معرفی خودروی برقی و انواع آن

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: خودروی برقی، خودرویی است که سیستم حرکتی آن توسط موتور برقی کار میکند و برق را از طریق باطری قابل شارژ دریافت می‌کند.
در این خودروها، بسته به ورودی‌هایی که از طریق پدال‌های گاز و ترمز اعمال می‌شوند، کنترل کننده‌ی خودروی برقی، سیگنال کنترل مناسبی را به مبدل الکترونیکی قدرت ارسال می‌کند که وظیفه‌ی مبدل الکترونیکی قدرت، تنظیم توان جاری شده بین موتور الکتریکی و منبع انرژی می‌باشد. انرژی بازیافت شده از ترمز خودرو می‌تواند در منبع انرژی ذخیره شود، زیرا منبع انرژی قابلیت پذیرش این انرژی را دارد. اکثر باتری‌های وسایل نقلیه‌ی الکتریکی به آسانی توانایی پذیرش انرژی بازیافت شده را دارند. واحد مدیریت انرژی با کنترل کننده‌ی وسیله نقلیه همکاری می‌کند تا انرژی بدست آمده از ترمز را کنترل کند. این بخش همچنین با واحد سوخت گیری در ارتباط است تا میزان قابلیت استفاده از منبع انرژی را کنترل کند.

انواع خودروی برقی
Hybrid Electric Vehicles (HEVs)
Plug-in Hybrid (PHEVs)
Full Electric (BEVs)

خودرو‌هایی که از ادغام دو و یا چند پیشرانه انتقال نیرو که بطور مستقیم یا غیر مستقیم به سیستم انتقال قدرت وابسته هستند را خودرو‌های هیبیریدی گوییم. انواع مختلف خودرو‌های هیبریدی وجود دارد که خودروی بنزینی برقی متداولترین آنهاست. دو سیستم پیشرانه در خودرو‌های هیبریدی را می‌توان با هم به رو شهای مختلفی ترکیب کرد از جمله: سری، موازی و سری- موازی، این نام‌گذاری‌ها به حالتی‌که موتور احتراقی و موتور الکتریکی توان را به چرخ‌ها وارد می‌کنند، باز می‌گردد.

خودرو‌های هیبریدی می‌توانند انرژی را بازیابی و در باتری ذخیره نمایند. هنگامیکه خودرو در حال ترمز است، انرژی جنبشی خودرو به صورت گرما تلف می‌شود. هر چه سرعت خودروبیشتر باشد، انرژی جنبشی بیشتری دارد. در خودرو‌های هیبریدی می‌توان مقداری از این انرژی را بازگرداند و در باتری برای استفاده مجدد ذخیره کرد. این کار با سیستم” ترمز احیا کننده” Regenerative Braking انجام می‌گیرد. در این حالت موتور الکتریکی به مانند یک ژنراتور رفتار می‌کند و با کند کردن خودرو، این انرژی جنبشی را به انژی الکتریکی نبدیل کرده و در باتری ذخیره می‌کند. یک خودروی هیبریدی همیشه نیاز به روشن بودن موتور احتراقی ندارد. برای مثال بعضی وقت‌ها پشت چراغ قرمز می‌توان موتور احتراقی خودروی هیبریدی را خاموش کرد که باعث افزایش بازدهی مصرف سوخت می‌شود.
سیستم Regenerative Braking بیش از ۹۰ درصد انرژی ترمز را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

خودروی هیبریدی سری:
دراین خودروها، موتور احتراقی به یک ژنراتور توان وارد می‌کند. الکتریسیته تولید شده یا باتری را شارژ می‌کند و یا توان را به صورت مستقیم وارد موتور الکتریکی می‌کند. موتور الکتریکی به سیستم انتقال قدرت متصل است.
به این خودرو‌ها extended-range یا range-extended هم می‌گویند، چون آن‌ها برای طی مسافت بیشتری با باتری طراحی شده اند. در هیبرید‌های سری موتور احتراقی به طور مستقیم به سیستم انتقال قدرت نیرو نمی‌دهد. بیشترین مزیت خودروی هیبریدی سری این است که توان خروجی موتور احتراقی به باتری وارد می‌شود بنابراین از موتور‌های احتراقی می‌توان در سرعت‌های ثابت و بازدهی بالا استفاده کرد و مصرف سوخت آن بهینه شود. بدین خاطر که موتور احتراقی می‌تواند در حالت بیشترین بازدهی فعالیت کند، آلودگی نیز کاهش می‌یابد.

خودرو هیبرید موازی:
در این ساختار باک بنزین سوخت را به موتور احتراقی می‌رساند و باتری‌ها نیز الکتریسیته را به موتور الکتریکی می‌رساند و هر دو موتور احتراقی و الکتریکی هم زمان و تواما به سیستم انتقال قدرت متصل می‌شوند و این قدرت به چرخ‌ها می‌رسد.
هنگامی‌که به حداکثر نیرو نیاز است هر دو موتور با همدیگر آغاز به انتقال نیرو به چرخ می‌کنند. در خودروی هیبریدی موازی به دو محرک نیرو احتیاج است؛ موتور احتراقی و موتور الکتریکی. در این نوع خودروها، از هرکدام از موتور‌های احتراقی و الکتریکی به صورت جداگانه و یا همزمان به طور موازی، می‌توان استفاده نمود.
مزیت این ساختار بر ساختار هیبرید سری این است که از موتور احتراقی و موتور الکتریکی کوچکتری برای ایجاد حداکثر عملکرد بهینه، تا زمانی که باتری تمام نشده‌است، می‌توان استفاده کرد.

خودروی دوگانه سری-موازی:
در این خودروها، توان ایجاد شده در موتور احتراقی، به دو بخش مکانیکی و الکتریکی تقسیم شده و بخش الکتریکی به گونه‌ای کنترل می‌شود که این موتور در نقطه بهینه خود کار کند. این کار توسط بخش جداکننده توان صورت می‌پذیرد. انرژی الکتریکی علاوه بر انتقال به موتور الکتریکی، می‌تواند در باتری‌ها ذخیره شود. اگر خودرو در حالت سری کار کند موتور احتراقی توان لازم برای تولید انرژی الکتریکی را به ژنراتور می‌دهد و این انرژی الکتریکی از طریق موتور الکتریکی به نیروی مکانیکی لازم برای به حرکت درآوردن چرخ‌ها تبدیل می‌شود. در حالت موازی نیز هم موتور احتراقی و هم موتور الکتریکی می‌توانند با هم کار کرده تا بهترین بازدهی را داشته باشند.
در خودرو‌های هیبریدی از موتور‌های احتراقی و الکتریکی به شکل‌های مختلف می‌توان استفاده نمود. اگر موتور الکتریکی و موتور احتراقی برای انتقال نیرو به یک محور متصل شوند، هنگامی که با هم کار می‌کنند باید دارای سرعت یکسان باشند، ولی گشتاور آن‌ها می‌تواند باهم جمع شده یا از هم کم شود. در بعضی خودرو‌ها موتور الکتریکی و احتراقی هرکدام به محور‌های جداگانه متصل می‌شوند.
خودرو‌های هیبریدی موازی را براساس این که کدام موتور، موتور غالب برای تامین نیرو برای به حرکت درآوردن چرخ هاست نیز تقسیم بندی می‌کنند. در حالتی که موتور احتراقی موتور غالب است از موتور الکتریکی تنها زمانی استفاده می‌شود که به نیروی بیشتری نیاز باشد؛ و به خودرو‌های هیبریدی موازی که در آن‌ها موتور الکتریکی غالب است خودرو‌های mild hybrids نیز می‌گویند.

 Hybrid Electric Vehicles (HEVs)
این نوع خودروی هیبریدی این قابلیت را دارد که فقط از یکی از این منابع انرژی یا هر دوی آن‌ها در کنار یکدیگر استفاده کند.
عدم قابلیت شارژ باتری این خودرو‌ها از معایب آنهاست.

 Plug-in Hybrid (PHEVs)
در این نوع خودرو‌های هیبریدی، با بهبود سیستم پکیجینگ باتری، امکان شارژ مستقیم باتری‌ها هم وجود دارد. یعنی باتری‌ها به برق وصل شده و شارژ می‌شوند.
باتری این خودرو‌ها دارای قابلیت شارژ و تخلیه بسیار سریع هستند.

 Full Electric (BEVs)
این خودرو‌ها دیگر موتور احتراقی ندارند و تنها با شارژ باطری‌ها کار می‌کنند. از انرژی باتری‌ها هم به عنوان نیروی محرکه موتور الکتریکی و هم برای تامین انرژی لازم برای سایر تجهیزات استفاده می‌شود. باتری‌ها می‌توانند هم از طریق اتصال به شبکه برق و هم از انرژی ترمز خودرو و حتی از منابع الکتریکی غیر شبکه نظیر پیل‌های خورشیدی شارژ شوند. این خودرو‌ها فاقد آلاینده‌های گاز‌های گلخانه‌ای بوده و سرو صدای بسیار کمی داشته و راندمان بسیار بالاتری نسبت به خودرو‌های احتراقی دارند. قیمت موتور‌های الکتریکی آن‌ها هم بسیار کم است. دلیل اصلی قیمت بالای خودرو‌های برقی باتری‌های آنهاست که با سرمایه گذاری‌های شرکت‌های بزرگ و کشور‌های پیشرو در زمینه خودروی برقی و تولید انبوه این خودروها، قیمت آن‌ها نیز هر روز رو به کاهش است.