در این مقاله می خواهیم در مورد خودروهای برقی یا هیبریدی مطالبی را بیاموزیم و با اصول کارکرد خودروهای برقی آشنا شویم.
شاید خودروهای برقی هنوز سبز نباشند ، اما به هر حال باید آنها را بخریم.
اتومبیل های برقی حداقل تا حدودی با برق کار می کنند. برخلاف وسایل نقلیه معمولی که از موتور بنزینی یا دیزل استفاده می کنند ، اتومبیل های برقی و کامیون ها از موتور الکتریکی استفاده می کنند که از طریق باتری یا یک سلول سوخت از طریق برق استفاده می شود.
خودروهایی که از ادغام کردن دو و یا چند پیشرانه (موتور) انتقال نیرو که بطور مستقیم یا غیر مستقیم به سیستم انتقال قدرت مربوط هستند را خودروهای هیبریدی گوییم. انواع مختلف خودروهای هیبریدی وجود دارد که خودروی بنزینی برقی متداولترین آنهاست. دو سیستم پیشرانه در خودروهای هیبریدی را میتوان با هم به روشهای مختلفی ترکیب کرد از جمله: سری ، موازی ، سری – موازی، این نامگذاریها به سیستمی که موتور احتراقی و موتور الکتریکی توان را به چرخها وارد میکنند، نامیده شده است .
همه وسایل نقلیه برقی یا (EV) به یک روش کار نمی کنند.
“Hybrid های Plug-in” هم موتور بنزینی یا دیزلی و هم یک موتور الکتریکی را ارائه می دهند: باتری از موتور تغذیه می شود که با وصل کردن آن به موتور می تواند شارژ شود. خودروهای هیبریدی سوخت را به طور کامل متوقف می کنند و فقط با برق باتری ها کار می کنند . با این وجود در بعضی خودروها با تبدیل گاز هیدروژن به الکتریسیته (وسایل نقلیه “سلول سوخت هیدروژن”) موتور الکتریکی را نیرو می بخشند.
وسایل نقلیه ترکیبی معمولی نیز دارای یک موتور الکتریکی هستند .
از نظر آلودگی هوا و انتشار گازهای گلخانه ای ، ماشین های برقی و کامیون ها حتی از کارآمدترین وسایل نقلیه معمولی نیز پاک تر هستند. چقدر تمیز بستگی به نوع وسیله نقلیه و منبع برق مربوطه دارد. هنگامی که ولتاژهای الکتریکی باتری از پاکترین شبکه های برق استفاده می کنند ، انتشار گازهای گلخانه ای از EVS با خودرویی که انتشار یک گالن در هر 140 کیلومتر را دارد قابل مقایسه است. هنگامی که به طور انحصاری با برق تجدید پذیر مانند خورشیدی یا باد شارژ می شود ، شارژ و کارکرد یک خودروی برقی می تواند تقریباً بدون انتشار گازهای گلخانه ای باشد.
شاید اتومبیل های برقی نسبت به همتایان معمولی خود گران تر باشند ، اما می توان هزینه های آنها را اغلب از طریق مشوق های دولتی کاهش داد . هزینه سوخت گیری اتومبیل برقی نیز می تواند بخشی از هزینه بنزین باشد ، به این معنی که اتومبیل های برقی می توانند هزینه عوارضی و مالیاتی کمتری داشته باشند. استفاده یک اتومبیل برقی می تواند به طور متوسط بیش از 2 میلیون تومان برای هر خودرو در سال هزینه های سوخت را کاهش دهد.
خودرو های هیبریدی Plug-in
در مقایسه با وسایل نقلیه معمولی ، افزایش عملکرد محیطی و هزینه سوختگیری کمتری داشته باشند. از آنجا که آنها از یک پریز برق قابل شارژ هستند ،میتوان جایگاههای سوخت را به جایگاه های شارژ خودروهای برقی تبدیل کرد و از موتور بنزینی در سفرهای طولانی تر استفاده کرد . برای استفاده مؤثر از پلاگین هیبریدی ، راننده ها نیاز به دسترسی به مکانی برای پارک کردن و شارژ خودرو دارند .
خودروهای برقی ، از الکتریسیته به عنوان تنها سوخت خود استفاده می کنند ، بنابراین مهم است که دامنه باتری با میزان مصرف در نظر گرفته شده وسیله نقلیه مطابقت کامل داشته باشد. با این وجود شارژ مجدد از خانه راحت تر می شود زیرا از ایستگاه های شارژ عمومی و محل کار در دسترس تر هستند . و از آنجا که اتومبیل های الکتریکی هیچگونه خللی در گاز ندارند و بنزین را با برق جایگزین می کنند ، می توانند از سبزترین خودروهای موجود باشند ، مناسب برای خانوارهای دارای چند اتومبیل که استفاده های زیادی در مسافتهای کوتاه دارند. درباره نحوه عملکرد باتری الکتریکی بیشتر بدانید.
رانندگان علاقه مند به خودروهای برقی
وسایل نقلیه سلولی سوخت یک بخش کوچک اما در حال رشد از خودروهای الکتریکی ، به ویژه در آمریکا است. این وسایل نقلیه مزایای قابل توجهی را ارائه می دهند . از جمله زمان سوخت گیری سریع و برد زیاد رانندگی .
هیبریدهای معمولی ممکن است در مواردی که اتومبیلهای برقی با نیاز راننده مطابقت ندارند ، سازگارتر باشند . هیبریدها دامنه و راحتی وسایل نقلیه معمولی را حفظ کرده اند ، در حالی که بازده موتور الکتریکی را افزایش می دهند. از آنجا که آنها تمام توان خود را از بنزین یا دیزل به دست می آورند ، هیبریدهای غیر پلاگین وسیله نقلیه برقی در نظر گرفته نمی شوند .
درباره نحوه کار خودرو های هیبریدی بیشتر بدانید.
تبدیل راهی که ما سفر می کنیم ، بخشی اساسی برای مقابله با بحران آب و هوا است. بخش حمل و نقل حدود 20٪ از انتشار كربن جهانی را به خود اختصاص می دهد. در بسیاری از کشورها ، استفاده از خودروهای الکتریکی در واقع در حال افزایش هستند. وسایل نقلیه الکتریکی اغلب به عنوان راه حل مشکل زیست محیطی مورد ستایش قرار می گیرند ، اما برخی از اعتبارات محیطی آنها را زیر سوال می برند. با توجه به اینکه بیشتر برق مورد نیاز جهان كه هنوز از سوخت های فسیلی تولید می شود ، این بحث مطرح می شود كه EVs می تواند گازهای گلخانه ای بیشتری از وسایل نقلیه موتوری احتراقی در طول عمر خود یا در اتمام عمرش داشته باشد.
پروفسور آلمانی هانس ورنر سین در مقاله اخیر خود بیان کرده است ، تمام کاری که ما انجام می دهیم انتقال انتشار کربن “از لوله اگزوز به نیروگاه” است.
فرضیات اساسی این ادعا مورد تردید است. اما حتی اگر واقعیت داشته باشد ، این استدلال یک نکته اساسی را فراموش کرده است. خودرویی که امروز برای خرید انتخاب کرده ایم ، مستقیم بر آینده سیستم انرژی ما تأثیر می گذارد. اگر وسیله نقلیه احتراقی را انتخاب کنیم ، در استفاده مداوم از سوخت فسیلی قفل می شویم. وسیله نقلیه الکتریکی را انتخاب کنید که به یک جامعه با تولید کربن صفر نزدیک شویم .
با توجه به هزینه زیاد کربن های باتری EV ، فرایند تولید یک وسیله نقلیه الکتریکی باعث انتشار بیشتر کربن نسبت به موتور احتراقی می شود . این بدان معناست که منبع برق مورد استفاده در طول عمر یک ماشین الکتریکی برای تعیین میزان سازگاری با آنها بسیار مهم است.
نسبت برق تولید شده از منابع تجدیدپذیر به سرعت در حال افزایش است . در حالی که دو سوم برق جهان از سوخت های فسیلی تولید می شود ، این نسبت به سرعت در حال کاهش است. حداقل چهار کشور در حال حاضر تقریباً نزدیک هستند که کاملاً از طریق انرژی تجدیدپذیر تأمین شوند کشورهایی مانند : کاستاریکا ، ایسلند ، پاراگوئه ، نروژ ، برزیل یکی از ده اقتصاد بزرگ جهان است و 75 درصد برق تجدید پذیر دارند. در کشور انگلیس ، نسبت برق تأمین شده توسط سوخت های فسیلی در دهه گذشته به نصف رسیده و در حال حاضر حدود 40٪ است.
خودرو های هیبریدآینده را تحت تأثیر قرار می دهد.
تئوری مجدد موتورهای احتراقی برای استفاده از هیدروژن یا سوخت های زیستی گزینه ای است اما قیمت آن بالاست که احتمالاً بیشتر از خودروها برای وسایل نقلیه سنگین کاربرد دارد. استفاده انبوه از هیدروژن به یک سیستم توزیع کاملاً جدید و پیچیده برای گازی که تهیه و ذخیره سازی آن بسیار سخت است ، نیاز دارد. سوخت های زیستی می توانند از زیرساخت های موجود استفاده کنند ، اما برای برآوردن تقاضا نیاز به بخش های وسیعی از زمین های کشاورزی دارد.
اگر تعداد اتومبیل هایی با سوخت فسیلی در جاده باقی بماند ، می توان پیش بینی جدی برای کاهش انتشار گازهای حمل و نقل را دشوار دانست. در مقابل ، استفاده از خودروهای برقی ، تقاضای انرژی از بخش حمل و نقل را به بخش برق منتقل می کند . بسیاری از کشورها متعهد شده اند تا سال 2050 یا زودتر این کار را انجام دهند. شبکه توزیع نیز از قبل وجود دارد – ما فقط باید ایستگاه های شارژ را نصب کنیم.
و در انتخاب محل منبع برق خود ، مصرف کنندگان می توانند تأثیر بیشتری در انتقال انرژی نسبت به سیستم حمل و نقل فعلی داشته باشند که آنها را به شیوه های زندگی با کربن بالا عادت می دهد. با توجه به اینکه تعرفه های برق تجدید پذیر در حال حاضر جزء ارزان ترین تعرفه ها است ، این می تواند یک نیروی ویژه برای دفع گاززدایی باشد.
چند نوع ماشین الکتریکی وجود دارد؟
انواع خودروهای برقی هیبریدی :
(Hybrid Electric Vehicles (HEVs (Plug-in Hybrid (PHEVs (Full Electric (BEVs
(Hybrid Electric Vehicles (HEVs
این خودروها دارای موتور سوختی و موتور برقی با باتری 1 تا 3 کیلو وات با قابلیت ذخیره انرژی از موتور سوختی و ترمز خودرو است . باتری ها در مواقع لزوم به کمک خودرو می آیند تا نیروی کمکی تولید کنند یا در سرعت های پایین با خاموش شدن پیشرانه سوختی نیروی حرکتی خودرو را تامین کنند. در یک دهه گذشته حدود 2 میلیون دستگاه خودروی هیبریدی فروش رفته است .
معایب این نوع خودروها :
شارژ نشدن باتری های این خودرو به وسیله شبکه شارژ
عدم حرکت خودرو تنها با موتور الکتریکی
(Plug-in Hybrid (PHEVs
این نوع خودرو هیبریدی برای از بین بردن معایب مدل های HEV ساخته شد . این خودرو ها برخلاف مدل قبل قابلیت شارژ توسط شبکه شارژ برق بوده و نیاز به باتری های بیشتری دارند . در این خودروها نیز موتور سوختی نیز وجود دارد .
تعداد باتری پلاگین هیبریدها 5 برابر باتری HEV هاست . باتری پلاگین هیبرید ها قابلیت شارژ و تخلیه سریع دارند در صورتیکه مدل قبلی تقریبا در حالت شارژ کامل کار می کند .
قیمت باتری خودروهای هیبریدی از نوع PLUG-IN HYBRID حدود 1/5 برابر باتری های EV است .
(Full Electric (BEVs
این نوع خودروهای برقی از موتور احتراقی محروم اند و فقط با انرژی تامین کننده باطریها کار میکنند. از انرژی باطریها همزمان برای نیروی محرکه موتور الکتریکی و برای تامین انرژی لازم برای سایر تجهیزات استفاده میشود.
باطریهای این نوع از خودروی برقی هم از طریق اتصال به شبکه برق و هم از انرژی ترمز خودرو و حتی از منابع الکتریکی غیر از شبکه هایی نظیر پیلهای سوختی خورشیدی شارژ می شوند. این خودروها کاملا فاقد آلایندههای گازهای گلخانهای بوده و انتشار آلایندگی گاز کربنیک آنها به صفر رسیده است و صدای بسیار کمی داشته و راندمان بسیار بالاتری نسبت به خودروهای احتراقی دارند.
دلیل اصلی قیمت بالای خودروهای برقی باتریهای آنهاست که با سرمایه گذاریهای شرکتهای بزرگ و کشورهای پیشرو در زمینه خودروی برقی و تولید انبوه این خودروها، قیمت آنها نیز هر روز رو به کاهش است. قیمت موتورهای الکتریکی این خودروها پایین است.
وسایل نقلیه الکتریکی سلول سوختی
گاز هیدروژن را به برق تبدیل می کنند تا یک موتور الکتریکی و باتری را به قدرت برسانند . وسایل نقلیه سلولی سوخت یک فناوری نسبتاً جدید در وسایل نقلیه مسافری است ، اما نقش قابل توجهی بر کربن را در کنار سایر خودروهای برقی بازی می کند. درباره نحوه عملکرد سلول های سوختی و وسایل نقلیه سوخت سلولی بیشتر بدانید.
ویژگی های خودروهای برقی هیبریدی
مانند سایر خودروهای برقی و هیبریدی – الکتریکی ، BEV با خاموش کردن اتومبیل در هنگام توقف (خاموش) و با شارژ باتری هنگام ترمز (ترمز احیا کننده) انرژی تلف شده را به حداقل می رسانید. مصرف انرژی موتورهای برقی نیز ذاتاً بیشتر از موتورهای بنزینی یا دیزلی هستند.
اتومبیل های برقی
مزیت شارژ مجدد در منازل دارند. یک پریز 240 ولت ، می تواند شارژ یک وسیله نقلیه را در طول شبانه روز تامین کند. اکثر اتومبیلهای برقی کاملاً شارژ شده ، دارای محدوده رانندگی بین 100 تا 200 کیلومتر هستند ، اگرچه برخی از BEV ها با یک بار شارژ می توانند تا 400 کیلومتر حرکت کنند. کم بود ایستگاه های شارژ عمومی و محل کار ظرفیت شارژ اضافی را فراهم می کند.
از نظر ذهنی ، بسیاری از رانندگان از تجربه رانندگی ارائه شده توسط اتومبیل های برقی قدردانی می کنند. موتورهای الکتریکی گشتاور نزدیک به لحظه یا نیروی چرخشی تولید می کنند ، در حالی که گشتاور موتورهای احتراق داخلی همزمان با چرخش موتور (RPM) افزایش می یابد. این بدان معناست که BEV ها دارای شتاب بسیار سریع و در مقایسه با اتومبیل ها و کامیون های معمولی دارای احساس سبکی در هنگام شتابگیری هستند.
درباره فن آوری وسیله نقلیه الکتریکی در اینجا بیشتر بیاموزید ، از جمله پتانسیل آن به عنوان یک راه حل صرفه جویی در مصرف نفت در سراسر کشور.
تامین برق خودروهای هیبریدی
مقیاس وسعت انتقال از سیستم احتراق به حمل و نقل با برق بسیار زیاد است. پس از احتساب شارژ EV ، متوسط تقاضای برق خانگی می تواند دو برابر شود ، و این باعث ایجاد فشار اضافی در شبکه و صورتحساب های انرژی می شود.
اما با استفاده دقیق از فناوری می توان این فشار را برطرف کرد. به عنوان مثال ، در صورت وجود مازاد ظرفیت ، می توان ماشین ها را یک شبه شارژ کرد و در حال حاضر برای تشویق این موضوع تعرفه های ویژه انرژی نیز وجود دارد.
هنگامی که تقاضا در اوج خود است ، می توان الکتریسیته لوازم باطری را نیز به شبکه هدایت کرد ، و این باعث می شود که EV “نیروگاه های مجازی” شود که می تواند افزایش در صورتحساب انرژی خانگی را جبران کند.
البته تولید هر محصول بزرگ صنعتی منجر به برخی از اثرات منفی محیطی می شود. استخراج لیتیوم برای باتری های EV آلاینده است .