نحوه کار کردن ماشین های الکتریکی

اگر از دوست داران ماشین های الکتریکی هستید تا انتهای این پست با Bloginoo همراه باشید.

Rivian یک شرکت جدید خودروهای الکتریکی است که در کالیفرنیا مستقر است. همراه با ساخت کامیون های الکتریکی، مانند Rivian R1T که در اینجا دیده میشود، این شرکت در پروژه های خورشیدی از جمله مزرعه خورشیدی در تنسی سرمایه گذاری میکند که انرژی تجدید پذیر کافی برای تامین انرژی تمام شارژر های Rivian Waypoints در ایالت تولید میکند.

نزدیک به 30 سال از آزمایش جنرال موتورز با EV1 میگذرد، یک وسیله نقلیه الکتریکی (EV) که بین سال های 1996 تا 1999 به گروهی از مشتریان اجاره داده شد. وسایل نقلیه الکتریکی، از جمله خودروهای کامپکت مقرون به صرفه و کامیون‌ ها و شاسی بلند های عملکرد محور.

ایستگاه های شارژ عمومی در حال حاضر نقطه پارکینگ فروشگاه های مواد غذایی و ایستگاه های استراحت بزرگراه. تلفن هوشمند شما میتواند به شما بگوید نزدیک ترین ایستگاه ها کجا هستند، هزینه شارژ ماشین شما چقدر است و باتری ماشین شما چه زمانی کاملا شارژ شده است. سعی کنید آن را برای خود اواخر دهه 90 خود توضیح دهید.

همانطور که گفته شد، خودروهای الکتریکی بدون مشکل نیستند. علیرغم ویژگی های نوآورانه، خودرو ای الکتریکی هنوز به آن سرعتی که خودرو سازان، فعالان محیط زیست و برخی قانون گذاران انتظار دارند، پیشرفت نکرده است.

اما قبل از اینکه توضیح دهیم ماشین های الکتریکی چگونه کار میکنند و صنعت خودرو و ایالات متحده چگونه در حال تغییر برای پذیرش این فناوری هستند یک توصیه داریم.

اگر هنوز یک ماشین الکتریکی را سوار نشده اید. این یک تجربه کاملا متفاوت با آنچه شما میدانید است. خودروهای الکتریکی بی صدا، سریع و پر از فناوری هستند.

از آنجایی که خودروهای برقی متفاوت از خودروهای بنزینی طراحی شده‌ اند، با وزن کم باتری نسبت به زمین و توزیع یکنواخت تر، عملکرد بهتری دارند. و به لطف گشتاور فوری و پیشرانه های ساده شده، خودروهای الکتریکی میتوانند تقریباً هر بار خودروهای گازسوز را در یک مسابقه صفر تا 60 دود کنند.

از بیرون خودروهای برقی شبیه خودروهای بنزینی هستند. آنها از فولاد و شیشه در اشکال و اندازه های مختلف ساخته شده اند و روی سکوهایی با چهار چرخ قرار دارند. اما تفاوت های کلیدی در نحوه مهندسی خودروهای الکتریکی وجود دارد.

نکته قابل توجه این است که چرخ های خودروهای الکتریکی توسط یک یا چند موتور الکتریکی به حرکت در می آیند که توسط یک بسته باتری که انرژی را ذخیره میکند، حرکت میکنند. گیربکس چرخ های خودروهای الکتریکی را مانند خودروهای بنزینی به حرکت در می آورد، اما خودروهای برقی دارای واحد های تک سرعته الکتریکی ساده و بدون دنده‌ های فیزیکی هستند. برخی از خودروهای برقی از یک موتور در هر محور استفاده میکنند تا به طور موثری تمام چرخ محرک را فعال کنند. برخی از  EV های عملکرد محور دارای موتور سوم برای اسب بخار و گشتاور اضافی هستند.

شما یک باتری EV را از طریق درگاه شارژ شارژ میکنید. محل درگاه شارژ در خودروهای برقی بسته به سازنده متفاوت است، اما نصب در یک ایستگاه شارژ عمومی شبیه شلنگ پمپ بنزینی است که به باک خودرو میرود. اگر در ایستگاه شارژ خانه در گاراژ یا دیوار بیرونی شارژ میکنید، به نظر میرسد خودروی برقی شما به یک پریز بزرگ وصل شده است.

خودروهای برقی همچنین دارای یک سیستم خنک کننده حرارتی هستند تا باتری و اجزای آن در دمای مطلوب کار کنند و کامپیوتر ها و مبدل های مختلف برای اطمینان از ارسال نوع و مقدار مناسب برق به مکان های مناسب.

برخلاف خودروهای هیبریدی و پلاگین هیبریدی، هیچ موتور یا جزء بنزینی برای یک خودروی تمام الکتریکی وجود ندارد. با این حال، هیبریدی‌ ها و هیبریدی های پلاگین, برقی میشوند و باتری ها را با موتور گازی جفت میکنند به گونه‌ ای که این خودروها را قادر میسازد با هر منبع سوختی که در حال حاضر کار آمدتر است کار کنند.

هیبریدی های پلاگین این مزیت را دارند که میتوانند نیرو را در باتری برای برد کوتاه و کاملاً الکتریکی ذخیره کنند، معمولاً بین 20 تا 40 مایل (32 تا 64 کیلومتر) تا امکان رفت‌ و آمدهای کوتاه بدون استفاده از موتور گازی را فراهم کنند. پلاگین هیبریدی راه بسیار خوبی برای شروع انتقال به یک خودروی الکتریکی برای کسانی است که آماده استفاده کامل نیستند، اما فقط برای کسانی که میتوانند در خانه یا محل کار به برق متصل شوند، منطقی است.

شارژ یک ماشین الکتریکی به این راحتی نیست. در یک ایستگاه شارژ عمومی، زمان شارژ در بهترین حالت 30 تا 60 دقیقه است و این به عوامل زیادی بستگی دارد.

اول، اندازه باتری و سرعت شارژ در ماشین متفاوت است, اغلب حتی بر اساس سطح تریم, سرعت شارژ به نوع شارژر، سن خودرو، آب و هوا (بله)، دمای باتری هنگام شروع شارژ و حتی اگر در ماشین در حال شارژ بمانید نیز بستگی دارد.

همچنین توجه داشته باشید که یک شارژر سریع DC زمانی که باتری خودروی شما به 80 درصد برسد، عمدا سرعتش را کاهش میدهد. چرا؟ هم برای حفظ عمر باتری و هم برای منصرف کردن صاحبان خودروهای برقی از اشغال شارژرهای عمومی فراتر از حدی که واقعاً نیاز دارند. ایستگاه های شارژ عمومی به گونه ای طراحی شده اند که شما را در سریع ترین زمان ممکن در مسیر خود قرار دهند.

بهترین سناریو ممکن است شارژ یک ماشین برقی یک شبه در خانه باشد. با شارژر خانگی سطح 1 (120 ولت) یا سطح 2 (240 ولت)، می توانید باتری EV را یک شبه در حدود 9 تا 13 ساعت شارژ کنید.

اما یک مطالعه در دانشگاه استنفورد در سال 2022 بحث کرد که آیا شارژ شبانه گزینه مناسبی برای شبکه برق است، به خصوص اگر شارژر در طول روز کاری موجود باشد. محققان میگویند هجوم خودروهای برقی به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک میکند، اما تا سال 2035 تقاضای برق از طریق شارژ خودرو تا 25 درصد افزایش مییابد.

پس خودروهای برقی در مقایسه با خودروهای بنزینی چقدر دوستدار محیط زیست هستند؟ خودروهای برقی هوا را با انتشار گازهای گلخانه ای آلوده نمی کنند، اما بی عیب هم نیستند.

ابتدا بیایید در مورد شارژ آن باتری ها صحبت کنیم. مهم نیست که چه زمانی و در کجا یک ماشین الکتریکی را شارژ میکنید، منبع این نیرو همچنان برق است. و ما میدانیم که نحوه تولید برق در مناطق مختلف متفاوت است. بنابراین برای مثال، شارژ یک خودروی الکتریکی در ایالت واشنگتن، که انرژی آبی زیادی تولید میکند، «پاک تر» از شارژ یک خودروی الکتریکی در ویرجینیای غربی است، جایی که شبکه برق به زغال‌سنگ وابسته است، حتی اگر هر دو خودرو آلایندگی لوله های اگزوز صفر داشته باشند.

با این حال، آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) میگوید شارژ خودروهای الکتریکی همچنان مقدار کمتری گازهای گلخانه‌ای را نسبت به خودروهای بنزینی متوسط وارد جو میکند.

سپس باتری های لیتیوم یونی هستند که اجزای اصلی خودروهای الکتریکی هستند. چندین دلیل وجود دارد که باتری ها مشکل ساز هستند.

لیتیوم یک منبع نادر است که فقط در نقاط دور افتاده خاصی از جهان یافت میشود. استخراج معدن برای آن انرژی بسیار پرهزینه و برای محیط زیست مضر است. باتری های EV علاوه بر لیتیوم به کبالت و نیکل نیز نیاز دارند.

ساخت این باتری‌های لیتیومی و خود خودروهای الکتریکی نیز انتشار قابل توجه ای ایجاد میکند. مدل GREET (گازهای گلخانه‌ای، انتشارات تنظیم شده و استفاده از انرژی در فناوری ها) از آزمایشگاه ملی آرگون 2022 میگوید ساخت یک خودروی الکتریکی به دلیل شدتی که برای تولید باتری‌ها نیاز است، حدود 80 درصد بیشتر از ساخت یک خودروی گازسوز آلایندگی تولید میکند.

اما کارشناسان تخمین میزنند که این باتری ها حدود 15 تا 20 سال عمر کنند. و مجموع انتشار گازهای گلخانه ای برای یک ماشین الکتریکی، از جمله تولید و یک عمر شارژ و رانندگی، هنوز کمتر از خودروهای بنزینی معمولی است.

در حالی که میتوان راه‌های بیشتری برای استفاده از باتری‌های لیتیومی که دیگر منبع قابل‌ اعتمادی برای خودروهای الکتریکی نیست، پیدا کرد، اما بیشتر آنها در محل های دفن زباله قرار میگیرند، زیرا بازیافت آنها فرآیندی پرهزینه، کار فشرده و متناقض است.

در اینجا فقط یک نمونه کوچک از خودروهای الکتریکی 2023 و 2024 موجود در دنیا آورده شده است.

• آئودی e-tron Sportback : اس‌یووی برقی پنج سرنشین; برد 225 مایل (362 کیلومتر).
• BMW i7 : سدان الکتریکی لوکس پرچمدار BMW; برد 318 مایل (511 کیلومتر).
• شورلت بلیزر EV : اس‌یووی اسپرت؛ برد 320 مایل (514 کیلومتر).
• شورولت سیلورادو EV: پیکاپ فقط الکتریکی. برد 400 مایل (643 کیلومتر).
• فورد F-150 لایتنینگ: پیکاپ فقط الکتریکی. برد 321 مایل (516 کیلومتر).
• فورد موستانگ Mach-E: موستانگ تمام الکتریکی; برد 314 مایل (505 کیلومتر).
• هیوندای آیونیک 5: اس‌یووی اسپرت؛ برد 303 مایل (487 کیلومتر).
• هیوندای کونا الکتریک : ماشین جمع و جور تمام الکتریکی؛ برد 258 مایل (415 کیلومتر).
• Lucid Air : سدان الکتریکی لوکس; برد 425 مایل (683 کیلومتر).
• مرسدس EQS اس‌یووی : مرسدس بنز پرچمدار اس‌یووی; برد 305 مایل (490 کیلومتر).
• Porsche Taycan Sport Turismo : واگن آفرود گرا. برد 235 مایل (378 کیلومتر).
• Rivian R1S : اس‌یووی الکتریکی؛ برد 321 مایل (516 کیلومتر).
• Rivian R1T : پیکاپ فقط الکتریکی. برد 328 مایل (527 کیلومتر).
• شارژ ولوو XC40 : اس‌یووی اسپرت و چهار چرخ متحرک؛ برد 223 مایل (358 کیلومتر).

البته این خودروهای الکتریکی از نظر عملکرد، هدف و کارایی متفاوت هستند. اگر در حال یدک‌ کشیدن وسیله ای باشید، انتظار نداشته باشید که به برد 516 کیلومتری F-150 Lightning برسید. اما این خودروهای الکتریکی مطمئناً نشان میدهند که این فناوری تا چه حد پیشرفت کرده است.

صنعت خودروهای برقی نیز در سال 2022 بسیاری از گزینه ها را بررسی کرد. دولت بایدن چندین قانون مختلف را تصویب کرد که بودجه‌ای را برای تخفیف های فدرال بیشتر برای افرادی که خودروهای برقی خریداری یا اجاره میکنند، بودجه بیشتر برای توسعه و ساخت زیرساخت های EV و شبکه برق اختصاص داد و سرمایه گذاری بیشتر در ساخت باتری و قطعات داخلی. همه این اقدامات برای حمایت از پذیرش EV و تسریع در خروج تدریجی خودروهای بنزینی جدید طراحی شده اند.

زیرساخت شارژ سراسری، همانطور که در مورد آن بحث کردیم، هنوز باید گسترش یابد تا مردم بیشتری به خودروهای برقی روی بیاورند، اما این اتفاق می افتد. شبکه سوپر شارژر تسلا که به طور گسترده به عنوان قوی ترین شبکه در کشور شناخته میشود، قبلاً فقط در اختیار دارندگان تسلا بود، اما به تدریج به روی سایر برندها باز میشود.

خودروساز مرسدس بنز اعلام کرد که در حال توسعه یک شبکه شارژ پرسرعت با 400 هاب شارژ در آمریکای شمالی است. سایر شبکه های شارژ، مانند Electrify America و EVgo نیز به گسترش خود ادامه میدهند. و دولت بایدن بودجه ای را برای تمرکز توسعه شبکه در امتداد بزرگراه های بین ایالتی و در مناطقی که در حال حاضر تحت پوشش قرار دارند، اختصاص میدهد.

بنابراین این احتمال وجود دارد که در آینده، خودروی جدید شما برقی شود.