كيف تعمل السيارة.. الكهربائية

تعتمد السيارات الكهربائية، بصفة تامة على الكهرباء المخزونة في مجموعة البطاريات لتحريك العجلات، خلافا لسيارات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالوقود التقليدي البنزين أو الديزل، وحين يقل وقود السيارة التقليدية، يتعين على السائق التوقف في محطة وقود ليعبئ خزان السيارة، وفي المقابل، يمكن لسائق السيارة الكهربائية إعادة شحن البطارية باستخدام مصدر خارجي للكهرباء، وللسيارات الهجين القابلة للشحن محرك يعمل بالبنزين أو الديزل إلى جانب محرك كهربائي، غير أن سائق السيارة يمكنه إعادة شحن البطارية بنفس الطريقة.

ما هي السيارة الكهربائية:

السيارة الكهربائية هي السيارة التي تعمل باستخدام الطاقة الكهربائية، وهنالك العديد من التطبيقات لتصميمها وأحد هذه التطبيقات يتم باستبدال المحرك الأصلي للسيارة، ووضع محرك كهربائي مكانه، وهي أسهل الطرق للتحول من البترول للكهرباء مع المحافظة علي المكونات الأخرى للسيارة، ويتم تزويد المحرك بالطاقة اللازمة عن طريق بطاريات تخزين التيار الكهربائي، وتختلف السيارة الكهربائية عن المركبة الميكانيكية بأنها سيارات خاصة للأشخاص، أما العربة أو المركبة الميكانيكية فهي للاستخدام الصناعي أو نقل الأشخاص في إطار النقل العام، وتعتمد تصميمات السيارة الكهربائية على محرك يعمل بالكهرباء، ونظام تحكم كهربائي، وبطارية قوية يمكن إعادة شحنها مع المحافظة على خفض وزنها، وجعل سعرها في متناول المشتري، وتعتبر السيارة الكهربائية أنسب من سيارات محرك الاحتراق الداخلي من ناحية المحافظة على البيئة، حيث لا ينتج عنها مخلفات ضارة بالبيئة.

ويكاد ينحصر التطور الحالي 2009 بالنسبة للسيارات الكهربائية على سيارات صغيرة قصيرة المدى، حيث تحتاج إلى بطاريات ثقيلة ومرتفعة الثمن، إذ تحتاج بطاريتها قدرة نحو 6000 مركم من نوع بطارية ليثيوم أيون التي تستخدم في الهاتف المحمول، وتحاول مصانع إنتاج السيارات ابتكار بطاريات جديدة للسيارات، يكون ثمن البطارية وحدها أقل من 20.000 دولار، علاوة على ذلك نجد أن مدى تلك السيارات التجريبية لا زال تحت 200 كيلومتر، ولكن العمل يسير بنشاط في عدد كبير من مصانع السيارات المرموقة وبتشجيع ودعم مالي من الحكومات في العالم، لتطوير البطاريات التي تعمل على أساس بطارية الليثيوم Li-Tec، من تلك البطاريات ما نجح خلال الاختبار في إعادة شحنها 3000 دورة، أي أن البطارية صالحة للعمل من حيث المبدأ لمسافة كلية مقدارها 300.000 كيلومتر، والصعوبة الحالية هي صعوبة زيادة مدى السيارة فوق 200 كيلومتر بشحنة واحدة للبطارية، وخفض زمن إعادة الشحن، إذ يستغرق شحن البطارية حاليا نحو 8 ساعات، لا تتحرك خلالها السيارة، في عام 2010 بدأت السلطات في ألمانيا تجهيز برنامج لاختبار السيارات الكهربائية، حيث بدأت عدة مصالح حكومية وبعض الشركات الكبيرة استيراد سيارات من هذا النوع. ومن المشكلات العالقة مشكلة تأمين المستخدم للسيارة من الجهد الكهربي العالي اللازم لتسيير السيارة، حيث تحتاج إلى جهد كهربائي يبلغ نحو 650 فولط، كذلك لا بد من اختبار البطارية الثقيلة التي تبلغ نحو 120 كيلوجراماً للسيارة الصغيرة في حالة حوادث الاصطدام، وأن لا تكون سببا لاشتعال السيارة، ومن جهة أخرى، فإن إعادة شحن السيارة بالكهرباء المولدة بالفحم والبترول لن توفر على البيئة تراكم ثاني أكسيد الكربون في الجو، وذلك بأن إنتاج 20 كيلوواط ساعي من الكهرباء في محطة توليد كهرباء تنتج 120 جراماً من ثاني أكسي الكربون لكل كيلومتر تسيره السيارة، لذلك فمن مصلحة البيئة أن يكون إنتاج الكهرباء بطريقة خالية من تولد ثاني أكسيد الكربون، أي بالطاقة المستدامة وبالطاقة النووية.

مكونات السيارة الكهربائية:

• المحرك الكهربائي: يستخدم الطاقة الكهربائية من البطارية لتحريك العجلات.
• البطارية: تختزن الكهرباء اللازمة لتحريك السيارة.
• نقل الحركة: نقل الحركة ذو السرعة الواحدة في المحرك الكهربائي ينقل الطاقة الميكانيكية من المحرك لدفع العجلات.
• نقطة الشحن: تسمح بتوصيل السيارة بمصدر خارجي للكهرباء للقيام بالشحن.
• الشاحن الموجود على السيارة: يحول التيار المتردد من نقطة الشحن إلى تيار مستمر لشحن البطارية، كما يراجع حالة البطارية وموقف الشحن.
• نظام التبريد: يحافظ على بقاء الأجزاء الداخلية من السيارة في نطاق معقول لدرجات الحرارة.
• نظام التحكم في إلكترونيات الطاقة: يتحكم في سرعة المُحرك وعزم الدوران بُغية السيطرة على سريان الطاقة الكهربائية.

كيف تعمل السيارة الكهربائية:

عندما تقوم بتشغيل سيارتك وتضغط على دواسة الوقود، يتم تحويل الطاقة من بطارية DC إلى تيار متردد للمحرك الكهربائي، وترسل دواسة الوقود إشارة إلى وحدة التحكم التي تقوم بضبط سرعة السيارة عن طريق تغيير تردد طاقة التيار المتردد من العاكس إلى المحرك، والمحرك يربط ويدير العجلات من خلال ترس،عندما يتم الضغط على الفرامل أو تباطؤ السيارة، يتحول المحرك إلى مولد التيار المتردد وينتج الطاقة، والتي يتم إرسالها مرة أخرى إلى البطارية

ما أنواع السيارات الكهربائية الموجودة؟

• BEV

 BEV تعنى بطاريات السيارات الكهربائية، وهذه السيارات تعمل فقط من بطارية كهربائية.

• PHEV

 PHEV تعنيPlugin Hybrid Electric Vehicles ، وهذه السيارات تعمل ببطارية كهربائية ومحرك احتراق، يتم إعادة شحن البطارية الكهربائية من قابس.

• هجين أو Hybrid

تعمل السيارة الهجينة على مزيج من محرك بنزين أو ديزل ومحرك كهربائي، وهي سيارات لديها محرك تقليدي ومحرك كهربائي وبطارية.

كيف يعمل شحن السيارات الكهربائية؟

تعتمد المدة التي يستغرقها شحن سيارة كهربائية على حجم البطارية وسرعة نقطة الشحن، وقد يستغرق الأمر من 30 دقيقة إلى 12 ساعة حسب هذه العوامل.

وتستغرق السيارة النموذجية المزودة ببطارية 6 كيلو وات في الساعة ما يقرب من 8 ساعات لشحنها بالكامل مع نقطة شحن تبلغ 7 كيلو وات، ويمكن لمعظم السيارات الكهربائية السفر لمسافة 150 ميلاً تقريبًا بشحنة كاملة واحدة.

ومع ذلك، يمكن للبعض، مثل Teslas، أن يقطع حوالي 350 ميلًا بشحنة واحدة، ويمكن أن يتم الشحن المنزلي باستخدام مقبس توصيل موجود أو وحدة شحن منزلية على الحائط، كما يمكن لوحدة الشحن المنزلي النموذجية ذات الصندوق الحائطي توفير طاقة تتراوح بين 3 و 22 كيلو وات، وبشحن 7 كيلو وات، يمكنها تقليل أوقات الشحن إلى النصف.

ونرجو أن يكون هذا التقرير قد نال إعجابكم ولمعرفة المزيد، تصفح موقع تيربو العرب.