السيارة الكهربائية: كيف تعمل وما عيوبها وما هي مكوناتها وأنواعها؟

السيارة الكهربائية برزت كمنارة أمل في صناعة السيارات، وتبشر بمستقبل أنظف وأكثر خضرة.

في الوقت الذي يتصارع فيه العالم مع تغير المناخ والحاجة إلى وسائل نقل مستدامة، حظيت السيارات الكهربائية باهتمام متزايد.

يتطرق هذا المقال إلى آلية العمل الداخلية للسيارات الكهربائية، ويستكشف مكوناتها، ويناقش أنواعها المختلفة، ويلقي الضوء على التحديات التي تواجهها.

كيف تعمل السيارات الكهربائية

يوجد في قلب كل سيارة كهربائية محرك كهربائي، وهو محرك يعمل بشكل مختلف عن محركات الاحتراق الداخلي الموجودة في مركبات البنزين التقليدية.

يعمل المحرك الكهربائي على أساس مبادئ الكهرومغناطيسية.

عندما يتدفق تيار كهربائي عبر ملف داخل المحرك، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا يتفاعل مع المغناطيس لإنتاج حركة دورانية.

ويعتبر هذا التحويل المباشر للطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية سبباً رئيسياً في كفاءة السيارات الكهربائية.

بطاريات السيارة الكهربائية

البطاريات هي شريان الحياة للسيارات الكهربائية، حيث تقوم بتخزين وتوفير الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل المحرك.

تستخدم معظم السيارات الكهربائية بطاريات الليثيوم أيون نظرًا لكثافة الطاقة العالية وكفاءتها ووزنها المنخفض نسبيًا.

وتقوم هذه البطاريات بتخزين الطاقة الكهربائية أثناء الشحن وتفريغها لتشغيل السيارة أثناء التشغيل.

مكونات السيارة الكهربائية

• حزمة البطارية: مصدر قوة السيارة الكهربائية، حيث تقوم بتخزين الطاقة التي تغذي المحرك. تعد بطاريات الليثيوم أيون هي التقنية السائدة حاليًا، حيث توفر توازنًا جيدًا بين النطاق والطاقة والعمر الافتراضي.

• المحرك الكهربائي: عضلة السيارة، يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية لتدوير العجلات. هناك أنواع مختلفة من المحركات الكهربائية، ولكل منها نقاط القوة والضعف الخاصة به.

• إلكترونيات الطاقة: العقل المدبر للعملية، وإدارة تدفق الكهرباء بين البطارية والمحرك والمكونات الأخرى. كما أنها تتحكم في أشياء مثل الشحن والكبح المتجدد.

• شاحن داخلي: يحول كهرباء التيار المتردد من الشبكة إلى كهرباء تيار مستمر لشحن البطارية.

• نظام الإدارة الحرارية: يحافظ على البطارية والمكونات الأخرى في درجات حرارة مثالية للتشغيل الفعال وأقصى عمر افتراضي.

أنواع السيارات الكهربائية

لم يتم إنشاء جميع السيارات الكهربائية على قدم المساواة.

هناك سلالات مختلفة من السيارات الكهربائية، تلبي كل منها احتياجات وأنماط قيادة محددة.

• المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية (BEVs): هي السيارات الكهربائية الخالصة، التي تعتمد فقط على طاقة البطارية في مداها. توفر السيارات الكهربائية بالبطارية تجربة القيادة الأكثر هدوءًا ونظافة، ولكن مداها يمكن أن يكون مصدر قلق لبعض السائقين.
• السيارات الكهربائية الهجينة (PHEVs): تحتوي هذه السيارات على محرك كهربائي ومحرك بنزين. يوفر المحرك الكهربائي الطاقة للرحلات القصيرة، بينما يعمل محرك البنزين للرحلات الطويلة. توفر السيارات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEV) مرونة أكبر في النطاق من السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية ولكنها تنبعث منها انبعاثات عند استخدام محرك البنزين.
• المركبات الكهربائية الهجينة (HEVs): على عكس المركبات الكهربائية الهجينة (PHEV)، لا يمكن شحن المركبات الكهربائية الهجينة (HEVs). فمحركها الكهربائي يساعد محرك البنزين، مما يحسن كفاءة استهلاك الوقود ولكن لا يزيل الانبعاثات.

مدى ونطاق السيارة الكهربائية

أحد الاهتمامات الرئيسية المحيطة بالسيارات الكهربائية هو مداها.

وعلى عكس سيارات البنزين التي يمكن إعادة تزويدها بالوقود في دقائق، فإن شحن السيارة الكهربائية يمكن أن يستغرق ساعات، اعتمادًا على حجم البطارية والبنية التحتية للشحن.

ومع ذلك، فإن التقدم في تكنولوجيا البطاريات يعمل على زيادة نطاق السيارات الكهربائية بسرعة، حيث تتميز بعض الطرازات الآن بنطاقات تتجاوز 300 ميل.

بالإضافة إلى ذلك، تتوسع البنية التحتية للشحن بشكل مطرد، مع تركيب المزيد من محطات الشحن العامة في جميع أنحاء العالم.

عيوب السيارات الكهربائية

على الرغم من أن السيارات الكهربائية تقدم عددًا كبيرًا من المزايا، إلا أنها لا تخلو من عيوب.

وفيما يلي بعض عيوب السيارات الكهربائية الرئيسية:

1. تكلفة أولية أعلى: تتمتع السيارات الكهربائية عمومًا بسعر شراء أولي أعلى مقارنة بسيارات البنزين.
2. النطاق المحدود: على الرغم من التحسن، إلا أن القلق بشأن المدى يظل مصدر قلق لبعض السائقين، خاصة في الرحلات الطويلة.
3. أوقات شحن طويلة: بالمقارنة مع التزود بالوقود السريع لسيارة تعمل بالبنزين، يمكن أن يستغرق شحن السيارة الكهربائية وقتًا أطول بكثير.
4. تدهور البطارية: يمكن أن تنخفض سعة البطارية بمرور الوقت، مما يؤثر على مدى السيارة.
5. البنية التحتية للشحن: في بعض المناطق، لا يزال الوصول إلى محطات الشحن العامة محدودًا.

أرخص سيارة كهربائية؟

تتصدر الطرازات مثل:

1. نيسان ليف 
2. شفروليه بولت
3. تسلا موديل 3 

وهي تمثل الريادة في القدرة على تحمل التكاليف

تجمع هذه السيارات بين التطبيق العملي والاستدامة، مما يوفر للمستهلكين المهتمين بالتكلفة فرصة لتقليل بصمتهم البيئية دون إنفاق مبالغ كبيرة.

مميزات السيارات الكهربائية

تتميز السيارات الكهربائية بـ:

• تكاليف تشغيل أقل، بفضل عدد أقل من الأجزاء المتحركة.
• انخفاض احتياجات الصيانة.

وتعمل الحكومات والسلطات المحلية في جميع أنحاء العالم أيضًا على تحفيز اعتماد السيارات الكهربائية من خلال الإعفاءات الضريبية والحسومات والبنية التحتية المخصصة للشحن، مما يزيد من تحسين الصفقة للمشترين المحتملين.