موتور خودرو های الکتریکی از نظر عملکرد، بسیار ساده و قبل درک هستند. ما میخواهیم متوجه شویم که موتور این خودرو ها که از قدرت الکتریکی تغذیه می کنند، چگونه کار می کنند.
امروزه صحبت از خودرو های الکتریکی بسیار داغ است و هر روز اخبار گوناگون و گاها جذابی از آن ها میشنویم. از شرکت تسلا ایلان ماسک گرفته تا خودرو های الکتریکی چینی، بازار رقابتی جذابی برای این مدل خودرو ها ایجاد شده است.
اگر ما بفهمیم موتور های الکتریکی چگونه کار می کنند در واقع می توانیم متوجه شویم که یک وسیله نقلیه الکتریکی چگونه کار می کند.
برای بسیاری از افرادی که غیر فنی هستند شاید درک نحوه حرکت این نوع خودرو ها سخت به نظر برسد. اما نحوه عملکرد یک ماشین الکتریکی بسیار ساده تر از یک موتور بنزینی یا دیزلی است.
یک موتور احتراقی (بنزینی یا دیزلی) از سوخت های فسیلی استفاده می کند اما موتور خودرو های الکتریکی از انرژی های تجدید پذیر بهره می برند. به همین خاطر است که با توجه به تجدید ناپذیر بودن سوخت خودرو های احتراقی، بسیاری از کشور ها در حال ساخت و توسعه فناوری خودرو های برقی هستند.
همینجا باید از مهندس نابغه نیکولا تسلا تشکر کنیم که توانست جریان برق متناوب را اختراع کند تا در مرحله اول خودرو های الکتریکی بتوانند وجود داشته باشند. اکثر خودروهای الکتریکی، الکتریسیته جریان مستقیم را به برق جریان متناوب تبدیل می کنند.
جریان مستقیم و جریان متناوب
برای اینکه راحت تر درک کنیم که موتور خودرو های الکتریکی چگونه کار می کنند اول باید در مورد جریان مستقیم و متناوب بدانیم، که اصلا چه نوع جریاناتی هستند.
جریان الکتریکی مستقیم برقی است که یک طرفه جریان دارد، جریان متناوب به این معنی است که جریان الکترون تغییر می کند یا متناوب می شود. یک خودرو الکتریکی برای به حرکت در آمدن، تولید نیرو و شارژ مجدد دارای 5 مولفه اساسی است که هر 5 مولفه ضروری هستند.
1. بسته باتری
به طور قطع مهم ترین قسمت خودرو های الکتریکی پک باتری های آن است. این بسته یا پک باتری از 7000 باتری لیتیوم یونی تشکیل شده که وظیفه آن تولید جریان مستقیم است.
مجموعه ای از باتری ها کنار هم قرار می گیرند و برای اینکه بتوانند خنک شوند و عملکرد مطلوب خود را حفظ کنند، مایع خنک کننده ای بین آن ها جریان پیدا می کند. در این حالت باتری های خودرو های الکتریکی نه تنها ضعیف نمی شوند بلکه روز به روز کارآمد تر می شوند. زمانی که یک خودروی الکتریکی می توانست مسافت های کوتاهی را طی کند و باتری آن خالی می شد، خودرو های الکتریکی جدید می توانند چند صد کیلومتر را طی کنند.
2. معکوس کننده یا اینورتر
معکوس کننده در خودرو های الکتریکی، همانطور که از اسمش پیداست، جریان مستقیم باتری ها را به جریان متناوب تبدیل می کند. معکوس کننده همچنین در ترمز های احیا کننده نقش مهمی دارند و انرژی را به باتری منتقل می کند. به این صورت که با کاهش سرعت، انرژی جنبشی وسیله نقلیه از طریق موتور به برق تبدیل می شود و برای استفاده بعدی به پک باتری بر می گردد.
3. موتور القایی
خودرو های الکتریکی برای حرکت کردن نیاز به موتور های القایی دارند و از این نوع موتور ها استفاده می کنند. با توجه به نوع ساخت خودرو، یا از موتور های الکتریکی که درون آن یک آهنربای دائمی قرار دارد استفاده می شود و یا از موتور های القایی AC. موتور های القایی در خودرو های الکتریکی تسلا مدل 3 از نوع آهنربایی است و درون آن آهنربا استفاده شده است.
در هر دو این نوع موتور ها چه آهنربایی و چه AC، جریان متناوب یک میدان مغناطیسی دایره وار تولید می کند که باعث چرخش موتور می شود. یک تفاوت بزرگی که بین این دو نوع موتور القایی وجود دارد این است که در موتور های آهنربایی دائمی، برای چرخاندن موتور به برق نیازی نیست. و این به خاطر خاصیت آهنرباست.
4. پیشرانه
نیروی پیشرانه توسط یک موتور گیربکس از موتور خودرو الکتریکی به چرخ ها منتقل و در نتیجه خودرو رو به جلو حرکت می کند.
5. شارژ کردن
در نهایت برای شارژ کردن باتری خودرو های الکتریکی نیاز هست تا آن را به یک منبع برق خارجی متصل کنیم. خودرو های برقی به سه روش شارژ می شوند.
روش اول: شارژر های خانگی
در روش شارژ اول نیاز به تجهیزات خاصی وجود ندارد و عملیات شارژ خودرو الکتریکی در خانه انجام می شود. برای این روش از یک دو شاخه 120 ولتی و یک پریز استاندارد استفاده می شود. شارژ کردن به این شیوه به زمان بیشتری برای شارژ وسیله نقلیه الکتریکی نیاز دارد و زمان بر است.
روش دوم: شارژر های خانگی و تجاری EVSE
در این روش که به آن EVSE گفته می شود از یک دو شاخ 220 ولتی برای شارژ وسیله نقلیه الکتریکی استفاده می شود. این روش هم کاربرد خانگی و هم تجاری دارد. بیشتر خودرو سازان الکتریکی این روش را در زمان خرید پیشنهاد می کنند چرا که شارژرهای روش دوم یعنی EVSE بسیار سریع تر از شارژرهای روش اول هستند. در این روش باتری خودرو های الکتریکی تنها در دو ساعت به طور کامل شارژ می شوند.
روش سوم: شارژر های سریع EVSE DC
روش نهایی توسط یک ایستگاه شارژ سریع DC در یک ایستگاه شارژ تخصصی انجام می شود. این تجهیزات بسیار تخصصی هستند و با تمام وسایل نقلیه الکتریکی سازگار نیستند، اما در 30 دقیقه میتوانند باتری خودرو های الکتریکی را تا 80 درصد شارژ کنند.
