طرز کار خودروهای برقی
باتوجه به تحولات رو به رشد در عرصه محیط زیست و افزایش نگرانی‌ها درباره تغییرات آب‌وهوایی و آلودگی هوا، جهان به دنبال جایگزین‌های حمل‌ونقل پایدارتر و کمتر آلوده است. یکی از راه‌حل‌های جدید و امیدوارکننده، خودروهای برقی با قابلیت کاهش گسترش گازهای گلخانه‌ای و بهبود کیفیت هوا هستند. در ادامه، نحوه کار خودرو های برقی را بررسی می‌کنیم؛ اما به‌عنوان مقدمه، به نحوه عملکرد خودروهای فسیلی اشاره خواهیم کرد.
نحوه عملکرد خودروهای فسیلی
خودروهای فسیلی با سوخت‌های فسیلی مانند بنزین یا گازوئیل برای تولید انرژی استفاده می‌کنند. در این فرآیند، سوخت با هوا ترکیب شده و در داخل موتور مشتعل می‌شود. این احتراق باعث تولید گازهای گلخانه‌ای از جمله دی‌اکسیدکربن و اکسیدهای نیتروژن خواهد شد و هوا را آلوده می‌کند.
از آنجا که معضلات نفت در دنیا و افزایش گرمایش جهانی موضوعاتی حیاتی شده‌اند، نیاز به تغییر در سیاست‌های حمل‌ونقل اجتناب‌ناپذیر به نظر می‌رسد. خودروهای برقی با حذف احتراق داخلی و استفاده از برق به‌عنوان منبع اصلی انرژی، به‌عنوان یک راه‌حل پایدار و کم‌آلاینده معرفی شده‌اند.
نحوه کار خودروهای برقی و تکنولوژی پشت پرده
خودروهای برقی، از نظر نحوه کارکرد، با خودروهایی که از سوخت‌های فسیلی برای قدرت موتور استفاده می‌کنند، تفاوت‌های چشمگیری دارند. این تفاوت‌ها از ابتدای تاریخ خودروهای الکتریکی آغاز شده و تا امروز به تکنولوژی‌های پیشرفته‌تر گسترش یافته است.
ابتدایی‌ترین اصول کارکرد خودروهای برقی
اولین ماشین الکتریکی دنیا در سال ۱۸۳۴ توسط پروفسور سبراندا استرتینگ در هلند تولید شد. این خودرو از باتری غیرقابل شارژ بهره می‌برد؛ اما ایده اصلی و ابتدایی کارکرد این نوع خودروها به همین دوران باز می‌گردد.
تفاوت در احتراق خودروهای برقی با خودروهای فسیلی
خودروهای فسیلی از سوخت و هوا برای ایجاد اشتعال در سیلندرها استفاده می‌کنند. این اشتعال باعث افزایش دما و فشار می‌شود که پیستون‌ها را به حرکت درمی‌آورد. این حرکت خطی پیستون باعث حرکت چرخشی میل‌لنگ می‌شود و در نهایت چرخ‌های خودرو را میچرخاند.
خودروهای برقی از موتورهای الکتریکی و با جریان الکتریکی حرکت می‌کنند. برخلاف خودروهای فسیلی، این خودروها بدون نیاز به احتراق و انفجار عمل می‌کنند. در این نوع خودروها جریان الکتریکی باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی می‌شود که با پیستون‌ها یا سایر اجزای موتور تعامل دارد و باعث حرکت خواهد شد. این حرکت چرخشی به‌سادگی به چرخ‌های خودرو منتقل می‌شود که بدون هیچ‌گونه احتراقی و با کمترین میزان آلاینده همراه خواهد بود.
ویژگی‌های خودروهای برقی، تکنولوژی نوین در جاده‌ها
خودروهای برقی ویژگی‌های متفاوتی نسبت به خودروهای فسیلی دارند که به شرح زیر هستند؛
باتری
یکی از ویژگی‌های کلیدی خودروهای برقی، باتری پیشرفته آن‌هاست. باتری‌های لیتیوم یون که به‌طور مشابه در دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند، نقش حیاتی در تامین انرژی موتور الکتریکی دارند. با چگالی بالای انرژی، این باتری‌ها می‌توانند با یکبار شارژ، مسافت طولانی را طی کنند.
موتور الکتریکی
موتور الکتریکی در خودروهای برقی باعث شتابی سریع و تجربه رانندگی بهتر می‌شود. در فرآیند تولید برق، باتری جریان مستقیم را به یک کنترل‌کننده یا Inverter ارسال می‌کند که این جریان را به جریان متناوب مورد نیاز تبدیل خواهد کرد. سپس، این الکتریسیته به موتور الکتریکی می‌رسد که با ایجاد میدان‌های مغناطیسی، حرکت چرخشی را ایجاد می‌کند. این موتورها حداکثر گشتاور را از لحظه شروع چرخش ارائه داده و از کارایی بیشتری نسبت به موتورهای احتراق داخلی برخوردارند. این نقطه تفاوت باعث ایجاد شتابی سریع در خودرو می‌شود.
کارایی بالا
خودروهای برقی به دلیل عدم تولید گازهای آلاینده در محیط، به نسبت به خودروهای احتراق داخلی، کارایی بیشتری دارند. این کارایی بالا همراه با کاهش مصرف سوخت و پایداری زیست‌محیطی، خودروهای برقی را به‌عنوان گزینه‌ای هوشمندانه و پایدار برای آینده حمل‌ونقل جهانی معرفی می‌کند.
ترمز احیاکننده
ترمز احیاکننده یکی از ویژگی‌های ممتاز خودروهای الکتریکی است که باعث بهبود عملکرد و تجربه رانندگی شده است. در خودروهای الکتریکی با ترمز احیاکننده، هنگامی که راننده ترمز را فشار می‌دهد، موتور الکتریکی به‌عنوان ژنراتور عمل می‌کند و انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل خواهد کرد.
استفاده از ترمز احیاکننده در خودروهای الکتریکی باعث افزایش طول عمر ترمزهای اصطکاکی می‌شود. زمانی که راننده ترمز را فشار می‌دهد، این تکنولوژی به موتور الکتریکی این امکان را می‌دهد که به‌عنوان یک ژنراتور عمل کرده و انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این انرژی در باتری ذخیره می‌شود تا در مواقع نیاز مجددا استفاده شود. به این ترتیب، سایش و پارگی ترمزهای اصطکاکی، کاهش و نیاز به تعویض لنت ترمز کاهش یافته است. این ویژگی، هزینه تعمیر و نگهداری خودروهای الکتریکی را کاهش داده و به محیط زیست کمک می‌کند.
سیستم کنترل
سیستم کنترل یکی از عناصر کلیدی در خودروهای برقی است. این شبکه پیچیده از اجزای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری، عملیات توزیع و مدیریت نیرو را انجام می‌دهد. واحد کنترل نیرو (PCU) به‌عنوان قلب سیستم کنترل عمل می‌کند. این واحد به طور مداوم پارامترهای مختلفی مانند سرعت موتور، ولتاژ باتری و دما را کنترل می‌کند. همچنین سیستم کنترل به‌عنوان واسطه‌ای بین راننده، موتور الکتریکی و باتری عمل خواهد کرد. هماهنگی دقیق و بهینه کنترل نیرو، بهبود عملکرد خودرو را تضمین می‌کند.
کنترل پایداری الکترونیکی (ESC)
کنترل پایداری الکترونیکی یکی از اجزای حیاتی سیستم کنترل است که رانندگی را در شرایط چالش‌برانگیز کنترل می‌کند. با استفاده از سنسورهای تعبیه‌شده، ESC عواملی مانند سرعت چرخ، زاویه فرمان و شتاب جانبی را کنترل می‌کند. با اعمال ترمزها روی چرخ‌ها، نیرو برای حفظ ثبات توزیع می‌شود. این سیستم به بهبود ایمنی و پایداری خودروهای برقی کمک می‌کند و تجربه رانندگی را بهبود می‌بخشد.
آینده‌ای پایدار با خودروهای برقی
خودروهای برقی یکی از مهم‌ترین تکنولوژی‌های روز دنیا برای آینده‌ای پایدار هستند. این خودروها با امکانات و ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، نه‌تنها به بهبود کارایی، بلکه به تجربه رانندگی سبز و حفاظت از محیط‌زیست هم کمک کرده‌اند.
استفاده روزافزون از خودروهای برقی به‌جای خودروهای سوخت فسیلی، گام مهمی به سوی آینده پایدار و سبز برداشته است. این انتخاب به‌عنوان یک الگوی مسئولانه و همچنین برآورده کردن نیازهای حمل‌ونقل با کاهش آلودگی هوا و حفظ منابع طبیعی، موجب ارتقای کیفیت زندگی جوامع می‌شود.
