خودروی برقی
خودروی برقی یا خودروی الکتریکی (به انگلیسی: Electric vehicle) به خودرویی گفته می‌شود که از باتری‌های قابل شارژ به عنوان منبع انرژی، و از موتور الکتریکی به عنوان نیروی محرکه استفاده می‌کند.
اولین خودروهای برقی عملی در دهه ۱۸۸۰ معرفی شدند.[۱][۲] تولید این‌گونه خودروها با تولید انبوه خودروهای موتور احتراقی ارزان، دچار افت شدید گردید. در دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ میلادی با وقوع بحران انرژی مجدداً خودروی برقی مورد توجه قرار گرفت ولی این علاقه‌مندی سبب تولید انبوه و ایجاد بازار رقابتی نشد.
از سال ۲۰۰۸ میلادی با توجه به پیشرفت فناوری باتری‌ها، نگرانی‌ها در خصوص قیمت نفت و نیاز به کاهش گازهای گلخانه‌ای[۳] انقلابی اساسی در تولید خودروهای برقی صورت گرفته‌است.[۴]
از مزایای خودروی برقی نسبت به خودروی احتراقی می‌توان به کاهش قابل ملاحظه آلودگی هوای محلی،[۵] کاهش گازهای گلخانه‌ای و کاهش وابستگی به نفت اشاره کرد.[۶]
تعداد زیادی از کشورها و دولت‌های مربوطه به منظور ترویج و گسترش بازار خودروهای برقی از انگیزاننده‌های دولتی برای خودروهای برقی استفاده می‌کنند.
در مقایسه با خودروهای احتراق داخلی، خودروهای برقی کم صداتر هستند و هیچ گونه آلودگی خروجی از اگزوز ندارند.
شارژ خودروهای برقی علاوه بر اینکه در ایستگاه‌های شارژ بین راهی امکان‌پذیر است می‌توان شارژرهای مخصوص را در خانه‌ها نیز نصب کرد.[۷] موفق‌ترین خودروهای برقی تاریخ که نیسان لیف و تسلا مدل اس هستند توسط سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا رده‌بندی شده که به ترتیب قادر به طی مسافت ۲۴۳ کیلومتر و ۶۰۰ کیلومتر هستند.[۸][۹][۱۰]
ساختار
قوای محرک یک وسیله نقلیه الکتریکی شامل سه زیر مجموعهٔ اصلی است: نیرو محرکهٔ الکتریکی، منبع انرژی و کمک‌دهنده که این سه زیر مجموعه، خود دارای زیر مجموعه‌هایی هستند که در شکل به‌طور کامل نمایش داده شده‌اند.
بسته به ورودی‌هایی که از طریق پدال‌های گاز و ترمز اعمال می‌شوند، کنترل‌کنندهٔ وسیله نقلیه سیگنال کنترل مناسبی را به مبدل الکترونیکی قدرت ارسال می‌کند که وظیفهٔ مبدل الکترونیکی قدرت، تنظیم توان جاری شده بین موتور الکتریکی و منبع انرژی می‌باشد. جریان توان برگشت، به دلیل احیای ترمز وسیله نقلیهٔ الکتریکی رخ می‌دهد. این انرژی بازیافت شده می‌تواند در منبع انرژی ذخیره شود زیرا منبع انرژی قابلیت پذیرش این انرژی را دارد. اکثر باتری‌های وسایل نقلیهٔ الکتریکی همچون ابرخازن‌ها و فلای‌ویل‌ها، به آسانی توانایی پذیرش انرژی بازیافت شده را دارند. واحد مدیریت انرژی با کنترل‌کنندهٔ وسیله نقلیه همکاری می‌کند تا احیای ترمز و انرژی بدست آمده از طریق آن را کنترل کند. این بخش همچنین با واحد سوخت‌گیری در ارتباط است تا آن را کنترل کند و میزان قابلیت استفاده از منبع انرژی را به تصویر بکشد. منبع توان کمکی، توان مورد نیاز با سطوح ولتاژهای مختلف را برای همهٔ بخش‌های کمکی وسیله نقلیهٔ الکتریکی تأمین می‌کند، مخصوصاً برای واحدهای کنترل‌کنندهٔ شرایط هوا و توان فرمان.[۱۳]
باتری‌ها
کانکتور SAE J۱۷۷۲–۲۰۰۹
در فناوری خودروهای برقی باتری یکی از نقش‌های مهم را بر عهده دارد.
عواملی چون ظرفیت باتری، عملکرد باتری، دوام باتری، طول عمر، چگالی انرژی،
چگالی توان، حساسیت نسبت به دما، زمان شارژ و قیمت از شاخصه‌های مهم انتخاب
باتری می‌باشد.[۱۴]
باتری بسیاری از خودروهای برقی که امروزه تولید می‌شوند از نوع لیتیوم-یون
هستند. اگرچه باتری‌های لیتیومی اغلب به خاطر ظرفیت زیاد و چگالی انرژی
مناسب مورد استفاده قرار می‌گیرند ولی عمر مفید و دوام آن‌ها محدود است و
این مسئله از عمده عواملی است که هزینه‌های ساخت و تولید خودروی برقی را
بالا برده‌است. تحقیقات برای استفاده از ترکیبات دیگری از لیتیوم مانند
فسفات‌آهن-لیتیوم و لیتیوم-تیتانات برای حل مشکل دوام و عمر باتری‌ها در
جریان است.
انواع دیگر باتری‌های مورد استفاده در خودروی برقی عبارتند از:
- باتری اسیدی که هنوز در بسیاری از مدل‌های خودروی برقی استفاده می‌شود. هزینه‌های اولیه کمتری نسبت به بقیه باتری‌ها دارد و افزایش توان خروجی با اضافه کردن تعداد باتری‌ها به سادگی قابل انجام است.
- باتری نیکل–کادمیم
- باتری نیکل– هیدرید فلز
- باتری نیکل-آهن
استفاده از چندین نوع باتری نیز در حال تحقیق و بررسی است. مانند:
- باتری روی-هوا
- باتری آلومینیوم – هوا
- باتری نمک مذاب
- باتری روی-برم
- باتری اکسایش‌کاهش وانادیم
شارژ خودروهای برقی
افزایش تعداد خودروهای برقی، اگرچه کاهش اتکا به سوخت‌های فسیلی را به دنبال خواهد داشت ولی شارژ خودروهای برقی می‌تواند یکی از معضلات پیش روی صنعت برق باشد. از سویی شرکتهای توزیع و بهره برداران شبکه بایستی در خصوص تحویل توان درخواستی به صاحبان خودروهای برقی زیرساختهای خود را تقویت و به روز کنند و از طرف دیگر رفتار تصادفی و ناهماهنگ مالکان خودرو برای شارژ باتری می‌تواند شبکه توزیع را دچار مشکلاتی چون افزایش پیک مصرف،[۱۵] نوسانات ولتاژ و افزایش تلفات نماید.[۱۶]
شارژ خانگی
شارژ سریع
منبع: ویکی‌پدیا
