وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) به دلیل انتشار کربن بسیار کم تا صفر، صدای کم، راندمان بالا و انعطاف پذیری در عملکرد و یکپارچگی شبکه، یک فناوری امیدوارکننده برای دستیابی به بخش حمل و نقل پایدار در آینده هستند. این فصل شامل مروری بر فناوری‌های خودروهای الکتریکی و همچنین سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و مکانیزم‌های شارژ می‌شود. انواع مختلفی از وسایل نقلیه الکتریکی ارائه شده است. این خودروها شامل خودروهای الکتریکی با باتری، خودروهای برقی هیبریدی پلاگین، خودروهای الکتریکی هیبریدی و خودروهای الکتریکی سلول سوختی هستند. توپولوژی ها برای هر دسته و فناوری های توانمند مورد بحث قرار می گیرند. پیکربندی‌های مختلف قطار قدرت، فناوری‌های جدید باتری و توپولوژی‌های مختلف مبدل شارژر معرفی شده‌اند. حمل و نقل برقی نه تنها انتقال انرژی پاک را تسهیل می کند، بلکه تنوع بخشی از سوخت بخش حمل و نقل را نیز ممکن می سازد و نگرانی های امنیت انرژی را برطرف می کند. علاوه بر این، این می تواند به عنوان یک راه حل مناسب برای کاهش مسائل مرتبط با تغییرات آب و هوایی نیز دیده شود. علاوه بر این، استانداردها و مکانیسم های شارژ و تأثیرات نسبی بر شبکه از وسایل نقلیه شارژ نیز ارائه شده است. در ایران برای انواع خودروهای برقی مانند هوندا، هونگچی، فولکس واگن و.. اکوتک تمامی شارژهای مورد نیاز را فراهم میکند.
وسایل نقلیه الکتریکی
وسیله نقلیه الکتریکی (EV) وسیله نقلیه ای است که از موتورهای الکتریکی یا موتورهای کششی برای رانش استفاده می کند. در حالی که موتورهای الکتریکی در طیف گسترده ای از وسایل نقلیه استفاده می شوند، موتورهای کششی خاص تر هستند و در سیستم هایی مانند لوکوموتیو استفاده می شوند. سیستم برق رسانی برای خودروهای برقی می تواند خارجی باشد، به عنوان مثال از طریق یک سیستم کلکتور با برق از منابع خارج از وسیله نقلیه تغذیه می کند، یا ممکن است در داخل خودرو مستقل باشد، به عنوان مثال، با باتری، سلول های سوختی یا ژنراتور الکتریکی. وسایل نقلیه الکتریکی فقط می توانند موتورهای الکتریکی داشته باشند، اما می توانند ترکیبی از یک یا چند موتور الکتریکی با حداقل یک سیستم محرکه دیگر نیز داشته باشند. چنین خودروهایی دسته خاصی از خودروهای برقی هستند که خودروهای هیبریدی الکتریکی (EHV) نامیده می شوند.
اگرچه وسایل نقلیه الکتریکی در کانون بحث های تحرک اخیر قرار دارند، اما برای قرن ها وجود دارند (ویکفیلد، 1994) و در میان طیف گسترده ای از شیوه های حمل و نقل (مانند وسایل نقلیه جاده ای و ریلی، کشتی های سطحی و زیر آب، هواپیماهای الکتریکی و غیره) وجود دارند. . با این حال، با پیشرفت های صورت گرفته در حوزه راه حل های ذخیره انرژی، تولید خودروهای شخصی با پیشرانه الکتریکی در دهه گذشته افزایش یافته است. این توسط طیف گسترده ای از اقدامات سیاستی با هدف افزایش سهم وسایل نقلیه الکتریکی در سیستم های تحرک پشتیبانی می شود (جدول 3.3 یک نمای کلی از مشوق های کشورهای عضو اتحادیه اروپا برای خودروهای برقی و زیرساخت شارژ ارائه می دهد). دلایل متعددی وجود دارد که انگیزه افزایش سهم خودروهای الکتریکی را فراهم می کند، از جمله این واقعیت که آنها دی اکسید کربن (CO2) و سایر آلاینده ها مانند اکسیدهای نیتروژن (NOx)، ترکیبات آلی فرار غیر متان (NMHC) و ذرات معلق منتشر نمی کنند. (PM) در نقطه استفاده. کمیسیون اروپا ارزیابی کرده است که راندمان «تانک به چرخ» EV نسبت به خودروهای موتور احتراق داخلی حدود سه ضریب بیشتر است (کنسرسیوم گرین موشن، 2020). به طور خاص، انتشار ذرات ریز که قطر آنها کمتر یا مساوی 2.5 میکرون است که به عنوان PM2.5 نیز شناخته می شود، تأثیر بدی بر سلامت انسان دارد. بر اساس گزارش آژانس محیط زیست اروپا (EEA, 2018a, 2018b)، انتشار PM2.5، همراه با انتشار دی اکسید نیتروژن (NO2) و ازن (O3) مسئول بیش از 480000 مرگ زودرس سالانه است. مطالعه دیگری که توسط شورای بین المللی و حمل و نقل پاک (Anenberg et al., 2019) انجام شده است، نشان می دهد که در کشورهای اتحادیه اروپا، بین 70 تا 75 درصد از مرگ و میر ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای بخش حمل و نقل به دلیل حمل و نقل جاده ای است. خاص از این رو، آلودگی هوا یک موضوع مهم برای بسیاری از مقامات شهری (و نه تنها شهری) است، زیرا تخمین زده می‌شود که تأثیر منفی عمیقی بر سلامت عمومی داشته باشد و به شدت بر جنبه‌های شهر هوشمند و تحرک هوشمند زندگی شهری تأثیر بگذارد. در این زمینه، معرفی خودروهای برقی، به جای وسایل نقلیه موتور احتراقی سنتی، می‌تواند از کاهش اثرات جانبی منفی مرتبط با حمل‌ونقل حمایت کند، که به‌ویژه در سکونتگاه‌های شهری به دلیل تراکم بالای ترافیک، و وقوع مکرر ازدحام ترافیک مرتبط است
یکی دیگر از جنبه‌های مثبت خودروهای الکتریکی این است که عملکردی بی‌صدا و روان دارند و در نتیجه صدای و لرزش کمتری نسبت به خودروهای معمولی ایجاد می‌کنند. و اگرچه سر و صدای منتشر شده توسط حمل و نقل جاده ای شهری نه تنها به نوع وسایل نقلیه و موتور آنها بستگی دارد، بلکه به نوع سطح جاده، حجم ترافیک یا سرعت ترافیک نیز بستگی دارد، در مناطق شهری که میانگین سرعت عموماً کم است، و وسایل نقلیه اغلب ساکن هستند، سر و صدای ساطع شده توسط موتورها سهم عادلانه ای از کل صدای ایجاد شده توسط ترافیک را تشکیل می دهد. در همان زمان، EEA تخمین زد که بیش از 100 میلیون اروپایی در معرض سطوح مضر سر و صدا (یعنی بالای 55 دسی بل) هستند (EEA, 2018a, 2018b)، بنابراین خودروهای برقی پتانسیل زیادی برای کمک به کاهش سطح سر و صدای کلی در یک هوشمند دارند.
چالش های مربوط به وسایل نقلیه الکتریکی
هنوز تعدادی چالش در ارتباط با پذیرش گسترده تر خودروهای الکتریکی و سهم بالاتر آنها در سیستم های حمل و نقل شهری وجود دارد. از منظر فنی، این موارد شامل قابلیت اطمینان و دوام باتری ها، کاهش وزن و حجم آنها، ایمنی، پیشرانه های الکتریکی هیبریدی بهبود یافته، زیرساخت شارژ و راه حل های پلاگین و همچنین ساخت باتری ها به راحتی قابل بازیافت است. اگرچه هزینه باتری در سال‌های اخیر کاهش یافته و پیشرفت‌های زیادی در مورد چگالی انرژی باتری ایجاد شده است، این همچنان یک عامل محدود کننده اصلی برای نفوذ خودروهای برقی در بازار است. همین امر در مورد طول عمر باتری‌ها نیز صدق میکند که در حالت ایده‌آل طولانی‌تر می‌شود و به خودروهای برقی اجازه می‌دهد سریع‌تر بدون تأثیرات منفی شارژ شوند. علاوه بر این، سرمایه گذاری قابل توجهی نیز برای زیرساخت شارژ مورد نیاز است، که هنوز استاندارد مشترکی برای آن وجود ندارد. با این وجود، قوانین اتحادیه اروپا حداقل استانداردها را برای دوشاخه‌های فیزیکی و سیستم‌های پرداخت می‌طلبد تا قابلیت همکاری بین اپراتورها به زودی اجرا شود. شکل 3.15 یک نمای کلی از حالت های شارژ با نشانی از هزینه های خرید مرتبط (به استثنای نصب، اتصال به شبکه و هزینه عملیاتی، که ممکن است در مناطق مختلف متفاوت باشد) ارائه می دهد
