خودروی برقی

انواع مختلف خودروهای برقی به طور مداوم در حال تغییر و تولید هستند و گزینه‌هایی را برای مشتریان و کاربران آینده فراهم می‌کنند. اصطلاحات BEV، HEV، PHEV و FCEV به طور گسترده‌تری شناخته می‌شوند. ممکن است تعجب کنید که آیا انواع خودروهای الکتریکی نیز وجود دارد؟ خب بله! و در این مقاله به طور مختصر در مورد انواع خودروهای برقی موجود در بازار جهان صحبت خواهد شد.

وقتی صحبت از وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) به میان می‌آید، گزینه‌ها فراتر از مواردی هستند که فقط با باتری کار می‌کنند. خریداران خودرو اکنون می‌توانند از میان گزینه‌های مختلفی انتخاب کنند، از جمله آن‌هایی که از سلول‌های سوختی استفاده می‌کنند یا موتورهای گازسوز را در هیبریدی و پلاگین هیبریدی ترکیب می‌کنند.

در این مقاله، چهار نوع خودروی الکتریکی رایج را مورد بحث قرار خواهیم داد: EV استاندارد، که به عنوان خودروی الکتریکی با باتری (BEV) نیز شناخته می‌شود. خودروی الکتریکی هیبریدی (HEV)؛ خودروی الکتریکی هیبریدی متصل (PHEV) و خودروی الکتریکی سلول سوختی (FCEV).

بیایید ابتدا بفهمیم؛ خودروی الکتریکی چیست؟

یک وسیله نقلیه الکتریکی (EV) به جای موتور احتراق داخلی که با سوزاندن مخلوطی از بنزین و گاز نیرو تولید می‌کند، با موتور الکتریکی کار می‌کند. در نتیجه، چنین وسیله نقلیه‌ای جایگزینی بالقوه برای خودروهای نسل کنونی برای حل مسائلی مانند افزایش آلودگی، گرم شدن کره زمین، کاهش منابع طبیعی و غیره است.

نحوه کار خودرو‌الکتریکی  به این صورت است، هنگامی که پدال ماشین فشار داده می‌شود، موارد زیر رخ می‌دهد: کنترل‌کننده، برق را از باتری‌ها و اینورترها جمع‌آوری و مدیریت می‌کند و هنگامی که کنترلر فعال می‌شود، اینورتر مقدار معینی از انرژی الکتریکی را به موتور منتقل می‌کند (با توجه به فشار عمق روی پدال). انرژی الکتریکی توسط یک موتور الکتریکی (چرخش) به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود. چرخش روتور، موتور گیربکس را می‌چرخاند و باعث می‌شود چرخ‌ها بچرخند و خودرو حرکت کند.

منشاء و توسعه حرکت الکتریکی:

قرن هجدهم یک دوره پیشرفت برای حمل و نقل جهانی است. پس از آن بود که اولین خودروی کم سرعت  با استفاده از موتور بخار ساخته شد. موتور بخار با وجود معایب بسیار، مانند زمان راه‌اندازی طولانی، مصرف زیاد آب یا نیاز به دیگ در خودرو، بیش از 100 سال است که وجود دارند.

در سال 1886 کارل بنز اولین ماشین موتور احتراق داخلی بنزینی را ساخت. سپس مهندس فرانسوی گوستاو تروو در پاریس اولین ماشین‌الکتریکی ارائه شد. اما خیلی زود موتور الکتریکی از دست رفت. برای بیش از یک قرن، موتور احتراق داخلی منبع اصلی انرژی برای اکثر وسایل نقلیه و ماشین‌آلات بوده است. با این حال، داستان ادامه دارد و حالا موتور الکتریکی می‌تواند رقیب خود را برای همیشه شکست دهد. این تا حدی به دلیل استانداردهای آلایندگی بالاتر است که تولیدکنندگان نمی‌توانند با آن کنار بیایند. خودروهایی که از منابع انرژی جایگزین استفاده می‌کنند، مواد مضر بسیار کمتری را در جو منتشر می‌کنند. استدلال دیگر به نفع آن‌ها این است که مردم نسبت به محیط زیست آگاه‌تر شده‌اند. بنابراین، چشم‌انداز توسعه حرکت الکتریکی بسیار امیدوارکننده است.

در ادامه شرح مختصری از انواع خودروهای الکتریکی آورده شده است.

خودروی الکتریکی با باتری (BEV)

خودروی هیبریدی الکتریکی (HEV)

خودروی برقی هیبریدی پلاگین (PHEV)

خودروی الکتریکی سلول سوختی (FCEV)

وسیله نقلیه الکتریکی با باتری (BEV) چیست؟

وسیله نقلیه الکتریکی با باتری (BEV)، که گاهی اوقات به عنوان یک وسیله نقلیه تمام الکتریکی (AEV) شناخته می‌شود، وسیله نقلیه‌ای است که توسط یک باتری و یک قطار الکتریکی هدایت می‌شود. این EV ها موتور آی سی ندارند.

برق در یک باتری بزرگ ذخیره شده که با اتصال به شبکه برق شارژ می‌شود. به نوبه خود، باتری یک یا چند موتور‌الکتریکی را تغذیه کرده و انرژی مورد نیاز وسیله نقلیه الکتریکی را تامین می‌کند.

اجزای اصلی BEV:

باتری

ماژول کنترل

قطار را برانید

موتور الکتریکی

اینورتور

نحوه کار خودرو الکتریکی BEV: برای موتور الکتریکی، توان از باتری جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC) تبدیل می‌شود. پدال گاز سیگنالی را به کنترل‌کننده می‌فرستد که فرکانس جریان متناوب AC از اینورتر به موتور را برای تنظیم سرعت خودرو تغییر می‌دهد. موتور از طریق یک چرخ دنده به چرخ‌ها متصل می‌شود و می‌چرخد. هنگامی که ترمز اعمال می‌شود یا خودروی الکتریکی در حال کاهش سرعت است، موتور به یک دینام تبدیل می‌شود و برق تولید می‌کند که سپس به باتری باز می‌گردد.

نمونه‌هایی از وسایل نقلیه الکتریکی BEV موارد زیر هستند:

• Tesla Model 3
• Tesla X
• Toyota Rav4
• BMW i3
• Karma Revera
• Kia Soul

خودروی الکتریکی هیبریدی (HEV) چیست؟

این نوع خودروهای هیبریدی به عنوان هیبرید معمولی یا هیبرید موازی نیز شناخته می‌شوند. HEV ها توسط موتور IC و موتور الکتریکی کار می‌کنند. در این نوع خودروهای الکتریکی، موتور احتراق داخلی با سوخت (بنزین و سایر اشکال سوخت) نیرو می‌گیرد، در حالی که موتور با باتری کار می‌کند. موتور بنزینی و موتور الکتریکی، گیربکس را که چرخ‌ها را به حرکت در می‌آورد، همزمان می‌چرخانند.

اجزای اصلی HEV:

باتری با کنترل و اینورتر

ماژول کنترل‌کننده

موتور

موتور الکتریکی

مخزن سوخت

نحوه کار وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی:

مشابه یک خودروی استاندارد که دارای مخزن سوختی است که گاز را به موتور می‌رساند. همچنین حاوی یک بسته باتری است که یک موتور‌الکتریکی را تامین می‌کند. هم موتور و هم موتور الکتریکی ممکن است گیربکس را به طور همزمان بچرخانند.

نمونه‌هایی از وسایل نقلیه الکتریکی HEV موارد زیر هستند:

• Toyota Prius Hybrid
• Toyota Camry Hybrid
• Honda Civic Hybrid

خودروی برقی هیبریدی پلاگین  چیست؟

PHEV یک وسیله نقلیه هیبریدی است که هم دارای موتور ICE و هم موتور است که اغلب به عنوان هیبرید سری شناخته می‌شود. این نوع خودروهای برقی با گزینه‌های سوخت متنوعی عرضه می‌شوند. این نوع خودروهای الکتریکی توسط یک سوخت معمولی (مانند بنزین) یا سوخت جایگزین (مانند بیودیزل) و همچنین یک بسته باتری قابل شارژ به حرکت در می‌آیند. باتری را می‌توان با اتصال آن به پریز برق یا ایستگاه شارژ ماشین الکتریکی (EVCS) شارژ کرد.

PHEV ها معمولاً دو حالت کار دارند:

حالت Allele citric، که در آن موتور و باتری تمام انرژی خودرو را تامین می‌کنند. حالت هیبریدی که در آن هم از برق و هم سوخت استفاده می‌شود. برخی از PHEV ها تنها با برق می‌توانند بیش از 70 مایل را طی کنند.

اجزای اصلی خودرو الکتریکی PHEV:

باتری

شارژ باتری

ماژول کنترل‌‎کننده

موتور الکتریکی

مخزن سوخت

اینورتور

نحوه کار وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی پلاگین: PHEV ها معمولاً در حالت تمام الکتریکی شروع به کار می‌کنند و تا زمانی که باتری آن‌ها تمام شود با انرژی کار می‌کنند. زمانی که مدل‌های خاصی به سرعت ۶۰ یا ۷۰ مایل در ساعت در بزرگراه‌ها می‌رسند، به حالت هیبریدی تغییر می‌کنند. وقتی باتری تمام می‌شود، موتور شروع به کار می‌کند و خودرو به‌عنوان یک هیبریدی استاندارد و غیر پلاگین کار می‌کند. باتری‌های PHEV را می‌توان با یک موتور احتراق داخلی یا ترمز احیاکننده، علاوه بر اتصال به منبع برق خارجی، شارژ کرد.

در هنگام ترمزگیری، موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور عمل می‌کند و انرژی را به باتری منتقل می‌کند. از آنجایی که موتور الکتریکی قدرت موتور را پشتیبانی می‌کند، می‌توان از موتورهای کوچک‌تر استفاده کرد که بدون به خطر انداختن عملکرد، کارایی سوخت را افزایش می‌دهد.

نمونه‌هایی از خودروهای برقی هیبریدی پلاگین:

• Porsche Cayenne S E-Hybrid
• BMW 330e
• Porsche Panamera S E-hybrid
• Mercedes GLE550e
• Hyundai Sonata
• BMW X5 xdrive40e

آینده وسایل نقلیه الکتریکی:

خودروهای برقی پتانسیل خوبی در آینده دارند. ایستگاه شارژ نقطه شروع منطقی این خودروها است. با این حال، این صرفاً اولین مرحله در یک سفر بالقوه طولانی است که شامل شارژ بانک ها و سایر مکآن‌های صنعتی و همچنین خانه ها و شهرها می‌شود. در نتیجه، پتانسیل آینده خودروهای الکتریکی بسیار زیاد است. فناوری وسایل نقلیه الکتریکی از دهه 1970 در آزمایشگاه‌هایی مانند ناسا وجود داشته است. طی چند سال، فناوری فعلی بدون شک بسیار پیچیده‌تر خواهد شد.

برخی پیش‌بینی می‌کنند که خودروهای الکتریکی به زودی می‌توانند با جمع‌آوری انرژی از محیط اطراف، سوخت خود را تامین کنند. چنین خودروهایی به نگهداری کمتری نیاز دارند و ممکن است به طور بالقوه از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد استفاده کنند.