علت استفاده از خودروهای الکتریکی
در یکصد سال گذشته، انتشار بیش از حد گازهای گلخانه ای توسط کارخانه ها و خودروهای درونسوز، باعث تغییرات بی سابق ای در آب و هوای کره زمین شده است . یکی از این تغییرات، گرم شدن آب و هوای کره زمین و به مخاطره افتادن حیات گیاهی و جانوری کره زمین هست . دولتها و طرفداران حفاظت از محیط زیست از دهه های گذشته تلاشهای گستردهای برای کاهش آلاینده های جوی شروع کرده اند با توجه به نگرانی های گسترده در مورد گرم شدن زمین و نیز آلودگی هوای ناشی از مصرف سوختهای فسیلی توسط خودروها نیاز به یافتن راهکارهای جدید برای تغییر منبع تولید انرژی برای خودروها ضروری مینماید . یکی از این کارها استفاده از خودروهای برقی هست .
برجسته ترین خصوصیت ماشینهای الکتریکی این است که آنها مانند ماشینهای بنزینی خیلی گران عمل میکنند یعنی نه صدا دارند، نه بوی بنزین و دود و نه لرزش . پس یک ماشین الکتریکی ارزان ساکت، بی لرزش و بی بو است. مطابق بررسی ها چنانچه مصرف انرژی به شکل موجود ادامه پیدا کند میزان دی اکسید کربن موجود در محیط زیست تا سال ۲۰۵۰ به دو برابر میزان آن در سال ۲۰۰۵ خواهد رسید که از دیدگاه مسائل زیست محیطی و نقشه راه های موجود قابل قبول نخواهد بود. مطابق برنامه ها این مقدار بایستی در سال ۲۰۵۰ به نصف میزان آن در سال ۲۰۰۵ برسد.
همچنین شبکه ی هوشمند یکی از جدیدترین فنّاوری های روز دنیا و حاصل سعی و تلاش متخصصین جهت مدرنیزه و خودکار نمودن شبکه های برق است . این شبکه قادر است خود را کنترل و پایش نموده، از خود محافظت کند و به صورت خودکار بهره برداری از اجزای متصل به خود را بهینه سازد که میتواند خودروهای برقی را نیز در برمیگیرد
معرفی خودروهای برقی
بهطورکلی، خودروهای برقی به سه دسته تقسیم میشوند:
خودروهای الکتریکی ( EV )
خودروهای الکتریکی هیبریدی ( HEV )
خودروهای الکتریکی هیبریدی قابل اتصال به شبکه ( PHEV )
EV- HEV-PHEV
خودروهای الکتریکی ( EV )
این خودروها دارای موتورهای الکتریکی به همراه باتریهایی برای تأمین انرژی الکتریکی بوده و از انرژی باتریها هم به عنوان نیرو محرکه موتور الکتریکی خودرو و هم برای تأمین 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.
مزایای اصلی این خودروها عبارتاند از:
کاملا عاری از آلایندگی گازهای گلخانهای هستند.
سروصدا بسیار کم تولید میکنند.
راندمان بسیار بالاتر از موتورهای احتراق داخلی دارند.
قیمت موتورهای الکتریکی آنها کم است.
عیب اصلی این خودروها، وابستگی کامل به باطری هست.
خودروهای الکتریکی هیبریدی ( HEV )
این خودروها هم دارای موتور سوختی و هم دارای موتور الکتریکی با باتری کافی ( ۱ تا ۳ کیلووات ساعت) باقابلیت ذخیره انرژی از موتور سوختی و ترمز خودرو هستند.
باتریها در زمان موردنیاز به کمک خودرو می آیند تا نیروی کمکی تولید کنند یا در سرعتهای پایین، با خاموش شدن موتور سوختی، نیرو محرکه خودرو را تأمین نمایند.
در دهه گذشته حدود ۱٫۵ میلیون دستگاه خودرو برقی هیبریدی به فروش رسیده که در کشورهای توسعه یافتهای نظیر ایالات متحده آمریکا، حدود ۳ درصد از خودروهای موجود، هیبریدی هستند.
معایب این خودروها عبارتاند از:
عدم قابلیت شارژ باتری از شبکه برق
وابستگی به موتور سوختی (عدم قابلیت حرکت خودرو تنها با استفاده از موتور برقی)
خودروهای الکتریکی هیبریدی قابل اتصال به شبکه ( PHEV )
این خودروها که برای از بین بردن معایب خودروهای هیبریدی طراحی شده اند، قابل شارژ از شبکه بوده و درنتیجه نیاز به باتری های بیشتری نسبت به آنها دارند. در این خودروها، سیستم موتور سوخت فسیلی، به صورت کامل وجود دارد. خودروهای هیبریدی قابل اتصال به شبکه، نسبت به HEV ها دارای باتریهای بیشتری هستند (حدود ۵ برابر).
تفاوت اساسی باتریهای این دو نوع خودروی برقی، این است که باتری های HEV در حالت تقریبا شارژ کامل عمل میکنند و تخلیه در آنها به ندرت اتفاق میافتد.
قیمت باتریهای PHEV 1 برابر ۱/۳ تا ۱/۵ قیمت باتری های EV خواهد بود.
برای این خودروها، میتواند موارد زیر را ذکر نمود:
با تولید انبوه باتری، قیمت آن به ۷۵۰ دلار بر کیلووات میرسند که برای اتومبیلی با برد متوسط ( ۴۰ کیلومتر با باتری ۸ کیلووات ساعت)، قیمت کل باتری ها حدود ۶۰۰۰ دلار خواهد بود.
چنانچه طول عمر اتومبیل ۲۰۰ هزار کیلومتر باشد، هزینه سوخت صرفه جویی شده در حدود ۴۰۰۰ دلار خواهد بود که کمتر از هزینه باتری است.
کاهش قیمت باتری به ۵۰۰ دلار بر کیلووات ساعت باعث ایجاد رقابت بین خودروهای الکتریکی هیبریدی قابل اتصال به شبکه و خودروهای بنزینی معمول میشود.
چالش مربوط به شارژ باتری خودرو
چالش مد شارژ خودرو از شبکه نیز مشابه حالت دشارژ باتری خودرو، مکان نصب یک یکسو کننده در اتصال به باتری خودرو DC شبکه را گرفته و به صورت AC خودرو به شبکه است .این یکسو کننده میتواند برق تحویل دهد .
یکسو کننده ی موردنظر میتواند در داخل خودرو و یا در پریز خانه یا پارکینگ نصب شود. یکراه حل کلی در ارتباط با چالش اتصال خودرو -شبکه این است که تجهیزات مبدل اعم از اینورتر و یکسو کننده در داخل خودرو تعبیه باشند .برای اتصال خودرو به پریز، خودرو باید دارای دوشاخه ای باشد که از آن طریق به شبکه متصل شود .
در ساده ترین حالت میتواند برای هر دو مد شارژ و دشارژ، یک دوشاخه ای مجزا قرارداد
شارژ خودروی برقی
