استفاده از الکتریسیته به‌جای بنزین؛ این کلیت تمام خودروهای برقی است. تفاوتی که باعث کاهش آلودگی می‌شود و علاوه‌بر آن، کلی مزیت دیگر هم به ارمغان می‌آورد.

در این مقاله، می‌خواهیم زیروبم این نوع ماشین‌ها و ریز جزئیات مربوط به آن‌ها را بررسی کنیم.

‌

‌

قاعدتاً برای شروع، بهتر است تعریف کامل‌ و جامعی از این مفهوم بنویسیم و بعد برویم سراغ کندوکاو باقی جوانب.

‌

منظور از ماشین برقی چیست؟ نگاهی به تاریخچۀ طولانی خودروی برقی

خودروی برقی یا EV (مخفف Electric Vehicle)، خودروهایی هستند که به‌جای مصرف سوخت‌های فسیلی مثل بنزین و گازوییل، از انرژی الکتریسیته برای حرکت بهره می‌برد.

به بیان ساده‌تر، این خودروها از موتورهای الکتریکی برخوردارند که انرژی خود را از یک باتری عظیم قابل شارژ می‌گیرند. پر واضح است که این دسته از ماشین‌ها، در مقایسه با انواعی که از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند، سازگاری خیلی بیشتری با محیط زیست دارند و با خلق آلودگی بسیار کمتر، خوشایند همۀ دغدغه‌مندان محیط‌زیست را جلب می‌کنند.

این درست که در کشور خودمان ماشین‌های برقی زیادی نمی‌بینیم! ولی خب در سراسر دنیا، این نوع خودروها بسیار رایج شده‌اند و با استناد به ادعاهای مختصصان این حوزه، هرچه جلوتر می‌رویم، با توجه به پیشرفت خیره‌کنندۀ تکنولوژی مربوط به ساخت این نوع ماشین‌ها، شاهد رواج بیشتر آن‌ها و اقبال عمومی خیلی بالاتر به آن‌ها خواهیم بود.

شاید خیال کنید که کانسپت چنین خودروهایی مربوط به سال‌های اخیر است! اما کاملاً اشتباه می‌کنید. احتمالاً برق از سرتان می‌پرد اگر بگوییم اولین EV تاریخ بیشتر از ۲۰۰ سال قبل ساخته شد!

حوالی سال‌های ۱۸۲۰ میلادی بود که اولین خودروی الکتریکی ساخته شد. البته که طبیعتاً نباید آن خودرو را با خودروهای برقی امروزی مقایسه بکنیم؛ اما به‌هرحال، قدم بزرگی در راستای پیشرفت بشریت برداشته شده و زیربنای دستیابی به دستاوردهای فعلی فراهم آمده بود.

‌

‌

تا اواخر قرن ۱۸ میلادی، یعنی سال‌هایی که اجداد ما درگیر حکومت نامطلوب ناصرالدین‌شاه قاجار بودند، خودروهای برقی در کشورهای پیشرفته کاملاً رایج شده بودند؛ چون در مقایسه با خودروهای نیازمند به سوخت‌های فسیلی، خیلی کم‌صداتر عمل می‌کردند و طرز کار با آن‌ها هم خیلی ساده‌تر بود.

اما اوایل قرن ۲۰ میلادی اوضاع دگرگون شد. منابع عظیم نفت کشف شده بودند و با اختراع استارت‌های برقی برای خودروهای بنزینی، کار کردن با آن‌ها هم بسیار راحت‌تر شده بود. به‌علاوه، ساخت این نوع خودروها با هزینۀ بسیار کمتر میسر شده بود. ضمن اینکه نباید پیشرفت زیرساخت‌ها و تولید خودروهای جذاب‌تر و حرفه‌ای‌تر (در مقایسه با خودروهای قبلی) را فراموش کنیم. خلاصه که در سال‌های ابتدایی قرن گذشته، علاقۀ مردم از سمت ماشین‌های برقی به طرف خودروهای بنزینی چرخید.

توجه داشته باشید که آن‌ سال‌ها مفهوم دغدغۀ آلودگی محیط زیست اصلاً وجود نداشت و بشر فکر نمی‌کرد کار به جایی برسد که مجبور شود چاره‌ای برای مصرف بی‌رویۀ سوخت‌های فسیلی بیندیشد. به همین خاطر، برای سال‌ها هیچ کمپانی خودروسازی‌ای به ساخت این دسته از خودروها فکر نمی‌کرد! چون بازاری برای آن وجود نداشت؛ همچنین، تکنولوژی ماشین‌های بنزینی بسیار پیشرفت کرده بود و دیگر کسی دوست نداشت سوار خودروهای کند و ضعیف برقی شود.

اوضاع به همین منوال پیش می‌رفت تا رسیدیم به اواخر قرن ۲۰ میلادی؛ یعنی زمانی که انسان‌ها فهمیدند ای دل غافل، زمینی که در آن زندگی می‌کنیم به‌شدت آلوده شده و باید فکر چاره بود! پس افزایش نگرانی‌ها راجع‌به آلودگی محیط‌زیستی و تغییرات اقلیمی، همراه با پیشرفت باورنکردنی تکنولوژی، باعث شد مردم مجدداً به خودروهای الکتریکی یا همان EV علاقه‌مند شوند.

طی دهه‌های اخیر، حاکمیت‌ها در سراسر جهان، سوبسیدهای گوناگونی برای تهیۀ خودروهای برقی ارائه می‌کنند. حتی در کشور کهن ما که متأسفانه سال‌ها (از نظر تکنولوژی) عقب‌تر از باقی کشورهای دنیا است، خودروهای برقی می‌توانند بدون مشکل وارد محدودۀ طرح ترافیک شوند!

ضمناً، بزرگ‌ترین خودروسازهای دنیا به این عرصه ورود کرده‌اند و با رقابتی شدیدی که در این حوزه به وجود آمده، شاهد عرضۀ ماشین‌ها حرفه‌ای، سریع، پرشتاب و بسیار جذاب برقی هستیم که از جملۀ شاخص‌ترین‌های آن‌ها می‌توان به انواع مدل‌های Tesla اشاره کرد.

‌

‌

حالا که هم می‌دانید ماشین برقی چیست و هم از تاریخچۀ آن مطلع شدید، بیایید ببینیم نحوۀ عملکرد این دسته از خودروها چگونه است.

‌

نحوۀ عملکرد خودروهای برقی به چه صورتی است؟

گفتیم که این دسته از خودروها به‌جای استفاده از موتورهای بنزینی و دیزل (موتورهایی که با گازوییل کار می‌کنند)، از یک موتور تمام الکتریکی بهره می‌برند. موتوری که انرژی لازم برای عملکرد را از یک باتری قابل شارژ می‌گیرد.

به‌طور کلی، طرز عملکرد EVها در مقایسه با خودروهای بنزینی و گازوییلی بسیار ساده‌تر است. اول از همه اینکه مثل تمام ادوات الکتریکی، این خودروها باید به یک منبع تغذیه متصل شوند تا انرژی مورد نیاز برای حرکت در باتری آن‌ها ذخیره شود.

به بیان خیلی ساده، همان‌طور که بالاتر هم گفتیم، باتری انرژی را به موتور می‌فرستد و موتور برقی هم با فعالیتیش نیروی لازم برای به حرکت کردن درآوردن چرخ‌ها را ایجاد می‌کند؛ همچنین، کلی قطعۀ الکتریکی پشت صحنه فعالیت دارند تا این سازوکار و حرکت به وجود بیاید.

تمام خودروهای برقی علاوه‌بر موتورهای الکتریکی و باتری، حاوی اینورتر، شارژر و ترمزهایی هستند که با استفاده از آن‌ها، باتری مجدداً شارژ خواهد شد! جلوتر عمیق‌تر و مفصل‌تر اجزای تشکیل‌دهندۀ یک خودروی برقی را زیر ذره‌بین خواهیم برد.

با فرض اینکه باتری شارژ است و می‌تواند انرژی لازم برای موتور را فراهم کند، وقتی راننده پدال گاز را فشار می‌دهد، سیگنالی به مقر فرماندهی یا مغز خودروی برقی فرستاده می‌شود. سیگنالی مبنی‌بر اینکه راننده قصد به حرکت درآوردن ماشین را دارد.

سازوکارهای پشت‌صحنه، از طریق اینورتر به موتور می‌فهمانند که چه مقدار انرژی از باتری به موتور سرازیر شده است؛ پس اینورتر انرژی DC باتری را به انرژی AC تبدیل می‌کند و آن را به موتور برقی که قلب خودرو است می‌فرستد.

‌

‌

موتور از انرژی AC دریافتی برای به حرکت درآوردن چرخ‌ها استفاده می‌کند و به این ترتیب، ماشین می‌تواند به جلو برود.

اما نکتۀ جالب راجع‌به سیستم ترمز خاص و جذاب این خودروها است. با بهره‌گیری از سازوکاری با عنوان Regenerative Braking، هر بار که راننده ترمز می‌کند، مقداری از انرژی بازگشتی به باتری برگردانده می‌شود و اندکی آن را شارژ می‌کند. سازوکاری که کارآمدی کل سیستم را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

یادآور می‌شویم که به‌خاطر این سازوکار ساده و حذف سوخت‌های فسیلی، ماشین‌های برقی سازگاری خیلی بیشتری با محیط زیست دارند و علاوه‌بر آن، بسیار کم‌صداتر از خودروهای بنزینی هستند و جزو عوامل ایجاد آلودگی صوتی محسوب نمی‌شوند.

‌

EVها انواع مختلفی دارند و در بخش بعدی، راجع‌به این انواع صحبت خواهیم کرد.

‌

بررسی انواع خودروهای برقی و نحوۀ عملکرد هرکدام

فهمیدیم که قدمت ساخت چنین خودروهایی به صدها سال قبل برمی‌گردد و از همان روزهای آغازین اختراع خودروها، مفهومی با عنوان خودروهای برقی هم وجود داشت! پس تعجبی ندارد که انواع مختلف و گوناگونی از EVها موجود باشد؛ چون مثل هرچیز دیگری، صنعت خودروهای برقی هم دستخوش تحولات بسیار شده و پیشرفت‌های حیرت‌انگیزی را تجربه کرده است.

‌

به‌هرحال، این شما و این انواع خودرهای برقی:

۱. Battery Electric Vehicles (BEVs)

این دسته از خودروهای برقی که به آن‌ها ماشین‌های تمام الکتریکی (all-electric vehicles) هم می‌گویند، هیچ‌گونه موتور بنزینی‌ای ندارند و برای فعالیت فقط از الکتریسیته استفاده می‌کنند. این دسته از خودروهای برقی با یک یا چند موتور الکتریکی کار می‌کنند؛ موتورهایی که گفتیم انرژی خود را از یک باتری قابل شارژ می‌گیرند.

اغلب BEVهای امروزی با باتری‌های لیتیومی کار می‌کنند. خودروسازها سراغ لیتیوم می‌روند، چون در مقایسه با حجمی که اشغال می‌کند، می‌تواند توان خیلی زیادی را به ارمغان بیاورد!

این دسته از خودروهای برقی سازگارترین ماشین‌ها با محیط زیست هستند و هیچ‌گونه گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌کنند؛ به بیان دیگر، BEVها مطلقاً نقشی در آلودگی هوا ندارند!

BEVهای امروزی می‌توانند با هر بار شارژ مسافتی حول‌وحوش ۵۰۰ کیلومتر را بپیمایند و این یک پیشرفت بزرگ در صنعت ساخت خودروهای برقی به حساب می‌آید.

از جملۀ شاخص‌ترین ماشین‌هایی که در این دسته‌بندی قرار می‌گیرند، موارد زیر هستند:

• Audi e-tron GT
• BMW i4
• Chevrolet Bolt EUV
• Ford Mustang Mach-e
• GMC Hummer EV
• Tesla Model S

گفتیم هرچه زمان جلوتر می‌رود، خودروسازهای بیشتری به این وادی ورود می‌کنند و بزرگ‌ترین کمپانی‌های دنیا هم سراغ ساخت خودروهای تماماً برقی می‌روند. فکرش را می‌کردید روزی شورلت و فورد موستانگ برقی ببینید؟! هامر الکتریکی چطور؟

‌

۲. Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEV)

این دسته از خودروهای برقی، علاوه‌بر موتور الکتریکی، از موتورهای سنتی بنزینی هم بهره می‌برند. PHEVها با موتور الکتریکی کار می‌کنند که می‌تواند با یک بار شارژ کامل، خودرو را تا ۸۰ کیلومتر (بسته به مدل خودرو و اندازۀ باتری) حرکت دهد. بعد از پایان شارژ باتری و از کار افتادن موتور برقی، موتور بنزینی وارد عمل می‌شود و پیمایش مسیرهای طولانی‌تر را ممکن می‌کند.

این دسته از خودروهای برقی هم به حفظ محیط زیست کمک می‌کنند و از آنجایی که در مسافت‌های کوتاه با موتور الکتریکی کار می‌کنند، گازهای گلخانه‌ای خیلی کمتری در مقایسه با خودروهای تماماً بنزینی یا گازوییلی وارد جو زمین خواهند کرد.

بنابراین، افرادی که دغدغۀ محیط زیست را دارند و می‌خواهند در حفظ سلامت آن نقش (هرچند اندک) داشته باشند، می‌توانند سراغ PHEVها بروند و خیالشان راحت باشد که اگر نیاز به رانندگی در مسیرهای طولانی به وجود آمد، می‌توانند از موتور نیازمند به سوخت‌های فسیلی ماشین خود استفاده کنند.

وقتی نگاهی به نمونه‌های این دسته می‌اندازیم، می‌بینیم خودروسازهای مطرح در ساخت PHEVها هم کوتاهی نکرده‌اند و ردپای بزرگ‌ترین کمپانی‌ها را شاهد خواهیم بود. خودروهایی مثل:

• Audi A3 E-Tron
• Bentley Bentagaya
• BMW i8
• Chrysler Pacifica
• Ferrari SF90 Stradale
• Ford Fusion Energy
• Hyundai Sonata
• Jeep Wrangler 4xe
• Land Rover Defender PHEV

در بین این اسامی، BMW i8 برای ما ایرانی‌ها شناخته‌شده‌تر است؛ چون قبل از پایان روزهای خوش و بسته شدن واردات، تعدادی از این خودروی بی‌نظیر وارد کشور شد و همچنان، هرازگاهی برخی از آن‌ها را در معابر شهرهای مختلف می‌بینیم.

نکتۀ قابل توجه دیگر اینکه حتی بزرگ‌ترین غول‌های آفرود و ماشین‌های ۴X4 هم برخی مدل‌های جدید را به‌صورت PHEV عرضه می‌کنند. مثل Jeep Wrangler و Land Rover Defender که شاسی‌بلندسواران می‌دانند چه هیولاهایی هستند!

‌

۳. Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV)

سازوکار FCEVها تا حد زیادی شبیه به انواع BEV است که بالاتر آن‌ها را بررسی کردیم. منتهی با این تفاوت که انرژی الکتریکی لازم از طریق یک واکنش شیمیایی بین سوخت هیدروژنی و اکسیژن تولید می‌شود! یعنی این دسته از خودروهای برقی مثل BEVها شارژ نمی‌شوند و کلاً با روال متفاوتی پیش می‌روند.

پس در این دسته از خودروهای برقی، انرژی در قالب هیدروژن ذخیره می‌شود و با تبدیل شدن به انرژی الکتریسیته، ماشین به حرکت درمی‌آید. این خودروها مخزنی دارند که هیدروژن در آن ذخیره می‌شود؛ مخزنی که در عرض چند دقیقه پر خواهد شد؛ درست مثل ماشین‌هایی که با سوخت فسیلی کار می‌کنند!

FCEVها با هر مخزن پر هیدروژن می‌توانند تا بیشتر از ۴۵۰ کیلومتر را بپیمایند. ضمن اینکه آن‌ها هم از تکنولوژی Regenerative Braking بهره می‌برند و هر بار که راننده ترمز می‌کند، مقداری انرژی در یک باتری مخصوص ذخیره می‌شود.

FCEVها هم هیچ‌گونه گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌کنند که از این منظر به BEVها شباهت دارند.

لازم است این را هم بگوییم که در مقایسه با انواع دیگر خودروهای برقی، تعداد خودروهای ساخته‌شده در این دسته‌بندی خیلی کمتر هستند و از جملۀ معروف‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• BMW iX5
• Honda Clarity
• Hyundai Nexo
• Kia FK
• Land Rover Defender Fuel Cell
• Range Rover FCEV
• Toyota Mirai LE

برویم سراغ نوع آخر از انواع خودروهای برقی.

‌

۴. Hybrid Electric Vehicle (HEV)

این دسته از خودروهای برقی را در مدل‌های مختلفی در کشورمان دیده‌ایم و می‌بینیم. HEVها یا ماشین‌های هیبریدی هم به‌طور هم‌زمان از یک موتور الکتریکی و یک موتور بنزینی استفاده می‌کنند. تفاوت آن‌ها با PHEVها در این است که نمی‌توان آن‌ها را به ایستگاه‌های مخصوص نصب کرد تا شارژ شوند.

جالب است موتور الکتریکی درون این دسته از خودروهای برقی، به کمک موتور نیازمند سوخت فسیلی شارژ می‌شوند و البته که سیستم جذاب Regenerative Braking هم اینجا نقش ویژه‌ای ایفا می‌کند!

به همین خاطر است که این دسته از خودروهای برقی (یا شاید بهتر است بگوییم نیمه‌برقی) در کشور ما بیشتر دیده می‌شوند؛ چون همان‌طور که خودتان می‌دانید، زیرساخت‌های لازم برای شارژ چنین ماشین‌هایی در کشور ما بسیار محدود هستند.

خوب است بدانید کمپانی مشهور تویوتا با عرضۀ Toyota Prius، جزو اولین کمپانی‌هایی بود که اقدام به ساخت چنین خودروهایی کرد. مدلی که در کشور ما هم به کرات دیده می‌شود؛ البته مدل قدیمی‌تر آن که با هر متر و معیاری طراحی زشتی دارد!

‌

HEVها در دو نوع عرضه می‌شوند که عبارتند از:

• Mild Hybrid Electric Vehicles (MHEVs): این نوع اسامی دیگری هم دارد، مثل Micro Hybrids، Power Assist Hybrids و Battery Assisted Hybrid Electric Vehicles. در این نوع HEVها، باتری و موتور الکتریکی با هم کار می‌کنند تا انرژی لازم برای حرکت خودرو را تأمین کنند و شرایط لازم برای خاموش شدن موتور هنگام توقف خودرو را فراهم بیاورند. MHEVها نمی‌توانند با اتکای صرف به انرژی الکتریسیته ماشین را حرکت دهند و به اندازۀ خودروهای تمام هیبرید کم‌مصرف نیستند!
• Full Hybrid Electric Vehicles (FHEVs): این دسته از HEVها باتری‌های با توان بیشتر و موتورهای الکتریکی قدرتمندتری در مقایسه با نوع قبلی، یعنی MHEVها دارند. آن‌ها می‌توانند مسافت‌های کوتاه را فقط با مصرف انرژی الکتریکی (با سرعت کم) بپیمایند.

علاوه‌بر Toyota Prius که کمی بالاتر به آن‌ اشاره کردیم، خودروهای زیر هم در دستۀ HEVها قرار می‌گیرند:

• Audi A8 Le-tron
• Dodge Ram 1500 eTourque
• Ford Focus MHEV
• Honda CR-Z
• Hyundai Tucson 48V
• Kia Niro Hybrid
• Land Rover Discovery Sport MHEV
• Lexus CT200h
• Mercedes-Benz S 400 Hybrid
• Range Rover Evoque
• Toyota Yaris Hybrid

اینجا باز هم لازم است یک نکتۀ مهم را متذکر شویم. در تمامی انواعی که بررسی کردیم، دیدید که نامدارترین کمپانی‌ها، حتی آمریکایی‌ها که به ساخت خودروهای پرمصرف شهره بودند، با قدرت وارد این عرصه شده‌اند. شاید خیلی‌ها در ایران فکر کنند فقط شرکت تسلا و چند برند دیگر خودروهای برقی می‌سازند، اما دیدید که حتی فراری و جیپ هم قدم به وادی گذاشته‌اند و جهان می‌رود که انرژی پاک را جایگزین سوخت‌های فسیلی کند!

شاید بهتر باشد در بخشی جداگانه، نگاهی موشکافانه‌تر داشته باشیم به تفاوت‌های خودروهای برقی و خودروهای هیبریدی.

‌

خودروهای برقی و هیبریدی چه تفاوت‌هایی با هم دارند؟

اصلی‌ترین تفاوت بین EVها و خودروهای هیبریدی (که در بخش قبلی آن‌ها را یکی از انواع خودرهای برقی به حساب آوردیم)، در نحوۀ تولید انرژی لازم برای حرکت توسط موتور آن‌ها است.

‌

‌

همان‌طور که گفتیم، EVها می‌توانند با استفاده از انرژی برق به‌تنهایی کار کنند. مخازن باتری بزرگ آن‌ها انرژی الکتریکی را ذخیره و آن را به نیروی پیشران ماشین تبدیل می‌کند؛ همچنین، EVها هیچ‌گونه گاز گلخانه‌ای نمی‌سازند و به همین خاطر، سازگاری خیلی بیشتری با محیط زیست ما دارند.

نکتۀ مهم دیگر اینکه EVها باید به ایستگاه‌های مخصوص وصل شوند تا انرژی الکتریکی لازم را به دست آورند. بسته به مدل شارژر و البته باتری، مدت‌زمان لازم برای هر بار شارژ کامل هم متفاوت است! ضمناً باید بدانید EVهای امروزی می‌توانند با هر بار شارژ کامل تا ۴۰۰ کیلومتر مسافت را طی کنند.

در نقطۀ مقابل، خودروهای هیبریدی امکان استفادۀ صرف از انرژی الکتریکی را ندارند؛ یعنی در کنار موتور الکتریکی، همچنان موتورهای بنزینی و گازوییلی هم در این خودروها به کار گرفته می‌شوند. ضمن اینکه مخزن باتری آن‌ها در مقایسه با EVها کوچک‌تر است.

وقتی ماشین‌های هیبریدی را با خودروهای مجهز به موتورهای بنزینی و گازوییلی مقایسه می‌کنیم، می‌بینیم انتشار گازهای سمی و آلوده‌کننده در آن‌ها بسیار کمتر است؛ ولی در مقایسه با EVها که گفتیم میزان تولید گازهای گلخانه‌ای را به صفر می‌رسانند، خیلی هم با محیط زیست سازگاری ندارند!

و اما مهم‌ترین تفاوت اینکه خودروهای برقی را نمی‌توان به ایستگاه‌های مخصوص متصل کرد تا باتری خود را شارژ کنند. انرژی الکتریکی این خودروها توسط همان سوخت فسیلی که به‌صورت سنتی بارگیری می‌شود تأمین خواهد شد؛ و البته سیستم Regenerative Braking که بالاتر به آن اشاره کردیم و در ادامه بیشتر به آن می‌پردازیم.

با توجه به کوچک‌تر بودن مخزن باتری خودروهای هیبریدی، آن‌ها امکان پیمایش مسافت خیلی کمتری را با استفاده از موتور برقی دارند. نهایتاً ۸۰ کیلومتر که گفتیم سرعت هم کمتر خواهد بود و بیشتر برای پیمایش‌های درون شهری مناسب است! به محض اینکه انرژی ذخیره‌شده درون باتری به اتمام برسد، موتور بنزینی وارد عمل خواهد شد و امکان ادامه دادن با سرعت بیشتر را به وجود می‌آورد.

به‌طور کلی، آن‌هایی که خیلی دغدغۀ محیط زیست دارند و می‌توانند به زیرساخت‌های لازم برای شارژ خودرو دسترسی پیدا کنند، EVها را گزینه‌های بهتری می‌بینند که تمام امکانات قابل انتظار از یک خودرو بی‌نظیر و بی‌نقص را ارائه می‌کنند.

‌

‌

اما آن‌هایی که به این زیرساخت‌ها دسترسی راحت ندارند (مثل ما ایرانی‌ها) و می‌خواهند مطمئن باشند در بزنگاه‌های مهم موتورهای بنزینی و گازوییلی به کمکشان می‌آیند، سراغ خودروهای هیبریدی می‌روند.

اجازه دهید همچنان خودروهای هیبریدی را هم جزو انواع خودروهای برقی به حساب بیاوریم و از این تفاوت‌های نسبتاً ناچیز چشم‌پوشی کنیم.

اگر موافق باشید، در بخش بعدی نگاهی بیندازیم به ساختار خودروهای برقی و ببینیم زیر کاپوت آن‌ها چه قعطاتی جا خوش کرده‌اند!

‌

بررسی ساختار ماشین‌های برقی و قطعات ضروری آن‌ها

بالاتر گفتیم که روال کار خودروهای برقی به چه صورتی است. حالا می‌خواهیم نگاهی موشکافانه‌تر بیندازیم به قطعاتی که چنین عملکردی را ممکن می‌کنند؛ پس بیایید هرکدام از قطعات تشکل‌دهنده و البته ضروری آن‌ها را بررسی کنیم:

‌

• مخزن باتری: تقریباً در همۀ انواع خودروهای برقی، باتری یک قطعۀ بسیار مهم و کاربردی به حساب می‌آید. در واقع، باتری همان نقشی را در این نوع ماشین‌ها ایفا می‌کند که مخزن سوخت در خودروهای رایج‌تری که ما هنوز از آن‌ها استفاده می‌کنیم دارد. باتری‌ها با استفاده از یون‌های لیتیومی متعدد، حجم زیادی از انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کنند و از آن برای به حرکت درآوردن خودرو بهره می‌برند. نکتۀ قابل توجه اینکه این مخازن معمولاً زیر ماشین قرار می‌گیرند تا توزیع وزن به بهترین شکل انجام بگیرد و امنیت در بالاترین حد ممکن تأمین شود.

‌

• موتور الکتریکی: برخلاف ماشین‌های بنزینی و گازوییلی که از موتورهای نیازمند سوخت فسیلی استفاده می‌کنند (موتورهایی که با قطعات متحرک فراوان کار می‌کنند)، خودروهای برقی با موتورهای الکتریکی برای تولید نیروی محرکه پیش می‌روند! انرژی ذخیره‌شده در مخازن باتری، نیروی لازم برای موتور را فراهم می‌آورد. نیرویی که گشتاور ایجاد می‌کند و چرخ‌ها را به حرکت وامی‌دارد. توجه داشته باشید که بسته به مدل خودرو، ممکن است از توان یک یا چند موتور الکتریکی بهره برد.

‌

• اینورتر: باتری، انرژی را به‌صورت برق مستقیم یا DC را ذخیره می‌کند؛ منتهی موتور الکتریکی برای عمکلرد خود نیازمند برق غیرمستقیم یا AC است. اینجا اینورتر وارد عمل می‌شود و با تبدیل DC درون باتری به AC مورد نیاز موتور، نقشی حیاتی را ایفا می‌کند.

‌

• شارژر: همان‌طور که دیدید، اغلب مدل‌های خودروهای برقی به ایستگاه‌های مخصوص وصل و شارژ می‌شوند. جالب است که اینجا انرژی ورودی از ایستگاه‌ها به‌صورت AC است، منتهی شارژر تعبیه‌شده در این خودرها، آن را به DC تبدیل می‌کند تا امکان ذخیره‌سازی انرژی در باتری به شکلی کاملاً بهینه فراهم شود. به بیان بهتر، شارژر در نقش یک پل بین شبکۀ انرژی و مخزن باتری خودروی برقی قرار می‌گیرد و ارتباط بین این دو را ممکن می‌کند.

‌‌

‌

• سیستم Regenerative Braking: بالاتر راجع‌به چیستی این سیستم صحبت کردیم. گفتیم که Regenerative Braking یک قابلیت کلیدی است که بهره‌وری در خودروهای برقی را افزایش می‌دهد. وقتی رانندۀ خودروی پایش را روی ترمز می‌فشارد، موتور برقی مثل یک مولد عمل می‌کند! تکانۀ معکوس خودرو که ناشی از فشردن ترمز است، مجدداً به انرژی الکتریکی تبدیل و به باتری بازگردانده می‌شود تا انرژی موجود در آن را به میزان خیلی محدودی شارژ کند. با استفاده از این سیستم، توان EV برای طی مسافتی بیشتر (به میزان اندک) فراهم می‌شود!

‌

• سیستم خنک‌کننده: خودروهای برقی هم مثل خودروهای بنزینی و گازوییلی به ساختاری نیاز دارند تا حرارت تولیدشده در خودرو را کنترل کند. توجه داشته باشید که اگر حرارت از مقداری مشخص بیشتر شود، عملکرد مخزن باتری، موتور برقی و تمام قطعات دیگر با اختلال مواجه خواهد شد؛ به همین خاطر، وجود چنین سیستمی در انواع خودروهای برقی یک ضرورت غیرقابل انکار است. اینجا هم سیستم خنک‌کننده از رادیاتور، لوله‌های انتقال و مایع خنک‌کننده تشکیل می‌شود.

‌

• یونیت کنترل‌گر مرکزی: این قسمت مغز خودروی برقی است. هربار که راننده اقدامی (مثل فشردن یکی از پدال‌ها) را انجام می‌دهد، این یونیت سیگنالی دریافت می‌کند و بعد از آن، مشخص می‌شود که چه مقدار انرژی الکتریکی برای آن اقدام به‌خصوص نیاز است! می‌توان گفت این یونیت از عملکرد بهینه و ایمن تمام قطعات الکتریکی در سراسر خودرو اطمینان حاصل می‌کند.

‌

• مبدل DC به DC: بالاتر گفتیم یک اینورتر اصلی داریم که وظیفۀ تبدیل DC به AC را دارد. در کنار این اینورتر، برخی خودرهای برقی از یک مبدل DC به DC هم بهره می‌برند. این مبدل، برق مستقیم (DC) با ولتاژ بالا را دریافت و آن را به برق مستقیم با ولتاژ کمتر تبدیل می‌کند. قابلیت‌های بسیاری در ماشین‌ها وجود دارند که نیازمند برق DC هستند، منتهی با ولتاژ پایین‌تر! مثلاً شارژر گوشی‌های موبایل.

‌

حالا که تقریباً تمام آنچه لازم است را دربارۀ این نوع خودروها می‌دانید، خوب است ببینیم چه مزایایی با استفاده از این خودروها حاصل می‌شوند.

‌

استفاده از خودروهای برقی چه مزایی را به‌همراه می‌آورد؟

بدون شک، بزرگ‌ترین و مهم‌ترین مزیت ماشین‌های برقی، حفظ سلامت محیط زیست است. تا همین چند سال پیش، خیلی‌ها این دغدغه را مضحک می‌دانستند و اهمیتی برای آن قائل نمی‌شدند؛ اما اکنون اوضاع متفاوت است.

در اغلب نقاط کشورمان، بیشتر روزها هوا به شدت آلوده است. حتی حالا روستاها هم به این مشکل گرفتار شده‌اند و چشیدن طعم هوای پاک می‌رود که به یک آرزو بدل شود. طبیعتاً وقتی استفاده از خودروهای برقی همه‌گیر شود، بخش اعظمی از آلاینده‌ها حذف خواهند شد.

‌

‌

گفتیم که همۀ انواع خودروهای برقی، گازهای آلایندۀ خیلی کمتری در مقایسه با خودروهای نیازمند سوخت فسیلی منتشر می‌کنند. حتی برخی از آن‌ها میزان انتشار را به صفر می‌رسانند و خب این عالی است؛ چون کیفیت هوا بهتر می‌شود؛ مخصوصاً در مناطق شهری و پرتردد. به‌دنبال این موضوع، سلامت جامعه بهبود می‌یابد که یک دستاورد مهم و قابل توجه است.

شاید بگویید تولید برق هم نیازمند سوخت‌های فسیلی است که کاملاً درست می‌گویید؛ ولی فراموش نکنید که استفاده از راهکارهای جایگزین مثل پنل‌های خورشیدی و انرژی باد برای تولید برق روزبه‌روز رایج‌تر می‌شود و شانس این را داریم که ببینیم روزی بدون تولید هیچ‌گونه گاز گلخانه‌ای، حمل‌ونقل هم بدون هیچ مشکلی انجام می‌گیرد!

بنابراین، انواع خودروهای برقی سلاحی بسیار کارآمد برای مبارزه با تغییرات اقلیمی و آلودگی محیط زیست به حساب می‌آیند. اگر امکان استفاده از EVها برای همگان فراهم شود، انتشار کربن و دیگر گازهای مخرب به حداقل می‌رسد و بشر می‌تواند به یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های عصر مدرن غلبه کند.

البته که مزایای خودروهای برقی فقط به مسائل محیط‌زیستی محدود نمی‌شود!

EVها از منظر اقتصادی هم می‌توانند ویژگی‌های مثبت زیادی را برای استفاده‌کنندگان رقم بزنند. برق معمولاً از انواع سوخت‌های فسیلی ارزان‌تر است؛ پس امکان صرفه‌جویی قابل توجه در مخارج به وجود می‌آید.

به‌علاوه، گفتیم بسیاری از کشورها سوبسیدهای زیادی برای تهیۀ این نوع خودروها ارائه می‌کنند. حتی گفتیم که در کشور خودمان هم ماشین‌های هیبریدی می‌توانند بدون نیاز به خرید مجوز و ترس از جریمه شدن، وارد محدودۀ ممنوعۀ طرح ترافیک شوند.

جالب است که هزینۀ نگهداری این خودروها هم معمولاً کمتر است! چون در مقایسه با ماشین‌های سنتی، قطعات متحرک کمتری دارند و این یعنی احتمالی خرابی کمتر! فقط یک مورد اینکه نیازی به پرداخت هزینه برای تعویض روغن وجود ندارد؛ چون موتورهای الکتریکی نیازی به روغن ندارند!

‌

‌

منتهی همان‌طور که بالاتر گفتیم، این خودروها باید در بین اکثریت جوامع فراگیر شوند تا اثراتی مثل کاهش قابل توجه آلودگی هوا نمود پیدا کنند. طبیعتاً این فراگیری نیازمند زیرساخت‌هایی است که در بخش بعد راجع‌به آن‌ها صحبت می‌کنیم.
‌

زیرساخت‌های لازم برای همه‌گیری حداکثری خودروهای برقی

راستش را بخواهید، مسائلی که در این بخش می‌خواهیم به آن‌ها بپردازیم، برای کشور ما که متأسفانه عقب‌ماندگی‌های بسیار دارد، خیلی رویایی به نظر می‌رسد؛ پس اجازه دهید کمی رویاپردازی و این‌طور خیال کنیم که همه‌چیز برای پذیرش خودروهای برقی توسط عموم مردم در ایران کهن، مهیا است!

‌

‌

گفتیم که با فراگیری EVها مزایای بسیاری حاصل می‌شوند که مهم‌ترین آن‌ها، از بین رفتن آلودگی‌های محیط‌زیستی و حتی آلودگی‌های صوتی (تا حد زیادی) است.

اول از همه، مهم‌ترین لازمه برای تحقق این فراگیری و پذیرش توسط عموم، این است که تعداد قابل توجهی ایستگاه‌های شارژ باید ساخته شوند. ایستگاه‌هایی که هم‌اکنون به تعداد خیلی محدود در پایتخت دیده می‌شوند و مثلاً چند دستگاه از آن‌ها در ورودی بوستان جنگلی یاس وجود دارند. این ایستگاه‌ها انواع مختلفی دارند و اگر هدف واقعاً فراهم آوردن امکانات برای پذیرش EVها توسط عموم باشد، باید از پیشرفته‌ترین نسخه‌ها استفاده شود که امکان شارژ سریع برای طی مسافت‌های طولانی را به وجود می‌آورند.

در واقع، همان‌طور که الان در جای‌جای شهرها و جاده‌های کشور پمپ‌بنزین‌ها وجود دارند، ایستگاه‌های شارژ ماشین‌های برقی هم باید به همین صورت رواج پیدا کنند. حتی باید انواع ساده‌تر آن‌ها هم وجود داشته باشند تا در محل کار و خانه‌های شهروندان هم امکان شارژ مخازن باتری خودروهای برقی به وجود بیاید.

همچنین، باید سازوکار استانداردی تعریف شود که نحوۀ شارژ کردن خودروهای مختلف با سیستم‌های گوناگون، به‌صورت یکسان فراهم باشد.

‌

‌

و البته شاید مهم‌تر از هرچیزی، باید سیستمی کارآمد برای نگهداری مؤثر از این ایستگاه‌ها تعریف شود؛ یعنی این‌طور نباشد که یکبار این دستگاه‌ها در مکان‌های مخصوص نصب شوند و بعد متصدیان امور آن‌ها را به حال خود رها کنند! توجه داشته باشید که اگر دارندگان خودروهای برقی با مشکلاتی از بابت تأمین انرژی لازم برای حرکت دادن خودرو مواجه شوند، قید EVها را می‌زنند و دوباره سراغ خودروهای سنتی می‌روند که با سوخت‌های فسیلی کار می‌کنند.

مسئلۀ مهم بعدی، تقویت شبکۀ برق‌رسانی کشور است؛ طبیعتاً وقتی قرار باشد الکتریسیته جایگزین بنزین و گازوییل شود، فشار مضاعفی به سیستم برق‌رسانی وارد خواهد شد. برای کنترل این فشار و درخواست بیشتر، باید با اتخاذ راهکارهایی حساب‌شده برای تأمین برق بیشتر تلاش کرد.

برای مثال، کشور ما پتانسیل خیره‌کننده‌ای برای تأمین انرژی پاک دارد. به نظرتان از کویرهای نقاط مرکزی کشور، می‌توان چه مقدار انرژی خورشیدی جذب کرد؟! خلاصه که ارتقا شبکه برق‌رسانی هم از دیگر ملزوماتی است که برای فراگیر شدن خودروهای برقی باید به آن توجه داشت.

البته که در کنار تقویت این شبکه، باید با استفاده از جدیدترین و به‌روزترین تکنولوژی‌ها، آن را تا جای ممکن هوشمند کرد. دنیا به سمت هوشمند شدن پیش می‌رود و با اتخاذ این رویکرد، امکان مصرف بهینۀ انرژی به وجود می‌آید.

بعد از فراهم آوردن این زیرساخت‌ها، باید با برنامه‌ریزی و ارائۀ پیشنهادات ویژه (همان کاری که کشورهای پیشرفته انجام می‌دهند)، مردم را تشویق به خرید این نوع خودروها کرد. به‌طور مشخص، در کشور ما باید خیال مردم را راحت کرد که خودروهای برقی امروزی می‌توانند از بسیاری خودروهای بنزینی قدرتمندتر باشند و امکان طی مسافت‌های طولانی با تنها یک بار شارژ هم فراهم است؛ آن هم با هزینۀ کمتر!

حتی در شرایط فعلی کشور هم می‌توان مردم را تشویق به استفاده از خودروهای هیبریدی کرد. حاکمیت می‌تواند گمرک واردات این دسته از خودروها را حذف کند تا سیل مردم به سمت تهیۀ این خودروها با قیمت خیلی پایین‌تر روی بیاورند. همین کار می‌تواند کمک بزرگی به حذف آلودگی در کلان‌شهرهای ما بکند؛ اما افسوس که اراده‌ای وجود ندارد! امید که روزی شرایط بهتر شود.

اگر دوست دارید با خودروهای برقی موجود در ایران آشنا شوید، در بخش بعدی که قسمت انتهایی مقاله است هم همراه ما بمانید.

‌

نگاهی به خودروهای برقی موجود در بازار ایران

همان‌طور که گفتیم، از چندی پیش (تا زمانی که واردات آزاد بود و خودروهای روز خیلی راحت‌تر وارد کشور می‌شدند)، چند مدل خودروی هیبریدی به کشور آمدند. بالاتر از Toyota Prius به‌عنوان یک مثال نام بردیم. در کنار این مدل از تویوتا، خودروهای هیبریدی دیگری هم در بازار ایران یافت می‌شوند که عبارتند از:

• Toyota Camry XLE
• Toyota Camry SE
• Lexus NX300H
• Lexus CT200H
• Hyundai Sonata Hybrid
• Kia Optima

یادآور می‌شویم که همۀ این خودروها مدل‌های قدیمی هستند و بعد از اینکه مجاری قانونی واردات خودرو خارجی بسته شدند، ما سال‌ها از دیدن خودروهای روز برندهای مطرح، در خیابان‌ها و جاده‌های ایران‌زمین محروم بودیم.

ولی چند وقتی می‌شود که زمزمۀ واردات مجدد خودرو به گوش می‌خورد. کم‌وبیش هم خودروهای جدید در سطح شهرها دیده می‌شوند. اخبار می‌گویند مسئولات برنامۀ ویژه‌ای برای گسترش خودروهای برقی دارند و دیگر صرفاً محدود به خودروهای هیبریدی نخواهیم بود.

در اردیبهشت ۱۴۰۳ بود که یکی از مسئولان مربوطه اعلام کرد تعداد ۸ هزار خودرو برقی آماده عرضه به بازار هستند. با ذکر این نکته که عرضۀ آن‌ها تسهیل‌شده است و قوانین محدود‌کننده برای واردات خودروهای خارجی، روی این دسته از ماشین‌ها اعمال نمی‌شوند.

اسامی EVهایی که امیدواریم به زودی در کشور ببینیم، عبارتند از:

• Nissan Leaf
• Hyundai Kona Electric
• Volkswagen ID 4
• Kia Niro EV
• Hyundai Ioniq 5
• Kia EV6
• Toyota bZ4x

علاوه‌بر این خودروها که ساخت کمپانی‌های مطرح هستند، چینی‌ها  هم به حضور پررنگ خود در بازار ایران ادامه می‌دهند و ماشین‌های برقی زیر، ساخت خودروسازهای این کشور شرقی هستند:

• Jac J4 EV
• Jac EJS1
• Jac EJ7
• Lamari Eama HEV

تازه پروژه‌ها ملی هم در این راستا تعریف شده‌اند که از جملۀ آن‌ها می‌توان به تارا برقی، داچیا اسپرینگ برقی و اسکای ول ET5 اشاره کرد.

این هم از تمام آنچه لازم بود راجع‌به خودروهای برقی بدانید. برویم سروقت جمع‌بندی مقاله؟

‌

آینده از آن خودروهای برقی است!

خوشمان بیاید یا نه، در آینده‌ای نه‌چندان دور، خودروهای برقی به حاکم بلامنازع بازارهای تمام دنیا (حتی بازار ایران) تبدیل می‌شوند و باید با خودروهای بنزینی و گازوییلی فعلی خداحافظی کنیم. این امر اجتناب‌ناپذیر است؛ همان‌طور که گریزی از شیفت به انرژی‌های پاک وجود ندارد!

‌

‌

امیدواریم بعد از خواندن این مقاله؛ اطلاعات ارزنده‌ای دربارۀ خودروهای برقی به دست آورده باشید. اجازه دهید با یک پرسش این مقاله را به پایان ببریم. آن هم اینکه شما فکر می‌کنید چه زمانی ماشین‌های برقی در ایران خودمان کاملاً فراگیر شوند؟