متصل می‌شود و می‌تواند انرژی را تا زمانی که کاملاً شارژ شود، ذخیره کند. ظرفیت انرژی باتری یک EV به واحد کیلووات-ساعت (kWh) اندازه‌گیری می‌شود، و رتبه بالاتر kWh نشان‌دهنده ظرفیت بیشتر و دامنه حرکت طولانی‌تر با یک بار شارژ است.
اندازه‌های باتری در مدل‌های مختلف EV متفاوت است و بسیاری از مدل‌ها چندین گزینه را برای تأمین نیازهای مختلف ارائه می‌دهند (باتری‌های بزرگتر معمولاً هزینه بیشتری دارند). به عنوان مثال، هیوندای کونا الکتریک ۲۰۲۴ به گزینه‌ای با باتری کوچکتر مناسب برای سفرهای کوتاه (۴۸.۶ کیلووات-ساعت، با دامنه ۱۹۷ مایل) و همچنین گزینه‌ای بزرگتر (۶۴.۸ کیلووات-ساعت) که دامنه ۲۶۰ مایل را ارائه می‌دهد، مجهز است. در مقابل، خودروهای بزرگتر و با عملکرد بالا مانند پیکاپ Rivian R1T دارای ظرفیت باتری به مراتب بالاتری هستند. Rivian سه گزینه باتری را ارائه می‌دهد: پک استاندارد (۱۰۵ کیلووات-ساعت، دامنه ۲۷۰ مایل)، پک بزرگ (۱۳۵ کیلووات-ساعت، دامنه ۳۲۱ مایل) و پک حداکثری (۱۸۰ کیلووات-ساعت، دامنه ۴۱۰ مایل).
وضعیت با وجود دو نوع اصلی خودروی الکتریکی (EV) که در حال حاضر در بازار موجود است، پیچیده‌تر می‌شود. به طور تاریخی، بیشتر خودروهای الکتریکی تولید شده در ایالات متحده از باتری‌های نیکل کبالت منگنز (NCM) استفاده می‌کردند که به دلیل چگالی انرژی، توان بالای خروجی و دامنه طولانی معروف بودند. با این حال، به تازگی تولیدکنندگان به تکنولوژی جدیدتری، باتری‌های لیتیوم آهن فسفات (LFP)، برای مدل‌های سطح پایین‌تر روی آورده‌اند. شرکت‌هایی مانند تسلا، فورد و ریویان به دلیل هزینه کمتر باتری‌های LFP—که نیاز به کبالت و نیکل گران‌قیمت را حذف می‌کند—در حالی که هنوز دامنه‌های تخمینی EPA مشابهی را ارائه می‌دهند، به این باتری‌ها روی آورده‌اند. با این حال، باتری‌های LFP تمایل دارند که در دماهای پایین‌تر کاهش بیشتری در دامنه تجربه کنند و به طور کلی قدرت کمتری ارائه دهند. به همین دلیل، باتری‌های NCM همچنان به عنوان انتخابی با کیفیت بالاتر شناخته می‌شوند و معمولاً برای مدل‌های بالاتر خودروها reserv می‌شوند. در نهایت، هر دو نوع باتری بر اساس اصول بنیادی مشابهی عمل می‌کنند. برخلاف جریان متناوب (AC) که از پریزهای دیواری استاندارد تأمین می‌شود، این باتری‌ها جریان مستقیم (DC) تولید می‌کنند که باید به AC تبدیل شود تا نیروی چرخشی تولید کند، که اهمیت طراحی موتور در خودروهای الکتریکی را نشان می‌دهد.
نحوه طراحی موتور
اجزای به نمایش گذاشته شده یک موتور دوگانه ریوین در کارخانه
یک خودروی الکتریکی (EV) بدون نیاز به فشرده‌سازی و اشتعال بنزین، چرخ‌های خود را به حرکت در می‌آورد و به جای آن از موتوری الکتریکی استفاده می‌کند که با بهره‌گیری از الکترومغناطیس‌های تأمین شده توسط باتری، نیروی چرخشی ایجاد می‌کند. در داخل موتور، دو مجموعه مغناطیسی وجود دارد: یک مجموعه به شافت که چرخ‌ها را به حرکت در می‌آورد، متصل است و مجموعه دیگر درون محفظه اطراف موتور قرار دارد. هر دو مجموعه به یک قطبیت مشابه شارژ شده‌اند که باعث می‌شود آن‌ها یکدیگر را دفع کنند. این دفع، نیروی لازم برای چرخاندن شافت را تولید می‌کند که در نتیجه چرخ‌ها را به گردش در می‌آورد و خودرو را به جلو می‌برد.
برای اطمینان از وجود نیروی دفع مداوم بین مغناطیس‌ها، باید قطبیت آن‌ها به‌طور مداوم تغییر کند در حالی که شافت در حال چرخش است. اگر این تغییر صورت نگیرد، مغناطیس‌ها در نهایت به‌گونه‌ای هم‌راستا می‌شوند که باعث جذب یکدیگر خواهند شد و موقعیت قفل شده‌ای را ایجاد می‌کنند. جریان متناوب (AC) به‌طور طبیعی این تغییر قطبیت را تسهیل می‌کند، اما از آنجا که باتری EV جریان مستقیم (DC) تأمین می‌کند، به یک مبدل (اینورتر) نیاز است تا تغییرات قطبیت را مدیریت کند.
اینورتر در یک EV به‌سرعت قطبیت را حدود ۶۰ بار در ثانیه تغییر می‌دهد و نیروی چرخشی را حفظ می‌کند. علاوه بر این، یک مبدل DC جداگانه، قدرت را به سایر سیستم‌های خودرو، مانند گرمایش، سیستم اطلاعاتی و سرگرمی، و روشنایی که نیاز به AC ندارند، هدایت می‌کند. راننده می‌تواند فرکانس جریان تأمین شده به موتور را تنظیم کند؛ فرکانس بالاتر به تغییرات قطبیت بیشتر منجر می‌شود و به تبع آن، گشتاور افزایش می‌یابد و چرخ‌ها می‌توانند با سرعت بیشتری بچرخند.
ایستگاه شارژ ChargePoint Home Flex EV یک دستگاه شارژ خانگی قابل تنظیم برای خودروهای الکتریکی (EV) است که به کاربران امکان می‌دهد وسایل نقلیه خود را به‌صورت ایمن و سریع در خانه شارژ کنند.
خودروهای بنزینی به شما اجازه می‌دهند به‌سادگی باک را پر کنید و حرکت کنید. در مقابل، خودروهای الکتریکی (EV) از سه نوع ایستگاه شارژ متفاوت در سراسر ایالات متحده استفاده می‌کنند که از آهسته‌ترین (سطح ۱) تا سریع‌ترین (سطح ۳) متغیر هستند.
- شارژرهای سطح ۱، پریزهای استاندارد ۱۲۰ ولتی دیواری هستند و برای استفاده خانگی مناسب‌اند که می‌توانید در طول شب خودرو خود را شارژ کنید. این روش بسیار آهسته است و پس از ۸ ساعت شارژ حدود ۴۰ مایل دامنه را برای رانندگی فراهم می‌کند، و شارژ کامل ممکن است ۲۰ ساعت یا بیشتر طول بکشد.
- شارژرهای سطح ۲ با ۲۴۰ ولت کار می‌کنند و خروجی توان بین ۱۰ تا ۲۵ کیلووات را ارائه می‌دهند که امکان شارژ کامل را در حدود ۸ ساعت فراهم می‌کند. این شارژرها معمولاً برای شارژ شبانه در خانه یا مکان‌هایی مانند هتل‌ها استفاده می‌شوند. شارژرهای سطح ۲ تسلا برخلاف شارژرهای سوپرشارژر به عنوان شارژرهای مقصد شناخته می‌شوند. اگر خانه شما پریز ۲۴۰ ولتی ندارد، باید یک پریز یا ایستگاه شارژ خانگی مخصوص نصب شود تا شارژ EV ممکن شود.
- ایستگاه‌های شارژ سریع DC (سطح ۳) بالاترین توان خروجی را دارند و می‌توانند باتری خودروی الکتریکی را در حدود ۳۰ تا ۶۰ دقیقه تا ۸۰٪ شارژ کنند. زمان شارژ بسته به سرعت ایستگاه (بین ۵۰ تا ۳۵۰ کیلووات)، حداکثر ظرفیت شارژ خودرو، و شرایط خارجی مانند هوای سرد که می‌تواند زمان شارژ را افزایش دهد، متفاوت است.
یک ایستگاه شارژ سریع تسلا سطح ۳ (سوپرشارژر) در بیور، یوتا واقع شده است که قابلیت شارژ تا ۲۵۰ کیلووات را ارائه می‌دهد.
هر خودروی الکتریکی (EV) به یک کابل شارژ سطح ۱ مجهز است که یک سر آن به خودرو و سر دیگر آن به پریز استاندارد دیواری متصل می‌شود، با این استثنا که تسلا از سال ۲۰۲۲ دیگر شارژرهای سطح ۱ را به‌صورت پیش‌فرض ارائه نمی‌دهد. این گزینه برای صاحبان جدید خودروهای الکتریکی راحت است تا در حالی که در نظر دارند یک شارژر سطح ۲ برای شارژ سریع‌تر در خانه نصب کنند، خودروی خود را شارژ کنند.
شارژرهای سطح ۳ به دلیل نیاز به توان بالای خود، که از ظرفیت الکتریکی اکثر خانه‌ها بیشتر است، قابل نصب در محیط‌های مسکونی نیستند. این شارژرها معمولاً در طول بزرگراه‌ها برای مسافران مسافت طولانی و همچنین در مناطق شهری یافت می‌شوند. شبکه‌های شارژ مانند Electrify America، EVGo، و Tesla Superchargers رایج هستند. اخیراً چندین خودروساز اعلام کرده‌اند که قصد دارند از سال ۲۰۲۵ از پورت شارژ تسلا در خودروهای خود استفاده کنند. این تغییر احتمالاً تسلا سوپرشارژرها را به عنوان ایستگاه‌های شارژ اصلی برای تعداد قابل توجهی از صاحبان خودروهای الکتریکی تبدیل خواهد کرد.
ایستگاه شارژ سطح ۳ متعلق به شرکت Electrify America در ایالت ایلینوی واقع شده است که قابلیت شارژ تا ۳۵۰ کیلووات را ارائه می‌دهد.
بحث‌هایی در جریان است که به تأثیرات منفی احتمالی استفاده مداوم از ایستگاه‌های شارژ سریع سطح ۳ بر عمر باتری خودروهای الکتریکی (EV) می‌پردازند. هرچند هنوز پاسخ قطعی مشخص نشده، یک مطالعه اخیر نشان داده است که خودروهای تسلا که به‌طور مکرر از شارژ سریع استفاده می‌کنند، در مقایسه با خودروهایی که کمتر از این روش بهره می‌برند، بر خلاف باورها، دچار تخریب بیشتر باتری نمی‌شوند؛ این موضوع توسط Electrek گزارش شده است. در حال حاضر، توصیه می‌شود روش شارژی را انتخاب کنید که با شرایط شخصی شما، از جمله محل سکونت و بودجه، همخوانی داشته باشد.
برای بهینه‌سازی بازدهی شارژ، بهتر است به‌طور منظم باتری را زمانی که خودرو در خانه، محل کار یا در حین انجام فعالیت‌های روزمره مانند خرید یا ورزش پارک شده است، شارژ کنید. این استراتژی به حفظ سطح شارژ باتری کمک کرده و زمان صرف شده در ایستگاه‌های شارژ را کاهش می‌دهد.
علاوه بر این، خودروهای الکتریکی به یک سیستم ترمز احیاکننده مجهز هستند که انرژی جنبشی تولید شده هنگام ترمز گرفتن را جمع‌آوری کرده و مقداری از آن را به باتری بازمی‌گرداند تا به‌عنوان انرژی الکتریکی ذخیره شود. هرچند این فرآیند باتری را به‌طور کامل شارژ نمی‌کند، اما می‌تواند به‌طور قابل توجهی بازدهی را در شرایط مناسب افزایش دهد.
حداکثر مسافتی که یک خودروی برقی می‌تواند با یک بار شارژ طی کند چقدر است؟
خودروی Lucid Air Grand Touring پیش‌بینی می‌شود که بردی حدود ۵۱۶ مایل (۸۳۰ کیلومتر) با یک بار شارژ داشته باشد. این مسافت یکی از بالاترین بردهای موجود برای خودروهای الکتریکی در بازار کنونی است و به‌ویژه برای مسافرت‌های طولانی و استفاده روزمره بسیار مناسب است.
نگرانی از مسافت قابل طی با یک بار شارژ، همچنان دغدغه اصلی بسیاری از خریداران احتمالی خودروهای الکتریکی (EV) است. یکی از سوالات متداول این است: آیا خودروهای الکتریکی می‌توانند مسافتی مشابه خودروهای بنزینی با یک بار شارژ کامل طی کنند؟ پاسخ به این سوال پیچیده است. در حال حاضر، بر اساس داده‌های پایگاه اطلاعاتی خودروهای الکتریکی، میانگین برد خودروهای الکتریکی حدود ۲۲۰ مایل است. با این حال، این عدد می‌تواند به‌طور قابل توجهی متغیر باشد؛ به‌طور مثال، خودروی ۲۰۲۳ Mini Cooper EV تنها بردی حدود ۱۱۴ مایل دارد، در حالی که خودروهایی مانند Lucid Air می‌توانند بیش از ۵۰۰ مایل را طی کنند.
عوامل مختلفی از جمله رانندگی طولانی در بزرگراه، شتاب‌گیری سریع، استفاده بیش از حد از شارژ سریع، شرایط جوی شدید و کاهش طبیعی ظرفیت باتری در طول زمان، می‌توانند بر برد خودرو تأثیر بگذارند.
با پیشرفت تکنولوژی خودروهای الکتریکی، این خودروها جذابیت بیشتری برای مصرف‌کنندگان پیدا کرده‌اند؛ به طوری که خودروهای الکتریکی ۷٪ از فروش خودروهای جدید در ایالات متحده را به خود اختصاص داده‌اند. در اروپا این رقم تا اوت ۲۰۲۳ به ۲۱٪ افزایش یافته و نروژ با ۸۵٪ پیشتاز است. با این حال، زیرساخت‌های شارژ همچنان به بهبود نیاز دارند. در حالت ایده‌آل، صاحبان خودروهای الکتریکی می‌توانند خودروهای خود را در خانه یا محل کار شارژ کنند و نیازی به سفرهای ویژه برای شارژ مجدد نخواهند داشت.
یک خودروی Tesla Model 3 در ایستگاه سوپرشارژر در فینیکس در حال شارژ است.
هرچند خودروهای الکتریکی همه مشکلات تغییرات اقلیمی را حل نمی‌کنند و چالش‌های خاص خود را دارند، اما گامی مهم به سوی بازاندیشی در زمینه حمل و نقل و ایجاد گزینه‌های پایدارتر محسوب می‌شوند.
اگر در نظر دارید پس از مدت طولانی خودروی جدید یا حتی دست‌دوم خریداری کنید، ممکن است متوجه حضور قابل توجه خودروهای الکتریکی در بازار شده باشید.
تقریباً هر تولیدکننده بزرگ خودرو در حال حاضر مجموعه‌ای از خودروهای الکتریکی را ارائه می‌دهد یا قصد دارد به زودی این کار را انجام دهد. این تغییر عمدتاً به دلیل ممنوعیت پیش‌بینی شده فروش خودروهای جدید بنزینی و دیزلی تا سال ۲۰۳۰ و همچنین ممنوعیت فروش هیبریدها تا سال ۲۰۳۵ است. به وضوح، انتشار گازهای آلاینده از سوخت‌های سنتی دیگر مورد قبول عموم مردم نیست.
این مقررات آینده بسیاری از افراد را به شروع آنچه که می‌توان آن را «سفر به دنیای خودروهای الکتریکی» نامید، واداشته است و سوالاتی از قبیل «یک خودروی الکتریکی دقیقاً چیست؟» و «خودروهای الکتریکی چگونه عمل می‌کنند؟» را مطرح کرده است.
اگر در این وضعیت قرار دارید، تبریک می‌گوییم! شما در جای درستی هستید تا پاسخ به مهم‌ترین سوالات خود درباره خودروهای الکتریکی را دریافت کنید. ادامه دهید و ما اطلاعات ضروری در مورد این قلمرو جدید و هیجان‌انگیز در دنیای خودرو را به شما ارائه خواهیم داد.
منظور از یک خودرو الکتریکی چیست؟
برای شروع، یک خودروی الکتریکی به طور بنیادی به عنوان هر وسیله نقلیه‌ای تعریف می‌شود که برای اصلی‌ترین روش حرکت خود به برق تکیه می‌کند. برخلاف خودروهای سنتی که از موتور و مخزن سوخت استفاده می‌کنند، بیشتر خودروهای الکتریکی به یک یا چند موتور الکتریکی مجهز هستند که حرکت را تأمین می‌کنند و توسط باتری‌هایی مشابه باتری‌های گوشی‌های هوشمند، هرچند به مراتب بزرگتر، تغذیه می‌شوند. اصطلاح 'EV' به معنای 'خودروی الکتریکی' است و این اختصار، شاید به دلیل راحتی در بیان و فهمیدن، به طور گسترده‌ای توسط نویسندگان خودرویی مورد استفاده قرار گرفته است تا به شکلی مختصرتر به خودروهای الکتریکی اشاره کنند.
معنی BEV چیست؟
BEV به معنای 'خودروی الکتریکی با باتری' است و به طور اساسی یک دسته خاص درون اصطلاح وسیع‌تر EV به شمار می‌آید. این نام‌گذاری به‌طور معمول برای تمایز بین انواع مختلف وسایل نقلیه الکتریکی به کار می‌رود، به‌ویژه آن‌هایی که یک جزء الکتریکی در سیستم پیشرانه خود دارند ولی به طور کامل الکتریکی نیستند. به عنوان مثال، اصطلاحاتی مانند 'هیبرید خودشارژ' یا 'هیبرید شارژی' به خودروهایی اشاره دارند که تحت دسته BEV قرار نمی‌گیرند. معمولاً باتری در یک خودروی الکتریکی در کف خودرو قرار دارد و از تعدادی سلول‌های فردی تشکیل شده است که اغلب به صدها یا هزاران عدد می‌رسد. شارژ کردن یک خودروی الکتریکی مشابه روش شارژ کردن گوشی‌های هوشمند به وسیله اتصال آن به منبع برق از طریق یک کابل انجام می‌شود.
یک خودرو الکتریکی چگونه کار می‌کند؟
پیکربندی‌های خودروهای الکتریکی می‌توانند متفاوت باشند، اما به طور کلی، این خودروها با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری برای تأمین نیروی یک یا چند موتور الکتریکی جهت حرکت عمل می‌کنند. از نظر مکانیکی، این خودروها به طور قابل توجهی ساده‌تر از موتورهای احتراق داخلی سنتی هستند و تنها یک قطعه متحرک دارند. موتورها با عبور جریان الکتریکی از یک میدان مغناطیسی نیروی مورد نیاز را تولید می‌کنند، اصولی که به الکترومغناطیس مربوط می‌شود.
بیشتر خودروهای الکتریکی نیازی به جعبه دنده ندارند، که این موضوع نیاز به پدال کلاچ را حذف می‌کند؛ رانندگان تنها از پدال ترمز و پدال گاز استفاده می‌کنند. این امر باعث می‌شود که تجربه رانندگی مشابه با خودروهای اتوماتیک باشد، هرچند که از نظر فنی به عنوان خودروهای اتوماتیک دسته‌بندی نمی‌شوند.
یک تغییر برای رانندگان جدید، عملکرد تقریباً بی‌صدا خودروهای الکتریکی است که نسبت به موتورهای معمولی کمترین صدا را تولید می‌کنند. ممکن است در ابتدا احساس غیرمعمولی داشته باشید، اما به سرعت به رانندگی بی‌صدا عادت خواهید کرد.
علاوه بر این، موتورهای الکتریکی مزیت ترمز احیا کننده را ارائه می‌دهند. هنگامی که پدال گاز را رها می‌کنید تا کاهش سرعت پیدا کنید، موتورها می‌توانند معکوس شده و انرژی حاصل از حرکت رو به جلو خودرو را جذب کنند، بدون اینکه پدال ترمز فعال شود و به طور همزمان باتری را شارژ کنند. واقعاً شگفت‌انگیز است، مگر نه؟
آیا آلایندگی تمامی خودروهای برقی صفر است؟
تمام خودروهای الکتریکی هیچ‌گونه انتشار آلایندگی از لوله اگزوز تولید نمی‌کنند، زیرا اصلاً لوله اگزوز ندارند. این بدان معناست که در حین رانندگی، هیچ‌گونه انتشار مداوم CO2 و دیگر آلاینده‌های مضر از خودرو صورت نمی‌گیرد. این موضوع به ویژه برای کیفیت هوا، به خصوص در مناطق پرجمعیت، بسیار مفید است. با این حال، سوال این است که آیا خودروهای الکتریکی واقعاً بدون انتشار آلاینده هستند؟ نظرات در این زمینه متفاوت است. برخی افراد به درستی استدلال می‌کنند که اگر برق تأمین‌کننده انرژی این خودروها از زغال‌سنگ یا گاز تولید شود، هنوز هم تأثیر CO2 مربوط به عملکرد خودروهای الکتریکی وجود دارد. انتظار می‌رود این وضعیت در دهه‌های آینده با انتقال به منابع انرژی پایدارتر بهبود یابد. علاوه بر این، منتقدان اشاره می‌کنند که از نظر زیست‌محیطی فرآیند تولید خودروهای الکتریکی می‌تواند بیشتر از خودروهای احتراق داخلی سنتی، عمدتاً به دلیل فلزات گران‌بهایی که برای تکنولوژی‌های فعلی باتری مانند کبالت و لیتیوم نیاز است و همچنین لجستیک مربوط به حمل و نقل این مواد آسیب‌زا باشد. این موضوع یک چالش بلندمدت می‌باشد که انتظار می‌رود با پذیرش شیوه‌های سبزتر و پیشرفت فناوری کاهش یابد.
آیا یک خودروی الکتریکی انتخاب درستی برای من است؟
سؤال اصلی در این زمینه بسیار مهم است. در اینجا ارزیابی جامع شخصی نخواهیم کرد، اما چندین عامل وجود دارد که باید به آن‌ها توجه کنید. ابتدا، هزینه‌های مرتبط با خرید یا اجاره یک خودروی الکتریکی (EV) را ارزیابی کنید، زیرا این خودروها معمولاً به دلیل تکنولوژی جدیدشان گران‌تر از خودروهای بنزینی و دیزلی هستند. همچنین، صرفه‌جویی‌های احتمالی ناشی از استفاده از برق را مانند اینکه آیا شارژ در خانه، به ازای هر مایل، اقتصادی‌تر از استفاده از سوخت‌های سنتی است را بررسی کنید.
سپس، عادات رانندگی خود را در نظر بگیرید: آیا شما عمدتاً سفرهای کوتاه انجام می‌دهید یا به طور مکرر سفرهای طولانی‌مدت در سطح کشور دارید؟ خودروهای الکتریکی محدودیت‌هایی از نظر برد مسافت دارند. آیا وجود مدل‌های پیشرفته‌تر، که بیش از ۳۰۰ مایل با یک بار شارژ ارائه می‌دهند، برای نیازهای شما کافی است؟ اگر نه، آیا ایستگاه‌های شارژ فوق‌سریع در مسیر شما برای شارژ مجدد در صورت نیاز وجود دارد؟ این‌ها چالش‌هایی است مالکیت یک خودروی الکتریکی با آن همراه است.
در یک شب تاریک و بارانی، ممکن است درباره برد مسافت خودرویتان نگران باشید. شما ممکن است فکر کنید که اگر می‌توانستید از چراغ‌های پرمصرف و برف‌پاک‌کن‌ها صرف‌نظر کنید، کارتان ساده‌تر می‌شد. با این حال، با روشنایی‌های خیابانی که مسیر را روشن می‌کنند، شاید بتوانید با استفاده از تنها چراغ‌های جانبی و تنظیمات برف‌پاک‌کن‌های متناوب به راه خود ادامه دهید. اما نیازی به نگرانی نیست؛ تاثیر این موارد بسیار کم است. برف‌پاک‌کن‌های شیشه جلو، حتی در سرعت کامل، تنها حدود ۱۰۰ وات مصرف می‌کنند، که توسط یک موتور ۱۲ ولتی با جریان کمتر از ۱۰ آمپر تغذیه می‌شود. به این ترتیب، برای تخلیه حتی ۱ کیلووات‌ساعت از انرژی باتری، باید آن‌ها را به مدت ۱۰ ساعت به طور مداوم روشن کنید. اکثر خودروهای الکتریکی مدرن به چراغ‌های ال‌ای‌دی مجهز هستند که حتی کمتر از این مقدار انرژی مصرف می‌کنند. در حالی که ممکن است از آن‌ها برای مدت طولانی‌تری نسبت به برف‌پاک‌کن‌ها استفاده کنید، باز هم نقش قابل توجهی در مصرف انرژی شما ندارند.
یکی از مصرف‌کننده‌های انرژی بیشتر می‌تواند فرایند ضدعفونی کردن شیشه جلو باشد، به ویژه اگر خودروی شما دارای پمپ حرارتی نباشد. در این حالت، باید از تهویه مطبوع برای حذف رطوبت از هوا و همچنین یک بخاری قوی برای گرم کردن آن استفاده کنید. با این حال، فعال کردن حداکثر عملکرد ضدعفونی باید شیشه جلو شما را در عرض چند دقیقه پاک کند. پس از آن، می‌توانید تهویه مطبوع را خاموش کنید و سرعت فن را به حداقل کاهش دهید تا دید شما بدون مانع باقی بماند—مگر اینکه چند سگ بزرگ و خیس در صندلی‌های عقب داشته باشید.
عامل اصلی کاهش برد شما یا تاثیر بر مصرف سوخت در خودروهای احتراق داخلی، انرژی از دست رفته از طریق لاستیک‌ها در حین عبور از آب و تولید پاشش است. این می‌تواند منجر به مصرف بیش از حد انرژی، یعنی بین ۵ تا ۱۰ درصد آن شود.
دیدگاه خود را بنویسید