این روزها بازار خودروهای برقی بسیار داغ است و روز به روز به طرفداران آنها افزوده میشود. دلیل آن هم به خاطر مزایای زیادی است که این خودروها دارند. خودروهای برقی در کاهش انتشار گازهای گلخانهای و بهبود کیفیت هوا نقش بسیار موثری دارند و به افزایش راندمان انرژی و صرفهجویی در هزینه سوخت کمک زیادی میکنند. حال بهتر است ببینیم ساختار خودروهای برقی به چه شکل است و این خودروها به چه صورت کار میکنند.
آشنایی با خودروهای برقی
در تعریف خودروهای برقی میتوان گفت خودرو برقی به خودرویی گفته میشود که شامل یک یا چند موتور الکتریکی بوده و به جای سوخت فسیلی از انرژی برق جهت تامین انرژی موتور و حرکت استفاده میکند. موتور الکتریکی با انرژی موجود در باتری، نیروی لازم جهت چرخش و حرکت چرخها را تولید میکند. خودروهای برقی از نظر زیست محیطی و اقتصادی بسیار قابل توجه هستند و مزایای زیادی دارند. در این خصوص میتوان به کاهش آلودگی هوا، کاهش انتشار گازهای گلخانهای و صرفهجویی در مصرف سوخت و هزینههای تامین آن اشاره کرد.
ساختار خودرو برقی
خودروهای برقی همچون خودروهای بنزینی یا درونسوز، شامل قطعات و اجزای مختلفی هستند. با این حال این خودروها نسبت به خودروهای دیگر از ساختار سادهتر و قطعات کمتری برخوردار هستند. در خصوص مهمترین و اصلیترین اجزای خودرو برقی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
-
موتور الکتریکی
خودرو برقی از یک یا چند موتور الکتریکی جهت حرکت استفاده میکند. برای همین یکی از مهمترین و اصلیترین اجزای این خودروها، موتور الکتریکی است. موتور الکتریکی انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و نیرو و قدرت لازم جهت چرخش چرخهای خودرو را تامین میکند. موتور الکتریکی خودرو برقی میتواند در بخش جلو، عقب و یا در هر دو نقطه از خودرو باشد.
-
باتری
انرژی لازم جهت حرکت خودروی برقی توسط باتری تامین میشود. نقش باتری در این خودروها مشابه با نقش باک در مدلهای بنزینی است. باتری خودرو برقی از قابلیت شارژ برخوردار است و انرژی برق را در خود ذخیره میکند. موتور الکتریکی هم با استفاده از انرژی موجود در باتری، نیروی لازم جهت حرکت چرخها را تولید میکند.
-
تبدیلکننده یا اینورتر
از دیگر اجزای اصلی خودرو برقی باید به اینورتر یا تبدیلکننده اشاره کرد. این بخش از خودرو برقی، برق مستقیم که از باتری یا سلول خورشیدی تامین میشود را به برق متناوب تبدیل میکند. برق متناوب برای راهاندازی موتور الکتریکی خودرو برقی لازم و ضروری است.
-
سیستم انتقال نیرو
سیستم انتقال نیرو در خودروهای برقی نسبت به خودروهای بنزینی سادهتر است. در اکثر موارد این سیستم شامل گیربکس تک سرعته یا حداکثر دو سرعته است. در برخی از خودروهای برقی پیشرفته هم هر چرخ به یک موتور برقی مستقل به طور مستقیم وصل میشود.
-
شارژر
شارژر انرژی برق را از شبکه به باتری خودرو برقی منتقل میکند. شارژرها میتوانند در خانه، محل کار یا ایستگاههای عمومی نصب شوند. شارژرهای خانگی و محل کار اغلب با ولتاژ پایینتری کار میکنند و به زمان بیشتری برای شارژ کامل باتری نیاز دارند. اما شارژرهای عمومی از ولتاژ بالاتری برخوردار هستند و باتری خودرو برقی را ظرف مدت زمان کوتاهی به طور کامل شارژ میکنند.
بررسی باتری خودرو برقی
همانطور که در بخش قبلی متوجه شدیم، باتری یکی از اصلیترین اجزای خودرو برقی است. حال بهتر است ببینیم این بخش خود شامل چه اجزایی بوده و هر یک چه نقش و وظیفهای دارند.
- سلول: باتریها شامل چند سلول کوچک داخلی هستند که به صورت موازی یا سری به هم متصل میشوند. هر سلول هم دارای دو نیم سلول است که با یک ماده الکترولیت به هم میپیوندند. ماده الکترولیت رسانای الکتریکی بوده و سبب جریان برق در باتری میشود.
- ماژول باتری: ماژول به مجموعهای از سلولها که به صورت موازی یا سری به هم متصل هستند، گفته میشود. به عبارتی هر ماژول باتری دارای چندین سلول است. این ماژولها معمولا دارای یک مدار محافظتی هستند که از آن در برابر افزایش بیش از حد دما، ولتاژ و جریان محافظت میکنند.
- بسته یا پک باتری: از تجمیع چند ماژول، بسته یا پک باتری ایجاد میشود. برای رسیدن به ظرفیت و ولتاژ معین، تعداد مشخصی از ماژولها در یک مدار قرار میگیرند.
خوب است اشاره شود که در خودروهای برقی از باتریهای متفاوتی استفاده میشود. یکی از رایجترین باتریها که در بیشتر خودروهای برقی دیده میشود، باتری لیتیوم یونی است. با این حال از باتریهای دیگری همچون باتری سربی اسیدی، باتری نیکل متال هیبرید و باتری سدیم نیکل کلراید هم میتوان در این خودروها استفاده کرد.
انواع موتور در خودروهای برقی
در خصوص انواع موتور الکتریکی که در خودروهای برقی قابل استفاده هستند، میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- موتور DC: این موتورها از دور ابتدایی گشتاور بالایی تولید میکنند و کنترل سرعت خودرو در آنها راحتتر است. همچنین موتورهای DC از مقاومت زیادی در برابر بار ناگهانی برخوردار هستند. با این حال هزینه نگهداری خودروهای برقی نسبت به موتورهای دیگر کمی بیشتر است.
- موتور بدون جاروبک: در این موتورها خبری از جاروبک نیست. در موتورهای جریان مستقیم معمولی، جاروبکها باعث انتقال جریان الکتریکی از کموتاتور به سیم پیچهای روتور میشوند. اما در این موتورها سیم پیچ بر روی روتور قرار نداشته و نیازی به انتقال جریان به آنها نمیباشد.
- موتور سنکرون مغناطیس دائم: این موتورها شامل سه بخش اصلی یعنی استاتور، روتور و آهنرباهای دائم هستند. هر یک از این بخشها هم نقش خاصی را دارند. برای مثال آهنرباهای دائم جهت ایجاد میدان مغناطیسی روتور و تولید گشتاور در موتور استفاده میشوند.
- موتور القایی AC سه فاز: این موتور الکتریکی با استفاده از جریان متناوب سه فاز تغذیه میشود و شامل دو بخش اصلی استاتور و روتور است. استاتور شامل سه سیم پیچ بوده که به سه فاز جریان متناوب وصل است. سیم پیچها سبب ایجاد یک میدان مغناطیسی چرخشی در داخل استاتور میشوند.
جمع بندی
در این مطلب با ساختار خودروهای برقی آشنا شدیم و به بررسی اجزای اصلی این خودروها پرداختیم. اجزایی همچون موتور الکتریکی، باتری، اینورتر و سیستم انتقال نیرو از مهمترین اجزای خودرو برقی محسوب میشوند. این خودروها ساختار سادهای دارند و از قطعات کمتری نسبت به خودروهای بنزینی برخوردار میباشند. در صورت نیاز به کسب اطلاعات بیشتر می توانید از دوره های جامع مجموعه گلپانیا استفاده نمایید.