خودرو برقی و نگاهی جامع به آن

خودرو برقی و نگاهی جامع به آن

خودرو برقی با توجه به رویکردهای جدید در عصر معاصر اقبال عمومی چشم گیری در مبحث وسایل نقلیه الکتریکی در اقصی نقاط دنیا دارا می‌باشد . روند جایگزینی سوخت های فسیلی با انرژی برق در دراز مدت منافع بسیاری را برای بشریت به ارمغان خواهد آورد. لذا کشورهای جهان در پی بهبود زیر ساخت ها جهت استفاده مستمر و جایگزین کردن وسایل نقلیه تمام برقی به جای خودروهای بنزینی و دیزلی کنونی هستند. در این مقاله تمامی جوانب و ابعاد انواع خودروهای الکتریکی به طور جامع مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

تاریخچه خودروهای الکتریکی

وسایل نقلیه الکتریکی اولین بار در اواسط قرن نوزدهم ظاهر شدند. یک وسیله نقلیه الکتریکی رکورد سرعت زمینی وسیله نقلیه را تا حدود سال 1900 در اختیار داشت. هزینه زیاد ، سرعت کم و برد کوتاه وسایل نقلیه الکتریکی باتری دار ، در مقایسه با وسایل نقلیه موتور احتراق داخلی قرن 20 ، منجر به کاهش استفاده جهانی از آنها به عنوان موتور خصوصی شد. اگرچه استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی به صورت تجهیزات بارگیری و حمل بار و حمل و نقل عمومی – خصوصاً وسایل نقلیه ریلی – ادامه داشته است.

در آغاز قرن بیست و یکم ، به دلیل نگرانی فزاینده در مورد مشکلات مرتبط با وسایل نقلیه با سوخت هیدروکربن ، از جمله آسیب به محیط زیست ناشی از انتشار دود و گاز آنها ، و پایداری زیرساخت های حمل و نقل مبتنی بر هیدروکربن فعلی و همچنین پیشرفت در فناوری وسایل نقلیه الکتریکی توجه بسیاری به توسعه انواع EV شد.

از سال 2010 ، فروش ترکیبی اتومبیل های تمام برقی و ون های کمکی به 1 میلیون دستگاه تحویل جهانی در سپتامبر 2016 رسیده است ، در پایان سال 2019 ، 4.8 میلیون دستگاه اتومبیل برقی در حال استفاده است و فروش تجمعی اتومبیل های الکتریکی پلاگین سبک به 10 رسیده است نقطه عطف میلیون واحد در پایان سال 2020. نسبت جهانی بین فروش سالانه اتومبیل های برقی باتری و هیبرید های پلاگین از 56:44 در 2012 به 74:26 در 2019 رسیده و در 69:31 در سال 2020 کاهش یافته است. از آگوست تسلا مدل 3 کاملاً برقی در سال 2020 ، با فروش حدود 645،000 دستگاه ، بهترین فروشنده اتومبیل الکتریکی پلاگین در تمام تاریخ است.

اجزای ماشین های الکتریکی

 عملکرد ماشین الکتریکی یا وسیله نقلیه به نوع خودرو بستگی دارد. حداقل چهار نوع اتومبیل الکتریکی وجود دارد که در حال حاضر به صورت تجاری فروخته می شود و در جهان فعالیت می کند.  انواع مختلف اجزای اتومبیل برقی نحوه عملکرد خودرو را تعیین می کند. اجزا  و عملکردهای اتومبیل های الکتریکی (وسایل نقلیه) در تصویر زیر مشخص است.

عناصر اصلی اساسی اتومبیل های الکتریکی نصب شده در انواع اتومبیل های برقی به شرح زیر است:

بسته باتری کششی

عملکرد باتری در یک ماشین الکتریکی به عنوان یک سیستم ذخیره انرژی الکتریکی به صورت برق با جریان مستقیم (DC) است. اگر سیگنالی از کنترل کننده دریافت کند ، باتری انرژی الکتریکی DC را به اینورتر منتقل می کند تا سپس برای هدایت موتور استفاده شود. نوع باتری مورد استفاده باتری قابل شارژ است که به گونه ای مرتب شده است که پک باتری کششی نامیده می شود.انواع مختلفی از باتری های اتومبیل برقی وجود دارد. بیشترین استفاده از آن نوع باتری های لیتیوم یون است.

اینورتر برق

عملکرد اینورتر برای تغییر جریان مستقیم (DC) باتری به یک جریان متناوب (AC) است و سپس این جریان متناوب توسط یک موتور الکتریکی استفاده می شود. علاوه بر این ، اینورتر موجود در یک ماشین الکتریکی همچنین دارای عملکردی برای تغییر جریان AC در هنگام ترمز احیا کننده به جریان DC است و سپس برای شارژ مجدد باتری استفاده می شود. نوع اینورتر مورد استفاده در برخی از مدلهای اتومبیل برقی ، دسته اینورتر دو جهته است.

کنترل کننده

عملکرد اصلی کنترل کننده به عنوان تنظیم کننده انرژی الکتریکی باتری ها و اینورترها است که در موتورهای الکتریکی توزیع می شود. در حالی که کنترل کننده خود ورودی اصلی را از پدال ماشین (که توسط راننده تنظیم می شود) می گیرد. این تنظیم پدال تغییر فرکانس یا تغییر ولتاژ ورودی به موتور را تعیین می کند و در عین حال سرعت خودرو را تعیین می کند.

به طور خلاصه ، این واحد با کنترل سرعت موتور کششی الکتریکی و گشتاور تولید شده ، جریان انرژی الکتریکی تحویل داده شده توسط باتری کششی را کنترل می کند. این جز نحوه کارکرد ماشین الکتریکی را تعیین خواهد کرد.

موتور کششی برقی

از آنجا که کنترل کننده انرژی الکتریکی را از باتری کششی تأمین می کند ، موتورهای الکتریکی کششی با چرخاندن سیستم انتقال قدرت و چرخ ها کار می کنند. برخی از اتومبیل های الکتریکی هیبریدی از نوعی ژنراتور-موتور استفاده می کنند که عملکرد پیشرانه و بازسازی را انجام می دهد. به طور کلی ، نوع موتور الکتریکی مورد استفاده موتور BLDC (بدون برس) است.

 

انواع باتری ماشین تمام برقی

باتری های اتومبیل برقی (EV) در عناصر شیمیایی مورد استفاده متفاوت هستند. ما عمدتا بین یون های لیتیوم ، هیدرید نیکل و فلز و باتری های اسید سرب تمایز قائل می شویم. انتخاب بهترین باتری وسیله نقلیه الکتریکی دشوار است ، زیرا راه حل های جداگانه به خوبی در اهداف مختلف کار می کنند.

باتری لیتیوم-یون – محبوبیت عالی و عملکرد بالا

بدون شک این باتری های لیتیوم یونی هستند که بیشترین کمک را به توسعه پیشرفته بخش EV در سال های اخیر کرده اند. مشخصه آنها با کارایی ، قیمت پایین و سطح بهره وری بالا در رابطه با وزن سلول است. اگر این سه پارامتر را در نظر بگیریم ، بهترین باتری ها هستند: بهینه سازی اندازه و وزن باتری ، نسبت جرم به مقدار انرژی ذخیره شده و قیمت مناسب. باتری های لیتیوم یون را می توان در بسیاری از دستگاه های روزمره مانند تلفن ها ، رایانه ها یا جاروبرقی ها نیز یافت.

باتری NICKEL-METAL HYDRIDE – برای استفاده ویژه

این سلول های باتری ویژه هستند که به دلیل پارامترهای شیمیایی و فیزیکی بسیار کمیاب هستند. هیدروژن ماده اولیه ای است که نیاز به کنترل ویژه ای دارد. باتری هنگامی که از آن استفاده نمی شود انرژی خود را از دست می دهد ، اما این ضعف با عمر طولانی سلول جبران می شود. باتری های نیکل – فلز هیدرید در دستگاه های تخصصی مانند تجهیزات پزشکی استفاده می شود. راه حل های این نوع با هزینه های بالای تولید مشخص می شوند.

باتری های اسیدی سرب – طول عمر کم و قدرت چشمگیر

باتری های این دسته با پارامترهای قدرت عالی مشخص می شوند. با این حال ، در یک وسیله نقلیه الکتریکی ، ما باید روی یک راه حل شرط بندی کنیم که حتی در دمای پایین ، جایی که چنین سلول هایی عملکرد ضعیفی دارند ، با کارایی بالا مشخص شود. اگرچه باتری های استاندارد اتومبیل نیز کاهش چنین شرایطی را به ثبت می رسانند ، سلول های اسید سرب از این جنبه عملکرد بدتری دارند. از مزایای آنها می توان به هزینه تولید پایین و قابلیت اطمینان اشاره کرد.

SUPERCAPACITORS – پشتیبانی از عملکرد باتری

ابر خازن ها در درجه اول برای تأمین نیروی لازم در هنگام قطع موقتی برق استفاده می شوند. به همین دلیل ، آنها در اتومبیل های الکتریکی نیز مفید هستند ، جایی که نقش آنها تأمین نیروی کافی در صورت نیاز به انرژی بیشتر است.

بسیاری از وسایل نقلیه الکتریکی از یک بسته باتری استفاده می کنند – چندین سلول به طور همزمان. با ترکیب قابلیت های ابر خازن ها با باتری های یون لیتیوم و هیدرید فلز نیکل ، می توانید نتایج بهتری نسبت به تک سلول ها بدست آورید. در حال حاضر ، بخش خودرو تحت سلطه باتری های لیتیوم یون است که بیشتر در اتومبیل های الکتریکی استفاده می شود.

هزینه مالکیت وسایل نقلیه برقی

خرید اتومبیل های برقی غالباً گرانتر از گزینه های سنتی است ، اما عملکرد آنها ارزان تر است . در ادامه به بررسی این موضوع خواهیم پرداخت.

انگلیس یکی از بزرگترین بازارهای وسایل نقلیه الکتریکی (EV) در اروپا است که بعد از نروژ و آلمان قرار دارد. امروزه در جاده های انگلیس نزدیک به 200000 ماشین الکتریکی کامل وجود دارد و نزدیک به 400000 هیبرید پلاگین (PHEV) وجود دارد.

گرچه بیماری همه گیر ویروس کرونا در سال گذشته ضرر خود را در فروش اتومبیل های جدید وارد کرد ، اما مردم بیشتری را ترغیب کرد که به سوی خودرو تمام برقی بروند. طبق اعلام انجمن تولیدکنندگان و بازرگانان موتور (SMMT) ، فروش خودروهای الکتریکی در سال 2020 در مقایسه با سال قبل 186 درصد افزایش داشته است که 108205 ثبت شده است. فروش PHEV نسبت به سال قبل 91٪ افزایش یافت و این دو نوع قدرت برای اولین بار تقریباً 10٪ از ثبت نام خودروهای جدید را به خود اختصاص دادند. این سه برابر بیشتر از سال 2019 است.

همه اینها بسیار دلگرم کننده است ، اما خریداران EV ممکن است هزینه های اضافی را برای سبز شدن بپردازند. خرید بسیاری از این اتومبیل ها نسبت به نمونه های بنزینی و موتور دیزلی گران تر است و بیمه و نگهداری آنها هزینه بیشتری دارد. علاوه بر این ، اگر نتوانید ماشین خود را ارزان در خانه شارژ کنید ، مجبورید برای کارکردن آن بیش از اتومبیل بنزینی پرداخت کنید.

خریداری کردن

حتی بعد از کسر کمک هزینه 3000 پوندی دولت برای ماشین های الکتریکی که هزینه آنها کمتر از 50 هزار پوند است ، قیمت آنها بسیار بیشتر از گزینه های بنزین یا گازوئیل است. به عنوان مثال ID.3 فولکس واگن حدود 16 درصد بیشتر از یک گلف قابل مقایسه است ، در حالی که Kia’s E-Niro کمی بیش از 20 درصد بیشتر از یک نیرو هیبرید به شما باز می گرداند. با این حال ، تسلا مدل 3 نسبت به BMW 330e PHEV معادل 10٪ ارزان تر و تقریباً مشابه 320d است ، در حالی که E-tron آئودی تقریباً 10٪ نسبت به Q7 قابل مقایسه صرفه جویی می کند.

بیمه

در انتهای بازار ، بیمه برخی از خودروهای الکتریکی بسیار ارزان تر از رقبای بنزینی و دیزلی است. گرانترین نمونه ما برای بیمه مدل 3 است که هزینه ای عظیم 45 درصد بیشتر از سری 3 قابل مقایسه دارد. قیمت E-tron نیز بسیار بیشتر از آئودی Q7 قابل مقایسه است. با این حال ، در انتهای مقرون به صرفه بازار ، تفاوت کمی بین ID.3 و Golf ، یا E-Niro و سایر مدل های Niro وجود دارد.

“ساخت خودرو برقی اغلب با اتومبیل های سنتی نیز متفاوت است. بسیاری از آنها از مواد پیشرفته و تکنیک های تولید استفاده می کنند ، که به دنبال آن حادثه گران ترمیم می شود.

“تولیدکنندگان وسایل نقلیه در تلاشند تا هزینه مالکیت خودروهای برقی را کاهش دهند و با رشد مصرف ماشین های الکتریکی انتظار داریم هزینه تعمیرات تصادف کاهش یابد. بنابراین ما انتظار داریم که دیفرانسیل برتر بین خودروهای الکتریکی و وسایل نقلیه متعارف در ماه ها و سال های آینده کاهش یابد. “

سرویس دهی

علاقه مندان به EV و خودرو برقی اغلب در مورد ارزان بودن اتومبیل خود برای سرویس دهی لاف می زنند .

بر اساس نظرات خریداران ID.3 می توانند انتظار داشته باشند كه طی سه سال 778 پوند هزینه خدمات و نگهداری را بپردازند. این رقم 36 درصد بیشتر از یک گلف 2.0 TDI Life و 42 درصد بیشتر از یک گلف 1.5 بنزینی است.

استیو چمبرز ، سردبیر ارشد خدمات ، تعمیر و نگهداری و تعمیرات در CAP HPI توضیح می دهد: “تفاوت بین Golf و ID.3 بیشتر به اندازه لاستیک است.” “ID.3 دارای اندازه تایر بزرگتر و نادرتر از Golf است که یکی از رایج ترین لوازم تایر را دارد. وسایل نقلیه الکتریکی نیز بر اساس میزان استفاده ، از مشخصات ساییدگی لاستیک کمی بالاتر برخوردار هستند.

ارزان ترین ماشین تمام الکتریکی

دولت انگلیس ممنوعیت فروش خودروهای جدید بنزینی ، دیزلی و هیبریدی را در سال 2035 تأیید کرده است ، اما لازم نیست تا آن زمان منتظر بمانید – هنوز دلایل زیادی برای روی آوردن به ماشین الکتریکی در سال 2021 وجود دارد.

شهرت خودرو برقی نسبت به نمونه های سنتی خود که مجهز به ICE هستند گران تر است ، اما پیشرفت در فن آوری بدان معنی است که این شکاف هر روز در حال کاهش است. علاوه بر این ، بلوغ فناوری مزایای دیگری نیز دارد. خودروهای الکتریکی مدرن اکنون بیش از هر زمان دیگری بین شارژها پیش خواهند رفت این دو را در کنار هم قرار دهید ، و در حال حاضر مجموعه ای از خودرو برقی برقی ارزان قیمت به عنوان خودرو برقی ارزان وجود دارد که تمام مزایای خودروی EV را فراهم می کند و دامنه کافی برای ساده نگه داشتن زندگی را دارد.

Smart EQ Fortwo EV

 

 قیمت حدودی بین 20،350 پوند – 24،425 پوند می‌باشد.
برد: 70 مایل
اتومبیل اصلی شهری دو نفره طراخی شده است ، در حال حاضر فقط در نوع تمام الکتریکی ارائه می‌شود. Smart Fortwo از تمام تجهیزات ایمنی معمول  که در سال 2021 انتظار دارید برخوردار است. اگرچه کوچک است ، اما mini EV هنوز هم بسیار پرطرفدار است .

Skoda Citigo-e

 

 قیمت حدودی بین 20،400 پوند – 22،760 پوند می‌باشد.
برد: 160 مایل
این آخرین باری نیست که یکی از گزینه های الکتریکی فولکس واگن را در این لیست مشاهده خواهید کرد. به زبان ساده ، این یک ماشین کوچک عالی است که نیاز به اتصال دارد – اما شتاب سریع خود را به همراه درایو بی صدا ارائه می‌دهد ، و سفرهای شهری شما را بسیار لذت بخش می‌سازد. برد 160 مایل بسیار مطلوب به نظر می‌رسد. اما Skoda ساخت سیتیگو را متوقف کرده است و شما باید سریع انتخاب کنید تا یک خودرو الکتریکی را تحویل بگیرید قبل از اینکه منابع فروشنده تمام شود.

Smart EQ Forfour

 

قیمت حدودی بین 20،785 پوند – 25،565 پوند می‌باشد.
برد: 70 مایل
همانطور که احتمالاً از نام آن مشخص است ، Smart EQ Forfour ماشین تمام برقی برای چهار نفر است. اگرچه اندازه صندلی ها دو برابر شده است. Forfour جذابیت خود را حفظ می کند و همان سبک ظاهری بی پروا را دارد. محدوده هنوز هم در 70 مایل صعود دارد ، البته وقتی آن را با 160 مایل Skoda Citigo-e مقایسه می کنید چشمگیر نیست.

Seat Mii Electric

قیمت حدودی 22800 پوند می‌باشد.
برد: 160 مایل
گروه فولکس واگن اساساً چند بار و با ظاهری کمی متفاوت ، همین ماشین را ساخته است. از نظر تنوع متوسط است ، اما در “بازار EV با اتومبیل ارزان” خوب است . Mii Electric مانند اتومبیل های دیگر این تولید کننده که شامل فولکس واگن e-Up نیز می شود ، به اندازه کافی برای رانندگی دلپذیر است ، از برد خوبی برخوردار است و مقدمه ای عالی برای مالکیت EV است.

Mini Electric

قیمت حدودی 27900 پوند – 33،900 پوند می‌باشد.
برد: 140 مایل
در اینجا یک نام آشنا تر برای شما وجود دارد. مینی شهر محور با در نهایت گرفتن یک پیشرانه EV با زمان حرکت می کند. اگرچه نام Mini به برخی از اتومبیل های موجود در این لیست حق بیمه اضافه می کند . BMW موفق شده است بهترین بیت های EV Mini’s ICE را حفظ کند ، اما آن را با بهترین فن آوری صرفه جویی در مصرف باتری بسته بندی کرده است.

ایستگاه شارژ خودرو برقی

یک ایستگاه شارژ ، ایستگاه شارژ وسایل نقلیه الکتریکی ، نقطه شارژ برقی ، نقطه شارژ ، نقطه شارژ ، ایستگاه شارژ الکترونیکی (ECS) و تجهیزات تامین وسایل نقلیه الکتریکی (EVSE) نیز نامیده می شود ، دستگاهی است که انرژی الکتریکی را برای شارژ پلاگین الکتریکی تأمین می کند. وسایل نقلیه – از جمله اتومبیل ، وسایل نقلیه برقی محله ، کامیون ، اتوبوس و سایر وسایل نقلیه.

برخی از وسایل نقلیه الکتریکی دارای مبدلهای روی صفحه هستند که به یک پریز برق استاندارد یا یک خروجی ولتاژ بالاتر متصل می شوند. برخی دیگر از ایستگاه های شارژ سفارشی استفاده می کنند.

ایستگاه های شارژ اتصالات متناسب با استانداردهای مختلف را فراهم می کنند. برای شارژ سریع جریان مستقیم معمول ، شارژرها به چند آداپتور مانند سیستم شارژ ترکیبی (CCS) ، CHAdeMO و شارژ سریع AC مجهز هستند.

ایستگاه های شارژ عمومی خودرو برقی معمولاً در خیابان یا مراکز خرید خرده فروشی ، تاسیسات دولتی و مناطق پارکینگ یافت می شوند.

مشخصات عمومی مراکز شارژ خودرو برقی

مشخصات قدرت

منبع تغذیه AC 208 / 240V ، اتصال مرکز زمین ، منبع تغذیه 60 هرتز
قدرت به وسیله نقلیه الکتریکی حداکثر 30A ، 7.2kW@240VAC
Branch Circuit Protector 2 قطب ، سفر مشترک ، 40 آمپر
اتصال وسیله نقلیه به شارژر اتصال دهنده SAE J1772 ector EV از طریق کابل 18 فوت
دقت اندازه گیری انرژی 1٪ در فواصل 5 دقیقه ؛ 0.5٪ توانایی
قدرت آماده به کار 5 W معمولی

مشخصات ایمنی

سیستم قطع کننده شارژ سیستم قطع کننده مدار (CCID) آستانه سفر 5 میلی آمپر ، CCID 5 در هر UL2231-2 ، تنظیم مجدد خودکار با تأخیر 15 دقیقه
ولتاژ خروجی شارژر آشکارساز اتومبیل خاموش شد
انطباق با کدها و استانداردها مطابق با UL 2231-1 ، 2231-2 و UL2594 ، مطابق با ماده 625 NEC

مشخصات شبکه

شبکه گسترده CDMA یا GPRS شبکه تلفن همراه تجاری
امنیت شبکه رمزگذاری 128 بیتی AES
کارت خوان هوشمند ISO 15693 (iCLASS) ، ISO14443 (MIFARE ، DESFIRE)
وضعیت شارژر نمایش داده می شود
آرایه LED 270 درجه دید ، نشانگر وضعیت بصری چند رنگ
صفحه LCD 2 خط ، 16 حرف در هر خط ، دارای نور پس زمینه

مشخصات محیطی

فضای باز دارای رتبه NEMA 3R
رطوبت عملیاتی تا 95٪ غیر متراکم
دمای کار -22 درجه فارنهایت تا 122 درجه فارنهایت (-30 درجه سانتیگراد تا +50 درجه سانتیگراد)

سایر مشخصات

محافظت در برابر فشار 6kV @ 3،000A در هر UL 2231-2 ،
مطابقت EMC FCC قسمت 15 کلاس A ، IC RSS-210
تقریباً وزن حمل و نقل واحد واحد و کابل: 35 پوند ، پایه بولارد: 22 پوند ، براکت دیوار: 8 پوند
ابعاد 18 در بالا x 6 در عرض x 6 در عمق