العديد من التقنيات المتقدمة تغير حياتنا كل يوم. ظهور ونموالسيارة الكهربائية (EV)هو مثال رئيسي على مدى تلك التغييرات التي يمكن أن تعنيها في حياتنا التجارية - ولحياتنا الشخصية.
إن التطورات التكنولوجية والضغوط التنظيمية البيئية على مركبات محرك الاحتراق الداخلي (ICE) تقود الاهتمام المتزايد في سوق EV. يقدم العديد من الشركات المصنعة للسيارات المنشأة طرز EV جديدة ، إلى جانب الشركات الناشئة الجديدة التي تدخل السوق. من خلال اختيار الماركات والنماذج المتاحة اليوم ، والكثير غير ذلك ، فإن احتمال أن نقود جميعًا في المستقبل في المستقبل أقرب إلى الواقع من أي وقت مضى.
تتطلب التكنولوجيا التي تشغل EVs اليوم العديد من التغييرات من الطريقة التي تم بها تصنيع المركبات التقليدية. تتطلب عملية بناء EVs ما يقرب من اعتبار التصميم مثل جماليات السيارة نفسها. يتضمن ذلك خطًا ثابتًا من الروبوتات المصممة خصيصًا لتطبيقات EV - بالإضافة إلى خطوط إنتاج مرنة مع روبوتات متنقلة يمكن نقلها داخل وخارج الخط المختلفة حسب الحاجة.
في هذه المسألة ، سوف ندرس التغييرات اللازمة لتصميم وتصنيع EVs بكفاءة اليوم. سنتحدث عن كيفية اختلاف العمليات وإجراءات الإنتاج عن تلك المستخدمة لتصنيع المركبات التي تعمل بالطاقة الغاز.
التصميم والمكونات وعمليات التصنيع
على الرغم من أن تطور EV تم متابعته بقوة من قبل الباحثين والمصنعين في أوائل القرن العشرين ، فقد توقف الفائدة بسبب تكلفة أرخص ، مركبات تعمل بالبنزين. تراجعت الأبحاث من عام 1920 وحتى أوائل الستينيات عندما خلقت القضايا البيئية للتلوث والخوف من استنفاد الموارد الطبيعية الحاجة إلى طريقة أكثر صديقة للبيئة في النقل الشخصي.
شحن EVتصميم
تختلف EVs اليوم تمامًا عن المركبات التي تعمل بالبنزين (محرك الاحتراق الداخلي). استفادت السلالة الجديدة من EVs من سلسلة من المحاولات الفاشلة لتصميم وبناء السيارات الكهربائية باستخدام الطرق التقليدية للإنتاج المستخدمة من قبل الشركات المصنعة لعقود.
هناك العديد من الاختلافات في كيفية تصنيع EVs بالمقارنة مع مركبات ICE. كان التركيز على حماية المحرك ، ولكن هذا التركيز قد تحول الآن إلى حماية البطاريات في تصنيع EV. يعيد مصممي ومهندسي السيارات التفكير تمامًا في تصميم EVs ، بالإضافة إلى إنشاء طرق جديدة للإنتاج والتجميع لبناءها. إنهم يقومون الآن بتصميم EV من الألف إلى الياء مع النظر الشديد إلى الديناميكا الهوائية والوزن وغيرها من كفاءة الطاقة.
An بطارية المركبات الكهربائية (EVB)هو التعيين القياسي للبطاريات المستخدمة لتشغيل المحركات الكهربائية من جميع أنواع EVs. في معظم الحالات ، تكون هذه بطاريات ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن مصممة خصيصًا لسعة عالية الأمبير (أو كيلوواتثور). البطاريات القابلة لإعادة الشحن من تكنولوجيا الليثيوم هي عبارة عن عضلات بلاستيكية تحتوي على أنودات والكاثودات المعدنية. تستخدم بطاريات الليثيوم أيون الإلكتروليت البوليمر بدلاً من المنحل بالكهرباء السائل. بوليمرات عالية التوصيل (هلام) تشكل هذا المنحل بالكهرباء.
ليثيوم أيونبطاريات EVهي بطاريات دورة عميقة مصممة لإعطاء الطاقة على مدار فترات زمنية مستدامة. أصغر وأخف وزنا ، بطاريات الليثيوم أيون أمر مرغوب فيه لأنها تقلل من وزن السيارة وبالتالي تحسين أدائها.
توفر هذه البطاريات طاقة محددة أعلى من أنواع بطارية الليثيوم الأخرى. يتم استخدامها عادة في التطبيقات التي يكون فيها الوزن ميزة مهمة ، مثل الأجهزة المحمولة ، والطائرات التي تسيطر عليها الراديو ، والآن EVs. يمكن أن تخزن بطارية الليثيوم أيون النموذجية 150 واط ساعة من الكهرباء في بطارية تزن حوالي 1 كيلوغرام.
في العقدين الأخيرين ، كان التقدم في تكنولوجيا بطارية الليثيوم أيون مدفوعًا بمتطلبات من الإلكترونيات المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة وأدوات الطاقة والمزيد. جنيت صناعة EV فوائد هذه التطورات في كل من الأداء وكثافة الطاقة. على عكس كيمياء البطاريات الأخرى ، يمكن تفريغ بطاريات الليثيوم أيون يوميًا وعلى أي مستوى من الشحن.
هناك تقنيات تدعم إنشاء أنواع أخرى من الوزن الأخف وزناً ، والبطاريات الموثوقة والفعالة من حيث التكلفة - وتستمر الأبحاث في تقليل عدد البطاريات اللازمة ل EVs اليوم. تطورت البطاريات التي تخزن الطاقة وتشغيل المحركات الكهربائية إلى تقنية خاصة بها وتتغير كل يوم تقريبًا.
نظام الجر
EVs لها محركات كهربائية ، يشار إليها أيضًا باسم نظام الجر أو الدفع - ولها أجزاء معدنية وبلاستيكية لا تحتاج أبدًا إلى تزييت. يقوم النظام بتحويل الطاقة الكهربائية من البطارية وينقلها إلى قطار محرك الأقراص.
يمكن تصميم EVs مع الدفع بعجلتين أو عجلتين ، باستخدام محركين كهربائيين أو أربعة على التوالي. يتم استخدام كل من التيار المباشر (DC) والمحركات التيار المتناوب (AC) في أنظمة الجر أو الدفع هذه لـ EVs. تعد محركات AC حاليًا أكثر شعبية ، لأنها لا تستخدم الفرش وتتطلب صيانة أقل.
تحكم EV
تشمل محركات EV أيضًا وحدة تحكم إلكترونيات متطورة. يضم وحدة التحكم هذه حزمة الإلكترونيات التي تعمل بين البطاريات والمحرك الكهربائي للتحكم في سرعة السيارة والتسارع ، مثلما يفعل المكربن في مركبة تعمل بالبنزين. لا تبدأ أنظمة الكمبيوتر هذه على متن الطائرة فقط ، ولكن أيضًا تدير الأبواب والنوافذ وتكييف الهواء ونظام مراقبة ضغط الإطارات ونظام الترفيه والعديد من الميزات الأخرى الشائعة في جميع السيارات.
الفرامل EV
يمكن استخدام أي نوع من الفرامل على EVs ، ولكن يتم تفضيل أنظمة الفرامل المتجددة في السيارات الكهربائية. الكبح المتجدد هو عملية يستخدم من خلالها المحرك كمولد لإعادة شحن البطاريات عند تباطؤ السيارة. تسترجع أنظمة الكبح هذه بعض الطاقة المفقودة أثناء الكبح وتوجهها إلى نظام البطارية.
أثناء الفرامل التجديدية ، يتم تحويل بعض الطاقة الحركية التي تمتصها المكابح عادة وتحويلها إلى حرارة إلى الكهرباء بواسطة وحدة التحكم-وتستخدم لإعادة شحن البطاريات. الكبح المتجدد لا يزيد فقط من نطاق السيارة الكهربائية بنسبة 5 إلى 10 ٪ ، ولكنه أثبت أيضًا تقليل تآكل الفرامل وتقليل تكلفة الصيانة.
شواحن EV
هناك حاجة إلى نوعين من أجهزة الشحن. هناك حاجة إلى شاحن كامل الحجم للتركيب في المرآب لإعادة شحن EVs بين عشية وضحاها ، بالإضافة إلى إعادة شحن محمولة. سرعان ما أصبحت أجهزة الشحن المحمولة معدات قياسية من العديد من الشركات المصنعة. يتم الاحتفاظ بهذه الشواحن في الجذع بحيث يمكن إعادة شحن بطاريات EVS جزئيًا أو بالكامل خلال رحلة طويلة أو في حالة طوارئ مثل انقطاع التيار الكهربائي. في قضية مستقبلية سنقوم بتفصيل أنواع أنواعمحطات شحن EVمثل المستوى 1 ، المستوى 2 واللاسلكي.
وقت النشر: فبراير -20-2024