اگرچه خودروهای برقی ممکن است از بیرون شبیه خودروهای معمولی به نظر برسند، اما در واقع در مقایسه با خودروهای موتور احتراقی کاملاً متفاوت عمل می‌کنند.
بیشتر خودروسازان سعی می‌کنند خودروهای الکتریکی خود را معمولی جلوه دهند تا خریداران سنتی را از خود دور نکنند، اما خودروهای الکتریکی در مقایسه با خودروهای احتراقی کاملاً متفاوت عمل می‌کنند. نیروی محرکه آنها متکی بر سیستم های کاملاً متفاوتی نسبت به خودروهایی است که با سوخت مایع کار می کند.
به همین دلیل است که مکانیک‌های خودرو معمولاً از کار با خودروهای الکتریکی خودداری می‌کنند مگر اینکه آموزش‌های ویژه‌ای داشته باشند. اگر می‌خواهید از تجربه مالکیت خودروهای برقی خود حداکثر استفاده را ببرید، دانستن اینکه چه چیزی باعث می‌شود یک خودروی الکتریکی به حرکت درآید و اجزای اصلی آن چیست، مهم است.
در اینجا اجزا و سیستم‌های اصلی که یک خودروی الکتریکی برای راه‌اندازی نیاز دارد، آورده شده است.
1. بسته باتری
بزرگترین، سنگین‌ترین و گران‌ترین قطعه‌ای که برای ساخت یک خودروی الکتریکی استفاده می‌شود، بسته باتری آن است. نقش آن ذخیره مقادیر قابل توجهی الکتریسیته و همچنین مقاومت در برابر چرخه های شارژ-تخلیه مکرر در شرایط آب و هوایی بسیار متفاوت است. در برخی از خودروهای برقی، بسته باتری نیز به عنوان عضوی ساختاری در شاسی خودرو عمل می کند.
بسته‌های باتری EV متشکل از صدها سلول جداگانه متصل به هم هستند و اندازه آنها از کمتر از 40 کیلووات ساعت در خودروهای کوچک‌تر تا بیش از 200 کیلووات ساعت در برخی وانت‌های برقی متفاوت است. GMC Hummer EV دارای یکی از بزرگترین باتری‌های صنعت، بسته 205 کیلووات ساعتی است که برد ادعایی 329 مایل را ارائه می‌کند. در انتهای دیگر مقیاس، Mini Cooper SE را داریم که بسته های باتری کوچک 32 کیلووات ساعتی آن تنها با یک بار شارژ می توانند مسافت 114 مایل را طی کنند.
همچنین شایان ذکر است که سازندگان هم ظرفیت کل و هم ظرفیت خالص (قابل استفاده) باتری را ذکر می کنند، به همین دلیل است که گاهی اوقات ظرفیت های متفاوتی را برای خودروهای برقی یکسان مشاهده می کنید. علاوه بر این، دو خودروی برقی با ظرفیت باتری یکسان احتمالاً برد یکسانی را ارائه نخواهند داد، زیرا شما همچنین باید میزان سبک بودن خودروها و مقاومت غلتشی آنها را نیز در نظر بگیرید، که در نهایت به میزان کارآمدی آنها از برق تبدیل می‌شود.
2. سیستم مانیتورینگ باتری
بسته باتری یک EV بدون آنچه که به عنوان سیستم نظارت باتری یا به اختصار BMS شناخته می شود، بی فایده (و خطرناک) خواهد بود. این نقش بسیار مهم نظارت بر بسته باتری و تنظیم دما، ولتاژ و جریان آن را ایفا می کند. همچنین BMS است که به شما تخمین های محدوده و وضعیت شارژ را می دهد که بر اساس میزان جریان باقی مانده در باتری محاسبه می کند.
BMS همچنین بر سلامت بسته باتری، هم به عنوان یک کل و هم هر سلول باتری جداگانه نظارت می کند. کاربران پیشرفته‌تر EV همچنین می‌توانند به گزارش‌های BMS که عملکرد باتری و الگوهای استفاده را ردیابی می‌کند، دسترسی داشته باشند. سپس می‌توان آنها را با جزئیات زیاد تحلیل کرد تا ببیند باتری چگونه کار می‌کند و چه چیزی را می‌توان بهینه کرد.
3. سیستم مدیریت حرارتی
نقش مهم دیگری که BMS بر عهده دارد، کنترل سیستم مدیریت حرارتی بسته باتری است. این برای تمام خودروهای برقی که می توانند دمای بسته خود را کنترل کنند، که شامل اکثر خودروهای برقی مدرن است، صدق می کند. خودروهایی مانند نسل های اولیه نیسان لیف و بی ام و i3 و همچنین رنو زوئی و فولکس واگن e-Golf همگی بدون مدیریت حرارتی عرضه شدند.
مدیریت دما در خودروهای برقی مانند سیستم خنک کننده خودروی احتراقی شما عمل می کند. متکی به مایعی است که از طریق مجموعه‌ای از شیلنگ‌ها و کانال‌ها در اطراف بسته باتری پمپ می‌شود تا گرما را از این اجزای حیاتی دور کند تا بهتر کار کنند و عمر طولانی‌تری داشته باشند.
برخی از سازندگان خودروهای برقی توصیه می‌کنند هر چند سال یکبار مایع خنک‌کننده را بررسی و تعویض کنید، در حالی که برخی دیگر (مانند تسلا) می‌گویند این یک سیستم کاملاً مهر و موم شده است که نیازی به تعمیر و نگهداری منظم ندارد.
پمپ های حرارتی نیز به طور فزاینده ای در خودروهای الکتریکی رایج می شوند. این قطعات مهم سخت افزاری با استفاده از گرمای باقیمانده از بسته باتری و موتور به گرم کردن کابین تا حد امکان بهینه کمک می کنند. آنها همچنین به خنک کنندگی کمک می کنند، زیرا عملکرد آنها می تواند معکوس شود تا اساساً بتوانند به عنوان واحد تهویه مطبوع عمل کنند.
4. موتور الکتریکی
قطعه سخت افزاری که در واقع نیروی محرکه یک خودروی الکتریکی را فراهم می کند، موتور الکتریکی آن است. انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند که چرخ ها را به حرکت در می آورد.
انواع مختلفی از موتورهای الکتریکی وجود دارد که هر کدام نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند، اما همه آنها از دو قسمت اصلی به نام روتور و استاتور تشکیل شده اند. اولی اساساً تنها بخش متحرک موتور الکتریکی است، در حالی که دومی اساساً محفظه روتور است و حاوی کانال‌هایی است که مایع از طریق آن پمپ می‌شود تا به واحد گرما بدهد.
بسیاری از خودروهای الکتریکی از موتور DC استفاده می‌کنند که با جریان مستقیم کار می‌کند و در پیکربندی‌های براش و بدون جاروبک ارائه می‌شود، که مورد دوم بسیار رایج‌تر است. این نوع موتور به دلیل گشتاور خروجی و دوام بالا شناخته شده است، اما دارای نقاط ضعفی مانند اندازه، وزن و قابلیت اطمینان (به ویژه در مورد موتورهای برس) است.
موتورهای القایی نیز در خودروهای برقی بسیار رایج هستند و مزایای زیادی نسبت به موتورهای DC دارند. آنها کوچک‌تر، ساده‌تر و نگهداری آسان‌تر هستند، اما در عین حال، نمی‌توانند با توان خروجی یا راندمان موتورهای DC، به ویژه موتورهایی که از آهنرباهای دائمی استفاده می‌کنند، مطابقت داشته باشند.
برخی از خودروهای الکتریکی رده بالاتر نیز از موتورهای سنکرون مغناطیسی دائمی (PMSM) استفاده می کنند که از نظر چگالی توان و کارایی بهتر از انواع دیگر موتورهای القایی هستند. بزرگترین نقطه ضعف آنها پیچیدگی و هزینه بالاتر آنهاست.
5. انتقال
خودروهای الکتریکی نیازی به گیربکس سنتی ندارند. گشتاور بالای خروجی آنها که در دورهای بسیار پایین ارائه می شود، نیاز به چند دنده برای تغییر بین آنها را با افزایش سرعت نفی می کند.
با این حال، از آنجایی که موتورهای الکتریکی دارای سرعت چرخش مشابه (یا حتی بالاتر) در مقایسه با خودروهای ICE هستند، هنوز به یک دنده کاهش نیاز دارند تا به آنها کمک کند تا تعادل خوبی بین شتاب و حداکثر سرعت داشته باشند. دیفرانسیل ها در خودروهای الکتریکی وجود دارند و مانند خودروهای ICE کار می کنند.
تنها خودروهای الکتریکی تولیدی مدرن که در واقع دارای گیربکس دنده‌ای هستند، پورشه تایکان و آئودی E-Tron GT هستند که برای موتورهای عقب خود دارای گیربکس دو سرعته اتوماتیک هستند. مشخص نیست که آیا این راه حل در آینده حفظ خواهد شد یا خیر، زیرا با انتقادهایی به دلیل پیچیدگی بیش از حد غیر ضروری مواجه شده است.
سایر تولیدکنندگان برنامه‌ای برای اجرای راه‌حل‌های مشابه اعلام نکرده‌اند، اگرچه شرکت‌هایی مانند متخصص محور Dana Incorporated در ایالات متحده وجود دارند که گیربکس دو سرعته طراحی شده برای کار با موتور الکتریکی را می‌فروشند.
6. شارژر آنبرد
همه خودروهای الکتریکی دارای نوعی شارژر داخلی هستند که عملکرد آن معمولاً حداکثر میزان شارژ خودرو را هنگام استفاده از شارژر AC (جریان متناوب) تعیین می کند. نقش آن نیز تبدیل آن به DC (جریان مستقیم) است که سپس توسط BMS تنظیم می شود.
قدرت شارژرهای داخلی در خودروهای برقی از 3.7 کیلووات تا 22 کیلووات متغیر است و همچنین می توانند تشخیص دهند که جریانی که از آنها عبور می کند، جریان متناوب تک فاز یا سه فاز است.
7. سیستم ترمز احیا کننده
از آنجایی که اکثر انواع موتورهای الکتریکی می توانند به عنوان ژنراتور برق نیز عمل کنند، همه خودروهای الکتریکی دارای سیستمی هستند که به عنوان سیستم ترمز احیا کننده شناخته می شود. این تنها به موتورهای آنها متکی است، که می توان از آنها برای پاک کردن سرعت استفاده کرد و همزمان آب را به بسته باتری بازگرداند.
این به طور چشمگیری فاصله تعویض لنت ترمز را برای خودروهای تمام الکتریکی و برخی از خودروهای هیبریدی افزایش می دهد. همچنین به خودروهای برقی اجازه می‌دهد تا آنچه را که به عنوان رانندگی با یک پدال شناخته می‌شود، ارائه دهند، که اساساً به این معنی است که راننده فقط با استفاده از پدال گاز می‌تواند خودرو را هم شتاب دهد و هم ترمز کند، زیرا زمانی که به طور کامل بلند شوند، خودرو به طور خودکار از طریق موتور شروع به کاهش سرعت می‌کند. مقاومت.
8. اینورترها، مبدل ها و کنترلرها
خودروهای برقی همچنین دارای تعداد متفاوتی از اینورتر، مبدل و کنترلر هستند. همه اینها برای عملکرد صحیح پیشرانه حیاتی هستند، زیرا از طریق استفاده بهینه از جریان موجود، به به حداکثر رساندن قدرت و کارایی کمک می کنند.
اینورترها وظیفه تبدیل DC به AC را بر عهده دارند، در حالی که مبدل‌ها نقش تبدیل DC ولتاژ بالا گرفته شده از بسته باتری را به جریان ولتاژ پایین‌تری دارند که خودرو برای اجرای سیستم‌های مختلف به آن نیاز دارد. کنترل‌کننده‌ها برای توزیع برق حیاتی هستند زیرا به مدیریت جریان الکتریسیته به و از بسته باتری کمک می‌کنند. آنها همچنین چیزی هستند که ترمز احیا کننده را در خودروهای برقی امکان پذیر می کنند.
برق خودروهای برقی بسیار متفاوت است
وسایل نقلیه الکتریکی ممکن است قطعات متحرک کمتری در مقایسه با خودروهای احتراقی داشته باشند، اما این بدان معنا نیست که آنها قطعات پیچیده مهندسی نیستند. در واقع، کاملا برعکس، زیرا آنها به یک سری از سیستم ها نیاز دارند تا با هم کار کنند تا قدرت، کارایی، برد و قابلیت اطمینان مورد نیاز مصرف کنندگان را فراهم کنند.
پیشرفت‌ها و پیشرفت‌ها در فناوری EV رایج هستند، و بهتر است حداقل درک اولیه از نحوه کار آنها و آنچه دقیقاً در حال بهبود است داشته باشید. این دانش همچنین در صورتی مهم است که شما یک خودروی برقی دارید و علاقه مند به دانستن نحوه نگهداری صحیح آن و تفاوت آن با خودروی ICE هستید.