كيف تعمل السيارات الكهربائية؟

انتشرت السيارات الكهربائية بسرعة كبيرة ويعتبر تطور سوق السيارات الكهربائية أمرًا لا بد منه مع تحول اتجاهات المستخدمين بامتلاك سيارات صديقة للبيئة وموفرة في استهلاك الطاقة، وتعتمد السيارات الكهربائية في عملها على محركات كهربائية بالكامل دون الحاجة لاستخدام مصادر الطاقة غير المتجددة مثل الوقود كما هو الحال في السيارات العادية، ومن خلال السطور التالية سنستعرض لكم الأجزاء الأساسية وكيفية عمل السيارات الكهربائية بالكامل.

سيارات كهربائية للبيع في السعودية

المكونات الرئيسية للسيارة الكهربائية

تتكون السيارات الكهربائية من مجموعة من الأجزاء الرئيسية التي تعمل معًا بصورة متكاملة بطريقة تدفع السيارة للحركة، وقد تحتوي السيارات الكهربائية على أجزاء إضافية عن السيارات التقليدية، وتأتي المكونات الرئيسية للسيارات الكهربائية كالآتي:-

المحرك الكهربائي

تمتلك السيارات الكهربائية محرك كهربائي، يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية والتي تقوم بدورها بتحريك عجلات السيارة ودفعها للأمام، وعلى عكس المحركات التقليدية التي تعمل بالاحتراق الداخلي، فإن المحركات الكهربائية توفر آلية الكبح المتجدد والتي تعمل على إبطاء السيارة وتحويل الطاقة الحركية إلى شكل آخر وتخزينها لاستخدامها في المستقبل، وهناك نوعين من المحركات الكهربائية تأتي كما يلي :

• محرك DC : محرك يعمل بالتيار المستمر، ويستمد الطاقة من خلال تيار مباشر كالبطاريات، وتتمتع بسرعة أعلى وعزم دوران أكبر أثناء الحركة على الطرقات.
• محرك AC : هو محرك يعمل بالتيار المتردد يكون مصدر الطاقة فيها هو التيار المتردد، و تعمل بسرعات عالية لكنها لا تقارن بما تصل إليه محركات التيار المستمر.

ويوضح الجدول التالي الفروقات الأساسية بين نوعي المحركات المستخدمة في السيارات الكهربائية: –

البطارية

تعمل المحركات في السيارات الكهربائية بالتعاون مع مصدر طاقة مستمر مثل البطاريات، وتحتوي معظم السيارات الكهربائية على حزمة بطاريات الجر EVB ، والتي تعد من أهم مكونات السيارة الكهربائية، وتقوم بتشغيل المحركات حيث انها تعمل كنظام تخزين للطاقة على كل تيار مستمر والذي يعمل على زيادة مدى المسافة التي تقطعها السيارة الكهربائية، كما تمتلك السيارات الكهربائية مجموعة من البطاريات المساعدة المخصصة لشحن ملحقات السيارة مثل أضوية السيارة وغيرها ، ويكون شحن بطارية السيارة الكهربائية من خلال توصيل السيارة عبر منافذ الشحن بمصدر طاقة خارجي يقوم بشحن البطارية، وفيما يلي سنستعرض طريقة شحن البطارية في السيارة الكهربائية: –

طريقة شحن البطارية في السيارة الكهربائية

يمكن شحن البطارية للسيارة الكهربائية من خلال توصيلها بمصدر طاقة خارجي عبر منفذ الشحن الموجود في الهيكل الخارجي للسيارة، ويتم شحن بطارية السيارة الكهربائية من خلال عدة طرق وأماكن وتشمل ما يلي :-

• شحن السيارة الكهربائية في المنزل

يمكن شحن السيارة الكهربائية من خلال توصيلها عبر مقبس المنزل باستخدام شاحن بقدرة 11 كيلوواط ولمدة 9 ساعات على الأقل، أو باستخدام وشاحن بقدر 7 واط لشحن السيارة خلال مدة لا تقل عن 13 ساعة.

• شحن السيارة الكهربائية في محطات الشحن العامة

يمكن شحن بطارية السيارة الكهربائية من خلال نقاط الشحن العامة في الأماكن المخصصة بقدرة 7 كيلوواط ولمدة 60 دقيقة مما يكفي السيارة لقطع مسافة تصل إلى 35 كم.

• شحن البطارية عند نقاط الشحن السريعة

أما عن نقاط الشحن السريعة بقدرة 50 كيلوواط، فيمكن شحن السيارة فيها لمدة 15 دقيقة وتكون كافية لقطع مسافة تصل إلى 62 كم، أو باستخدام نقاط الشحن السريعة بقدرة 100 واط، والتي تسمح للسيارة قطع مسافة تصل إلى 127 كم أثناء القيادة بفترة زمنية وجيزة لا تتجاوز الـ 15 دقيقة فقط.

ناقل الحركة

لا تتطلب السيارات الكهربائية وجود ناقل حركة متعدد السرعات، حيث يقوم صندوق التروس بتحويل الطاقة الميكانيكية الناتجة من المحرك الكهربائي إلى طاقة حركية لتدوير العجلات، ويجب أن تكون كفاءة نقل الحركة عالية في السيارات الكهربائية لتجنب فقد الطاقة.

وحدة التحكم

تقوم وحدة التحكم في إلكترونيات الطاقة بتحديد وإدارة تدفق الطاقة الكهربائية التي توفرها البطارية الرئيسية في السيارات الكهربائية، كما تتحكم بسرعة المحرك الكهربائي وعزم دوران الذي يولده أثناء الحركة، بالإضافة إلى قراءات أخرى مهمة في تسيير السيارة وحركتها على الطرقات.

الشاحن الداخلي

يوجد الشحن الداخلي تحت الغطاء الأمامي للسيارة الكهربائية، ويعمل على تحويل مصدر التيار المتردد الذي يتم استلامه من منفذ الشحن إلى مصدر تيار مستمر، كما يقوم شاحن السيارة الداخلي بمراقبة خصائص البطاريات المختلفة في السيارة مثل الجهد، ودرجة الحرارة، وحالة الشحن ،بالإضافة إلى التحكم في التيار المتدفق خلال حزمة البطارية.

نظام التبريد

تتمثل مسؤولية نظام التبريد بالمحافظة على درجة حرارة التشغيل للمحرك والبطارية والأجزاء الأخرى، وهذه المكونات تتعرض للحرارة بسبب تيارات الكهرباء، وبسبب السرعة الزائدة على الطريق، كمان ان العوامل الخارجية مثل حرارة فصل الصيف من الممكن أن تؤثر على حرارة السيارة والمحرك الكهربائي، ويقوم نظام التبريد باستخدام مزيج من التبريد الكهروحراري وتبريد الهواء القسري والتبريد السائل معاً للحصول على أفضل النتائج.

منفذ الشحن

تحتوي جميع السيارات الكهربائية على منفذ خاص بشحن السيارة سواء بكابل الشحن المخصص للشحن المنزلي أو للشحن في محطات الشحن السريعة، وعادة ما يتواجد منفذ الشحن في الجزء الأمامي أو الخلفي في جانبية السيارة.

آلية عمل السيارات الكهربائية

تختلف السيارات الكهربائية في آلية عملها عن السيارات التقليدية، ويعود ذلك إلى الاختلاف الرئيسي في المكونات الأساسية للسيارة، حيث تعتمد السيارة في عملها على محركات كهربائية، تتبع نظامًا خاصًا لتحويل الطاقة من شكل إلى آخر لتحريك السيارة على الطرقات، وفيما يلي سنسنعرض آلية عمل وتوليد الطاقة في السيارة الكهربائية:-

آلية توليد الطاقة وتحريك السيارة

يأتي المحرك الكهربائي مع مغناطيسين كهربائيين، أحدهما ثابت والآخر دوار بشكل مستمر، يولد الجزء الثابت مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا بمساعدة التيار المباشر، أما الجزء الدوار ينتج مجاله المغناطيسي تيار متناوب، ويمتلك كلا المغناطيسين أقطاب تتنافر وتتجاذب بالتناوب مما يؤدي إلى بدء الحركة في السيارة.

تستمد السيارات الكهربائية طاقتها من إلكترونيات الطاقة و تسير على الطرقات بمساعدة محرك التيار المتزامن المتناوب الذي يعمل على تحويل التيار من البطارية إلى الشكل والقوة والتردد الصحيحة، ودائمًا يكون الجزء الثابت من المحرك مصنوعًا من حديد مغناطيسي ناعم، ويكون مغلفاً بطبقة عازلة تمنع التيارات الدوامة من الحدوث، وبالتالي يستطيع الجزء الثابت من توليد المجال المغناطيسي وتوجيهه بالطريقة المناسبة لتحريك السيارة على الطرق.

شحن البطارية

تحتوي السيارات الكهربائية على بطاريتين، أحداهما مسؤولة عن القيادة، والأخرى بطارية إضافية مسؤولة عن بدء التشغيل والأضواء والقفل المركزي وغيرها من الأدوات، وتستخدم السيارات الكهربائية 3 أنواع من البطاريات وتختلف هذه البطاريات في بعض خصائصها مثل السعة والحجم وكيفية إنتاج الطاقة، بالإضافة إلى المكونات الرئيسية لكل بطارية من الداخل وتأتي كما يلي:-

1. بطارية الليثيوم
2. بطارية الليثيوم أيون
3. بطارية الصوديوم أيون

وهناك مجموعة من النصائح التي يمكن اتباعها للمحافظة على شحن البطاريات في السيارات الكهربائية:-

• تجنب الشحن الكامل أو التفريغ الكامل: يجب عليك تجنب شحن سيارتك الكهربائية بنسبة تزيد عن 80% أو تقل عن 20% للمحافظة على عمر البطارية، وتعمل الأنظمة الحديثة في السيارات الكهربائية على إدارة مستويات الشحن، ولكن الحفاظ على نسبة شحن متوسطة يساعد في حماية البطارية لعمر أطول .
• تقليل استخدام الشحن السريع: رغم أن محطات الشحن السريع DC توفر لك توفيرًا كبيرًا للوقت والجهد، حيث يمكنها رفع مستوى البطارية إلى 80% في أقل من 30 دقيقة، إلا أن هذا النوع من الشحن يضغط على البطارية وقد يقلل من عمرها الافتراضي وكفاءة عمها، ولذلك، يُنصح بالاعتماد على الشحن السريع في الحالات الاستثنائية فقط، مثل الرحلات الطويلة والسفر.
• الحفاظ على حالة شحن مثالية أثناء التخزين: عندما تخطط لتخزين سيارتك لفترة طويلة في حالات السفر، من الأفضل الحفاظ على نسبة شحن البطارية بين 50% و60% لضمان سلامة البطارية وعدم تعرضها للتلف في فترة التخزين.
• التقليل من القيادة بسرعات عالية: ينصح القيادة بسرعات معتدلة في السيارات الكهربائية، حيث إن القيادة بسرعات عالية جداً وبشكل مفاجئ قد تؤثر سلباً على عمر البطارية وقد تؤدي إلى تلفها مع مرور الوقت، حيث أن الحفاظ على سرعة ثابتة ومعتدلة يساهم في إطالة عمر البطارية.

وفي الختام تعتبر السيارات الكهربائية من الخيارات المميزة في السوق السعودي، وتقدم أداءًا ممتازًا للباحثين عن سيارات سهلة في الاستخدام وعملية واقتصادية في استهلاك الوقود.