با توجه به معضلات نفت در دنیا و افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای، خودروهای برقی در دنیا، مورد استقبال بیشتری واقع شدند و با افزایش نگرانی‌های روزافزون درباره تغییرات آب‌وهوایی، آلودگی هوا و کاهش منابع سوخت فسیلی، نیاز به جایگزین‌های حمل‌ونقل پاک‌تر، بیشتر از هر زمان دیگری در جهان احساس می‌شود زیرا خودروهای برقی با حذف انتشار گازهای گلخانه‌ای و استفاده از برق به عنوان منبع اصلی انرژی، راه حلی امیدوارکننده برای داشتن آینده‌ای پاک‌تر و پایدارتر به شمار می‌روند.در این مقاله قصد داریم نحوه کار خودروهای برقی را به طور مفصل به شما توضیح دهیم اما پیش از آن که به توضیح این موضوع بپردازیم، بهتر است اول نحوه کار خودروهای فسیلی را مرور کنیم.
خودروهای سوخت فسیلی چگونه کار می‌کنند؟
در حال حاضر اغلب وسایل نقلیه از موتور احتراق داخلی یا ICE استفاده می‌کنند. موتور احتراق داخلی برای تامین انرژی از سوخت فسیلی، که منابع تجدیدناپذیر تلقی می‌شوند، تغذیه می‌کند. با حرکت چرخش کلید، جرقه‌ای در موتور احتراق ایجاد شده و گاز داخل محفظه موتور مشتعل می‌شود و با این اتفاق گرما و فشار داخل موتور افزایش پیدا می‌کند و پیستون‌ها به حرکت در می‌آیند. مجموعه این اتفاقات در نهایت نیروی مکانیکی مورد نیاز خودرو را تامین می‌کند. در واقع سوختن سوخت داخل ماشین به خودی خود باعث حرکت خودرو نمی‌شود و حرکت نهایی موجب ایجاد حرکت مکانیکی می‌شود.
به طور متوسط خودروهای ICE تنها ۲۰ درصد بازدهی دارند؛ به این معنا که بخش زیادی از انرژی آن‌ها هدر می‌رود. علاوه بر این، مواد زائدی که در فرآیند احتراق به وجود می‌آید برای انسان‌ها و محیط زیست بسیار مضر است.
حالا که با طرز کار خودروی سوخت فسیلی آشنا شدید، به نحوه کار وسایل نقلیه الکتریکی می‌پردازیم.
باتری نقشی حیاتی را در تامین انرژی موتور الکتریکی خودروهای برقی ایفا می‌کند. باتری‌های خودروی برقی لیتیوم یون پیشرفته هستند یعنی مشابه همان باتری‌های موجود در دستگاههای الکترونیکی که در طول روز ممکن است از آن‌ها استفاده کنیم؛ اما در مقیاس بزرگتر. برق مورد نیاز خودروهای برقی در این باتری‌ها ذخیره شده است وبه دلیل این که چگالی بالایی دارند می‌توانند با یک‌بار شارژ مسافت قابل توجهی را طی کنند؛ به عنوان مثال با هربار شارژ باتری خودروی برقی اسکای ول، می‌توانید تا ۵۲۰ کیلومتر در جاده برانید.
فرآیند تولید برق در موتورهای الکتریکی شامل چند بخش ضروری است. اول از همه، باتری جریان مستقیم (DC) الکتریسیته را به کنترل‌کننده موتور یا Inverter می‌رساند که برق DC را به شکل جریان متناوب مورد نیاز (AC) تبدیل می‌کند. Inverter تضمین می‌کند که موتور الکتریکی، ولتاژ و فرکانس مناسب را برای عملکردی بهینه دریافت می‌کند.
الکتریسیته زمانی که به شکل AC در آمد، به موتور الکتریکی فرستاده می‌شود. یعنی جایی که با میدان مغناطیسی تعامل دارد و حرکت چرخشی ایجاد می‌کند. این فرآیند در داخل موتور میدان‌های مغناطیسی ایجاد می‌کنند و سپس روتور (rotor) را که به چراغ‌ها متصل است به حرکت در می‌آورد و در نتیجه، خودرو حرکت می‌کند. بر خلاف موتورهای احتراق داخلی که برای رسیدن به حداکثر گشتاور به زمان نیاز دارند، موتورهای الکتریکی حداکثر گشتاور را از لحظه شروع چرخش ارائه می‌دهند. این اتفاق شتابی سریع در خودرو ایجاد می‌کند و باعث تجربه هیجان‌‍انگیزی از رانندگی می‌شود. موتورهای الکتریکی به طور قابل توجهی نسبت به موتورهای احتراق داخلی کارایی بیشتری دارند؛ زیرا در موتورهای احتراق داخلی میزان زیادی از انرژی به عنوان گرمای هدر رفته از دست می‌رود.
یکی از ویژگی‌های قابل توجه در خودروهای الکتریکی، ترمز احیاکننده است. این تکنولوژی نوآورانه نه تنها کارایی و پیمایش خودروهای الکتریکی را افزایش می‌دهد، بلکه به تجربه رانندگی سازگار با محیط زیست هم کمک می‌کند.
در خودروهای سوخت فسیلی، انرژی ناشی از ترمز به عنوان گرما از دست می‌رود اما وقتی روی ترمز یک خودروی الکتریکی مجهز به ترمز احیاکننده پا می‌گذارید، موتور الکتریکی به جای تکیه بر ترمزهای اصطکاکی سنتی برای کاهش سرعت، نقش خود را معکوس کرده و به ژنراتور تبدیل می‌شود. با فشار دادن ترمزها، سرعت چرخ‌ها کاهش می‌یابد و باعث می‌شود موتور الکتریکی نیز کندتر بچرخد و انرژی جنبشی تولید شده در هنگام ترمز را مهار کند و سپس آن را دوباره به انرژی الکتریکی تبدیل کند. برای مثال در خودروی برقی اسکای ول بیش از ۳۰ درصد از نیروی ترمز، بازیافت می‌شود.
علاوه بر این، ترمز احیاکننده طول عمر ترمزهای اصطکاکی سنتی را افزایش می‌دهند و سایش و پارگی را در آن‌ها کمتر می‌کنند. خودروهای الکتریکی ممکن است به میزان کمتری تعویض لنت ترمز نیاز داشته باشند و به همین دلیل، در مقایسه با خودروهای سوخت فسیلی هزینه تعمیر و نگهداری کمتری دارند.
سیستم کنترل خودروهای برقی به عنوان مغز پشت عملیات عمل می‌کند. این شبکه پیچیده از اجزای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری، در خودرو توزیع، مدیریت و بهینه‌سازی نیرو را تضمین می‌کند. در هسته سیستم کنترل، واحد کنترل نیرو (PCU) قرار دارد که به عنوان واحد کنترل الکتریکی (ECU) نیز شناخته می‌شود. PCU به طور مداوم پارامترهای مختلفی مانند سرعت موتور، ولتاژ باتری و دما را کنترل می‌کند و به عنوان واسطه‌ای میان راننده، موتور الکتریکی و باتری عمل می‌کند. هماهنگی و استفاده بهینه از توان بر عهده سیستم کنترل است.
یکی دیگر از اجزای حیاتی سیستم کنترل، کنترل پایداری الکترونیکی (ESC) است. ESC رانندگی را در شرایط چالش‌برانگیزی کنترل می‌کند و با استفاده از سنسورهای تعبیه‌شده، عواملی مانند سرعت چرخ، زاویه فرمان و شتاب جانبی را کنترل می‌کند و با اعمال کردن ترمزها بر روی تک‌تک چرخ‌ها، نیرو را برای حفظ ثبات توزیع می‌کند.
مجموعه‌ای از عوامل و تکنولوژی‌های پیشرفته باعث می‌شوند خودروهای برقی کاربردی و جذاب واقع شوند. استفاده از خودروهای برقی به جای خودروهای سوخت فسیلی باعث می‌شود تا آینده ما پایدارتر و سبزتر بماند. ما در این مقاله نحوه کارکرد خودروهای برقی را به طور مفصل بررسی کردیم و طریقه کار اجزای مهم و اساسی این خودروها را توضیح دادیم. امیدواریم که این مطلب برای شما مفید واقع شده باشد.
اسکای ول که توسط شرکت نبکا، جوینت ونچر صنایع خودروسازی کرمان و مپنا، در ایران عرضه می‌شود، یک خودروی تمام‌برقی لوکس و باکیفیت است که قصد دارد آینده‌ای پایدار و به دور از آلودگی بسازد. خودروی Skywell ET5 تحولی عظیم در صنعت خودروسازی ایران است و مجهز به پیشرفته‌ترین و به روزترین تکنولوژی‌هاست. برای افرادی که به محیط زیست خود اهمیت می‌دهند، اسکای‌ول انتخابی آگاهانه و هوشمندانه به شمار می‌رود.
