ليست بطارية عادية ..ماذا تعرف عن مكونات بطاريات السيارات الكهربائية وكيف تعمل؟
مع الازدياد الملحوظ في عدد السيارات الكهربائية المصنعة والمستهلكة حول العالم، المتزامن مع تقليص عدد السيارات العاملة بالوقود الأحفوري يتساءل الكثيرون هل تتشابه بطارية السيارة العادية مع السيارة الكهربائية؟
سنحاول في هذه السطور ذكر مكونات بطاريات السيارات الكهربائية
مم تصنع بطاريات المركبات الكهربائية؟
تستخدم غالبية المركبات الكهربائية بطاريات الليثيوم أيون، على غرار تلك الموجودة في الأدوات الاستهلاكية مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية. تمامًا مثل الهاتف.
ويتم شحن بطارية السيارة الكهربائية باستخدام الكهرباء، والتي يتم استخدامها بعد ذلك للطاقة، في هذه الحالة لقيادة السيارة.
في حين أن بطاريات معظم الأجهزة لها وقت محدد قبل نفادها، فإن بطاريات السيارات الكهربائية لها “نطاق” أي المسافة التي يمكن أن تقطعها السيارة قبل نفاد شحن البطاريات. بعد ذلك، ستحتاج إلى إعادة الشحن مرة أخرى.
بطاريات السيارات الكهربائية ليست وحدة واحدة، لكنها تتكون من مئات الخلايا. كقاعدة عامة، يعني العدد الأكبر من الخلايا عمومًا بطارية ذات سعة أكبر، وبالتالي نطاقًا أطول من الأميال يمكن للسيارة أن تقطعها.
غالبًا ما تستخدم السيارات الهجينة بطاريات هيدريد النيكل والمعدن بدلاً من الليثيوم أيون. إن دورات حياتها الطويلة وسلامتها ومقاومتها لسوء الاستخدام تجعلها جذابة لمصنعي السيارات الهجينة. ومع ذلك، فإن تكلفتها عالية، ويمكن أن تفقد الحرارة أو تفريغ نفسها في درجات حرارة عالية.
وبالمقارنة، تتمتع تقنية بطاريات الليثيوم أيون بكثافة طاقة عالية، وهي مناسبة لدورات الشحن السريع وهي مثالية للسيارة الكهربائية. كما أنها تحتفظ بكثافة الطاقة هذه على مدى آلاف دورات الشحن هذه.
كيف تصنع بطاريات السيارات الكهربائية.
تُصنع بطاريات المركبات الكهربائية من مزيج من المواد الخام. تعد المعادن “الأساسية” مثل الألومنيوم والنحاس والحديد من المكونات المهمة، ولكن أغلى المواد هي المعادن “الثمينة” مثل الكوبالت والنيكل والمنغنيز، إلى جانب عناصر مثل الجرافيت والليثيوم.
يجب استخراج هذه المواد من الأرض بطريقة معقدة ومكلفة، وهذا أحد الأسباب التي تجعل شراء السيارات الكهربائية أكثر تكلفة من سيارات الاحتراق. المكون الأكثر تكلفة في السيارة الكهربائية هو بطاريتها.
يعتبر البعض أن استخراج هذه المواد مثير للجدل. تم العثور على العديد من هذه المعادن فقط في مناطق مختارة من العالم، مثل الصين وأمريكا الجنوبية. يمكن أن يؤدي تعدينها إلى مشاكل مع السياسة العالمية وهيمنة سلسلة التوريد، فضلاً عن المخاوف الإنسانية. يستخدم الليثيوم أيضًا الكثير من الماء عند تعدينه، مما يتسبب في مشاكل محتملة للزراعة
من حيث الانبعاثات المحلية، وإذا تم إعادة شحنها من مصادر الطاقة المتجددة، يُنظر إلى السيارات الكهربائية عمومًا على أنها أفضل بكثير بالنسبة للبيئة.
وجد تقرير صادر عن المنطقة الاقتصادية الأوروبية أن السيارة الكهربائية النموذجية في أوروبا تنتج كميات أقل من غازات الاحتباس الحراري وملوثات الهواء مقارنة بما يعادل البنزين أو الديزل. عادة ما تكون الانبعاثات أعلى في إنتاج السيارات الكهربائية، ولكن يتم تعويضها عمومًا عن طريق انخفاض الانبعاثات أثناء دورة الاستخدام
فولكس فاجن هي إحدى الشركات المصنعة للسيارات التي تنشئ إنتاجًا مستدامًا للبطاريات باستخدام مصادر الطاقة المتجددة. سيصبح هذا أكثر شيوعًا مع تزايد أعداد الشركات التي تضخ الأموال والتفكير في عمليات الإنتاج البيئية
حتى لو تم توليد الكهرباء المستخدمة لشحن سيارة كهربائية جزئيًا عن طريق حرق الوقود الأحفوري، فإن الحجم والوزن المتزايدين لمحطات الطاقة هذه يسمحان لها بأن تكون أكثر كفاءة بكثير من محركات الاحتراق الداخلي لمركبات البنزين والديزل المقيدة بالحجم. والوزن.
ما مدى موثوقية بطاريات السيارات الكهربائية؟
أثبتت السيارات الكهربائية (والهجينة) أنها من أكثر السيارات موثوقية على الطريق. يتم دعم ذلك بضمانات طويلة لبطاريات السيارات الكهربائية، والتي تتجاوز عمومًا ضمان الشركة المصنعة الشامل للسيارة (ثماني سنوات أو 100000 ميل نموذجي).
تمامًا مثل بطاريات الليثيوم أيون في الإلكترونيات الاستهلاكية، تتحلل بطاريات المركبات الكهربائية بمرور الوقت ومن خلال دورات الشحن المتكررة، لكن الانخفاض في الأداء يكون أقل حدة بكثير من العديد من الأجهزة الإلكترونية الأصغر، مثل الهواتف الذكية. وذلك لأن عدد دورات الشحن في هذه الأجهزة أكثر تكرارًا بكثير منه في السيارات الكهربائية؛ عامل أكثر أهمية في تدهور البطارية من العمر.
هناك أشياء يمكنك القيام بها للحفاظ على بطارية سيارتك الكهربائية.
حافظ على مستوى الشحن بين 20 في المائة و 80 في المائة لجعل بطاريتك تدوم لفترة أطول، ولا تستخدم دائمًا أجهزة الشحن السريع بالتيار المستمر، لأن هذا قد يكون له تأثير سلبي على عمر البطارية.
كيف تؤثر البطارية على مدى وأداء السيارة الكهربائية.
بدلاً من مقدار القوة الحصانية التي تمتلكها، يُقاس خرج الطاقة للمركبة الكهربائية بشكل مثالي بالكيلوواط (كيلووات). تُقاس سعة تخزين طاقة البطارية بالكيلوواط / ساعة (كيلوواط / ساعة) بدلاً من ذلك مثل عدد اللترات التي تنتجها الشركة.
المكونات الرئيسية لبطارية المركبات الكهربائية
1.حزمة بطارية الجر
تُعرف حزمة بطارية الجر أيضًا باسم بطارية السيارة الكهربائية (EVB). تعمل على تشغيل المحركات الكهربائية للمركبة الكهربائية. تعمل البطارية كنظام تخزين كهربائي. تخزن الطاقة في شكل تيار مستمر. سيكون النطاق أعلى مع زيادة كيلوواط للبطارية. يعتمد عمر البطارية وتشغيلها على تصميمها. يقدر عمر بطارية الجر بحوالي 200,000 ميل.
2. محول DC-DC
توفر حزمة بطارية الجر جهدًا ثابتًا. لكن المكونات المختلفة للسيارة لها متطلبات مختلفة. يوزع محول DC-DC طاقة الخرج القادمة من البطارية إلى المستوى المطلوب. كما يوفر الجهد المطلوب لشحن البطارية المساعدة.
3. محرك كهربائي
محرك الجر الكهربائي هو المكون الرئيسي للمركبة الكهربائية. يقوم المحرك بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية. تقوم هذه الطاقة بتدوير العجلات. المحرك الكهربائي هو المكون الرئيسي الذي يميز السيارة الكهربائية عن السيارات التقليدية. ميزة مهمة للمحرك الكهربائي هي آلية الكبح المتجدد. تعمل هذه الآلية على إبطاء السيارة عن طريق تحويل طاقتها الحركية إلى شكل آخر، وتخزينها لاستخدامها في المستقبل. هناك نوعان أساسيان من المحركات DC و AC.
4. السلطة العاكسة
وهي تغطي طاقة التيار المستمر من البطاريات إلى طاقة التيار المتردد. كما أنها تحول التيار المتردد المتولد أثناء الكبح المتجدد إلى تيار مستمر. تستخدم هذا أيضًا لإعادة شحن البطاريات. يمكن للعاكس تغيير سرعة
5. ميناء الشحن
يربط منفذ الشحن السيارة الكهربائية بمصدر خارجي. يقوم بشحن حزمة البطارية. يقع منفذ الشحن أحيانًا في الجزء الأمامي أو الخلفي من السيارة
7. وحدة التحكم
تحدد وحدة التحكم في إلكترونيات الطاقة عمل السيارة الكهربائية. تقوم بتنظيم الطاقة الكهربائية من البطاريات إلى المحركات الكهربائية. تحدد الدواسة التي يضبطها السائق سرعة السيارة وتكرار تباين الجهد الذي يتم إدخاله إلى المحرك. كما أنه يتحكم في عزم الدوران الناتج.
8. البطاريات الإضافية
البطاريات الإضافية هي مصدر الطاقة الكهربائية لملحقات المركبات الكهربائية. في حالة عدم وجود البطارية الرئيسية، ستستمر البطاريات المساعدة في شحن السيارة. يمنع انخفاض الجهد الناتج أثناء بدء تشغيل المحرك من التأثير على النظام الكهربائي.
9. النظام الحراري (التبريد)
نظام الإدارة الحرارية مسؤول عن الحفاظ على درجة حرارة التشغيل للمكونات الرئيسية للمركبة الكهربائية مثل المحرك الكهربائي ووحدة التحكم وما إلى ذلك. وهي تعمل أثناء الشحن أيضًا للحصول على أقصى أداء. إنها تستخدم مزيجًا من التبريد الكهروحراري وتبريد الهواء القسري والتبريد السائل.
10. ناقل الحركة
يتم استخدامه لنقل الطاقة الميكانيكية من المحرك الكهربائي إلى العجلات، من خلال علبة التروس. تكمن ميزة السيارات الكهربائية في أنها لا تتطلب ناقل حركة متعدد السرعات. يجب أن تكون كفاءة النقل عالية لتجنب فقد الطاقة.
وأخيرا … تعتبر بطارية السيارة الكهربائية أكثر تكلفة ولكنها مفيدة وغير مضرة للبيئة، للمزيد من المقالات زوروا موقع تيربو العرب.
المصدر: تيربو العرب
