همه چیز درباره خودروهای برقی و اجزای تشکیل دهنده آن

مجموعه: اصول تعمیر و نگهداری خودرو

خودروهای برقی

آشنایی با خودروهای برقی

توضیحات تکمیلی در مورد خودروهای الکتریکی

با گذر زمان ماشین های الکتریکی بسیار مورد استقبال قرار گرفتند زیرا در عصر جدید همه ی موجودات زنده از هوای آلوده رنج می برند و این خودرو ها هیچ گونه آلودگی را وارد هوا نمی کنند و سبب تولید کربن دی اکسید یا انواع آلاینده های مضر  نمی شوند. آلاینده هایی که از موتور خودرو ها سر چشمه میگیرند در گرم شدن کره زمین و نابودی  هوای پاکیزه به خصوص در محیط ‌های پر جمعیت موثر می باشد.

اداره کردن حرکت خودروهای برقی شبیه به خودرو های معمولی می باشد و رانندگان می توانند با انتخاب حالت Drive و استفاده از پدال گاز و ترمز خودروی خود را کنترل کنند.

 خودرو های اتوماتیک به وسیله عوض کردن دنده این اعمال را انجام می‌ دهند اما خودرو های الکتریکی قابلیت تعویض دنده را ندارد .

خودروهای برقی با گذشت زمان محبوبیت بیشتری بدست می آورند

خودرو های برقی را می شود در ایستگاه ‌های شارژ مختلف شارژ کرد، این ایستگاه‌ های شارژ را می ‌توان در منطقه های عمومی و منزل های مسکونی نصب کرد. 

خودروی تسلا مدل ۳ پر فروش ‌ترین خودروی برقی جهان از در بازه ی سال های ۲۰۱۸ تا ۲۰۱۹ بوده‌ است و بر اساس تایید سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا، حداکثر مسیر قابل راندن با این خودرو در حالت شارژ کامل ۵۰۰ کیلومتر می ‌باشد.

ساختار خودرو های برقی شامل سه بخش اصلی است که عبارتند از: نیرو محرکه الکتریکی، منبع انرژی ، بخش کمک دهنده . این سه بخش نیز هر یک دارای زیر مجموعه ‌هایی می باشند .

در خودرو های برقی افزایش انرژی خروجی با اضافه کردن تعداد باتری ‌ها انجام میگیرد .

فواید خودرو های برقی

از مزایای خوردو های برقی می توان به موارد زیر اشاره کرد

- افزایش شتاب

- کاهش حجم و وزن موتور

- کاهش هزینه های تعمیرات و نگهداری

- عدم مصرف انرژی در زمان آماده به کار

- کاهش آلودگی صوتی

- بهبود راندمان تبدیل انرژی

تفاوت خودرو های برقی با سایر اتومبیل ها

از حائز اهمیت ترین بخش ‌های هر خودروی برقی پیشرانه یا منبع الکتریکی آن ها می باشد. وظیفه و عملکرد پیشرانه  به کار انداختن چرخ ها است. 

پیشرانه الکتریکی جایگزینی برای نمونه‌ های درون‌ سوز سایر اتومبیل ها می باشد .

 پیشرانه الکتریکی از سوخت فسیلی بهره گیری نمی کند و به جای آن از انرژی الکتریکی موجود در باتری کمک می گیرد.  پیشرانه های الکتریکی از پیشرانه خودرو های بنزینی ساده ‌تر است . پیشرانه های درون‌سوز  قطعه های متحرک بسیاری دارد که به ‌صورت هماهنگ با یکدیگر عمل می ‌کنند ، این نکته سبب این شده است که پیشرانه الکتریکی محبوب تر شوند و تعمیرشان نیز آسان تر باشد.

 به صورت کلی اکثر اتومبیل های درون‌ سوز فقط از یک پیشرانه استفاده می‌ کنند اما خودرو های الکتریکی قابلیت این را دارند که از  پیشرانه های بیشتری بهره بگیرند . 

پیشرانه ‌های الکتریکی نیروی خود را با راه حل متفاوتی نسبت به پیشرانه درون ‌سوز نمایش می دهند ، پیشرانه درون‌ سوز با گذشت چند صد تا چند هزار بار دوران می کند تا بتواند نیرو و گشتاور خود را عرضه کند اما یک پیشرانه الکتریکی از زمان ابتدایی چرخش خود نزدیک به تمام نیروی خود را دریافت می کند و این نکته به شتاب گیری قوی این اتومبیل ها ختم می شود. شتاب گیری فوری یکی دیگر از مزیت های خودرو های برقی می باشد .

از نظر تولید آلودگی صوتی خودرو های برقی در مقابل خودرو هایی که دارای موتور درون ‌سوز می باشند کم صدا تر هستند.

باتری خودرو های برقی

باتری بیشتر خودرو های برقی تولیدی در عصر جدید از مدل لیتیوم یون هستند.  باتری‌ های لیتیومی غالبا به دلیل ظرفیت زیاد ، چگالی و انرژی مناسب مورد استفاده قرار می ‌گیرند اما عمر مفید و دوام محدودی دارند که این موضوع از مسئله هایی است که هزینه ‌های ساخت و تولید خودروی های برقی را افزایش می دهد.

باتری در خودروهای برقی مهم ترین بخش به شمار می رود

مدل های دیگر از باتری‌ های مورد استفاده در خودروی های برقی عبارتند از

- باتری اسیدی: باتری های اسیدی در مدل های بسیاری از خودرو ها ی برقی استفاده می‌ شود. هزینه‌ های ابتدایی این نوع باتری از باتری های دیگر کمتری می باشد . 

- باتری نیکل کادمیم

- باتری نیکل هیدرید فلز

- باتری نیکل آهن

- باتری های دیگری چون: باتری روی هوا ، باتری آلومینیوم هوا ، باتری نمک مذاب ، باتری روی برم ، باتری اکسایش‌ کاهش وانادیم نیز در دست ساخت و بررسی می باشند .

انواع خودرو های برقی

خودرو های الکتریکی با توجه به میزان سرعت به چند دسته طبقه بندی می شوند . شناخته شده ترین مدل های این خودرو ها عبارتند از : خودرو های تمام برقی ، مدل برقی کم سرعت یا محلی ، خودروی های برقی شهری، خودرو برقی مناسب بزرگراه ، خودرو برقی مسابقه ‌ای .

ماشین های برقی در طبقه بندی های جداگانه از خودرو های هیبریدی و پلاگین هیبریدی قرار دارند ، زیرا این وسیله های حمل و نقل دارای بخش درون‌ سوز بنزینی یا دیزلی هستند.

- خودرو ‌های برقی هیبریدی

این خودرو ها  از بهم پیوستن دو  یا چند پیشرانه انتقال نیرو تشکیل می شوند و به صورت مستقیم یا غیر مستقیم به سیستم منتقل کننده قدرت نیازمند هستند .  خودرو برقی هیبریدی خود نیز دسته بندی هایی دارد که کاربردی ترین و پر فروش ترین آن ها عبارتند از :

- خودروی برقی هیبریدی سری

خودرو برقی هیبریدی سری به نام های extended-range و range-extended نیز شناخته می شود زیرا این اتومبیل ها جهت راندن در مسافت های طولانی تر با باتری طراحی شده اند.

در این نوع خودرو ها موتور از طریق جریان سوختن به یک ژنراتور انرژی وارد می ‌کند که سبب می شود الکتریسیته تولید شده باتری را شارژ  ‌کند و یا انرژی را مستقیما به موتور الکتریکی وارد ‌کند. موتور الکتریکی از آن سمت به سیستم منتقل کننده قدرت راه دارد .

عکسی از خودروهای برقی هیبریدی سری

 در خودرو های هیبرید‌ی سری موتور  به صورت مستقیم به سیستم جا به جا کننده قدرت نیرو نمی ‌دهد. از مزیت های این نوع ماشین هیبریدی می توان موارد زیادی را بیان کرد که یکی از مهم ترین فواید ها این می باشد که توان خروجی موتور ماشین هیبریدی سری به باتری وارد می ‌شود پس از موتور ‌تبدیل کننده انرژی می ‌توان در سرعت ‌های ثابت و بازدهی های بالا بهره برد در حالی که مصرف سوخت بهینه می ماند . هنگامی موتور سوزاننده انرژی امکان این را داشته باشد که در یک حال بیشترین بازدهی را انجام دهد مسبب کاهش یافتن آلودگی نیز می شود.

- خودرو برقی هیبریدی موازی

در ساختار این ماشین باک بنزین سوخت را به موتور سوزاننده انرژی منتقل می کند و باتری ‌ها هم الکتریسیته را میان خود و موتور الکتریکی جا به جا می کنند . هر دو موتور سوزاننده انرژی و الکتریکی پیوسته با یکدیگر  به سیستم منتقل کننده قدرت متصل می‌ شوند و سبب رساندن قدرت حاصل شده به چرخ ‌ها می شوند.

زمانی که خودرو به نیرویی حداکثری نیاز دارد ، هر دو موتور با همکاری هم سبب انتقال نیرو به چرخ می شوند. در خودروی هیبریدی موازی به دو محرک نیرو نیاز است که این دو محرک شامل  موتور سوزاننده انرژی یا احتراقی و موتور الکتریکی می باشد. در این نمونه خودرو برقی اهر یک از موتور‌ های احتراقی و الکتریکی به صورت جدا و یا پیوسته در حالت موازی وظیفه خود را اعمال می کنند .

برای شرح فواید خودرو هیبریدی موازی این گونه می توان بیان کرد که نمونه موازی در مقابل نمونه سری دارای موتور احتراقی و موتور الکتریکی کوچک تری می باشد . همچنین  تا زمانی که باتری تمام نشده‌ باشد می توان برای به وجود آوردن حداکثر عملکرد بهینه از خودرو هیبریدی موازی استفاده کرد.

اجزای اصلی خودرو های برقی

در این بخش از مقاله به معرفی قطعات و بخش های اصلی یک خودرو برقی می پردازیم.

معرفی اجزا و بخش های مختلف خودروهای برقی

- باتری کمکی یا Auxiliary: این قطعه از ماشین های الکتریکی روند  برق‌ رسانی جانبی را انجام می دهد و منبع انرژی قطعه های داخلی خودرو از جمله : ضبط و کولر می باشد .

- پورت شارژ یا Charge Port: پورت شارژ قطعیه ای می باشد که سبب می شود خودرو برقی با متصل شدن به یک ورودی مناسب باتری اصلی خود را شارژ کند. 

- مبدل DC/DC: وظیفه های این قطعه در موتور های برقی عبارتند از : دریافت کردن جریان مستقیم ( DC ) ولتاژ بالا از باتری اصلی ، تامین جریان مستقیم ولتاژ پایین لازم برای شارژ کردن باتری کمکی و برق ‌رسانی به قطعه های  داخلی خودرو .

- موتور الکتریکی یا Electric traction motor: نقش اصلی این قطعه استفاده از توان باتری و به کار انداختن چرخ‌ های ماشین می باشد . در برخی از ماشین های برقی این موتور افزون بر تامین کردن انرژی جنبشی، کار احیا کنندگی به وسیله ترمز را هم انجام می‌ دهد.

- شارژر داخلی یا Onboard charger: این وسیله جریان متناوب (AC) منتقل شده را به وسیله پورت شارژ دریافت می کند و به جریان مستقیم مورد نیاز باتری تبدیل می ‌کند. افزون بر مورد بیان شده ، در زمان شارژ شدن اطلاعاتی همچون دمای باتری، ولتاژ و درصد شارژ را در اختیار راننده می گذارد .

- کنترل نیرو یا Power electronics control: این قطعه جریان الکتریسیته ‌ی خارج شده از باتری را کنترل می کند و بر  سرعت موتور و گشتاور تولیدی خودرو نظارت دارد . 

- سیستم خنک‌کننده یا cooling: وظیفه این سیستم در خودرو های برقی حفظ کردن دمای مناسب قطعه ها می باشد. 

- باتری اصلی یا Traction battery pack: باتری اصلی خودرو های برقی انرژی الکتریکی را برای استفاده ‌ی موتور الکتریکی ذخیره می‌کنند .

- واحد انتقال یا Transmission: همان گونه که از نام این قطعه مشخص است انرژی جنبشی تولید شده توسط موتور را چرخ ‌ها منتقل می کند .

گردآوری:بخش خودرو بیتوته