كيف تعمل السيارات الكهربائية؟ شرح محركات وبطاريات السيارات الكهربائية

تعمل السيارات الكهربائية بطرق مختلفة جذريًا عن السيارات التقليدية. تحتوي محركات الاحتراق الداخلي على الكثير من الأجزاء المتحركة، وعلى الرغم من أن المركبات الكهربائية لها تعقيداتها الخاصة، إلا أنها رقمية أكثر منها ميكانيكية. دعونا نلقي نظرة فاحصة على كيفية عمل السيارات الكهربائية بالضبط.

كيف تعمل حزمة بطارية السيارة الكهربائية؟

بدلاً من البنزين، تستمد المركبات الكهربائية طاقتها من مجموعة البطاريات، والتي تمتد عادةً على طول الجانب السفلي من السيارة للحفاظ على الوزن منخفضًا قدر الإمكان. وهي تتألف من وحدات متعددة، والتي يتم تقسيمها بدورها إلى خلايا بطارية فردية، مماثلة في الحجم لبطاريات AA. تعمل طبقة من سائل التبريد بين الخلايا نظرًا لأن البطاريات الساخنة عبارة عن بطاريات قابلة للانفجار. ينظم نظام إدارة البطارية سائل التبريد ويضمن تصريف كل خلية بنفس المعدل، مما يطيل عمر العبوة.

لدينا مقال كامل عن كيف تعمل البطارياتلكن النسخة المختصرة هي أنه يتم سحب الإلكترونات عبر دائرة عن طريق تحريك ذرات الليثيوم من جانب البطارية إلى الجانب الآخر. تريد الإلكترونات أن تتبع أيونات الليثيوم تلك، لكن هناك غشاء فاصل داخل البطارية يمنعها من القدوم أثناء الرحلة. ونتيجة لذلك، يجب أن تمر عبر الأسلاك التي تعمل أيضًا على تشغيل هواتفنا، وأجهزتنا اللوحية، ومصابيحنا الكهربائية، وأجهزة الكمبيوتر، والسيارات. عندما تقوم بشحن بطارية، فإنك تجذب ذرات الليثيوم إلى جانبها الأصلي من البطارية عن طريق تحميلها بالإلكترونات.

كيف يعمل العاكس EV؟

تعمل معظم الأجهزة الإلكترونية المنزلية بالتيار المتردد. وهذا يعني أن الإلكترونات تتحرك بشكل دائم ذهابًا وإيابًا عبر الأسلاك على فترات زمنية محددة. ومع ذلك، تعمل البطاريات التيار المباشر، لذلك يتم إطلاق الإلكترونات في اتجاه واحد في تيار ثابت. تستخدم السيارة الكهربائية عاكسًا لتغيير تيار حزمة البطارية من المباشر إلى المتناوب قبل أن تصل إلى المحرك. هذه خطوة مهمة لأن التغيير في تردد التيار المتردد بواسطة العاكس يؤثر بشكل مباشر على سرعة السيارة الكهربائية.

كيف يعمل محرك السيارة الكهربائية؟

تعمل محركات السيارات الكهربائية على تحويل الكهرباء إلى حركة عن طريق إنشاء مجال مغناطيسي دوار. تحتوي أسطوانة تسمى الجزء الثابت على أسلاك نحاسية ملفوفة بإحكام، والتي يمر عبرها التيار المتردد القادم من العاكس. ونظرًا لتناوب التيار، فإن القطبين الشمالي والجنوبي لهذه المجالات المغناطيسية يتحولان ذهابًا وإيابًا. من خلال تشغيل دوائر مختلفة بترددات كهربائية مختلفة قليلاً، يدور المجال المغناطيسي الكلي.

داخل الجزء الثابت، يشعر الجزء المتحرك الحر بتأثير كل هذه المجالات المغناطيسية الدوارة. أثناء مرور التيار عبر الجزء الثابت، يؤدي الجذب المغناطيسي إلى دوران الجزء المتحرك من أجل اللحاق به. ففي نهاية المطاف، سوف تنجذب الأقطاب المغناطيسية للجزء المتحرك المعاكسة للجزء الثابت، وسوف تتنافر الأقطاب المتشابهة. كلما زادت الطاقة التي يتم ضخها عبر الجزء الثابت، زادت سرعة دوران المجال المغناطيسي. يقوم الدوار بتحريك المحور الذي يدور عجلات السيارة الكهربائية. نظرًا لأن الطاقة المولدة بواسطة محرك EV كبيرة، فإن مكونًا ضروريًا يسمى المخفض يخفض القوة إلى المستوى المطلوب قبل الانتقال من الدوار إلى العجلات.

محركات السيارات الكهربائية ليست مجرد محركات، بل يمكنها أيضًا أن تعمل مثل المولدات. عندما تقوم بفرامل سيارتك الكهربائية، فإن القوة الميكانيكية للمركبة التي تتباطأ تقوم بتدوير الدوار، مما ينتج تيارًا يتدفق عبر الجزء الثابت، ويعود إلى البطارية.

نظرًا لأن الكثير من القوة اللازمة لإبطاء السيارة يتم دفعها إلى الكبح المتجدد، فإن وسادات فرامل السيارة الكهربائية تشهد تآكلًا أقل من السيارة العادية. تتعامل السيارات الكهربائية مع ضغط ميكانيكي أقل بكثير في جميع المجالات، وليس فقط عند الكبح. لا تتعامل محركات السيارات الكهربائية مع تفاعلات كيميائية متفجرة متكررة مثل محركات الاحتراق الداخلي، مما يؤدي إلى نقل القوة الخطية للمكبس إلى قوة الدوران (عزم الدوران) عبر العمود المرفقي، أو الاعتماد على دولاب الموازنة لتثبيت القوة المتفاوتة مدخل. بشكل عام، هذه أخبار جيدة بالنسبة لتكاليف إصلاح المركبات الكهربائية.

نأمل أن يوفر هذا بعض المعلومات حول الأعمال الداخلية للسيارة الكهربائية. تسيطر المركبات الكهربائية على العالم، لذا من الجيد أن تعرف شيئًا أو اثنين عن كيفية عملها.

توصيات المحررين

• تسلا تستعرض أول شاحنة Cybertruck بعد عامين من التأخير
• أفضل أجهزة شحن EV منزلية من المستوى 2
• أرخص السيارات الكهربائية التي يمكنك شراؤها
• الكشف عن سيارة BMW i5 2024 كأول سيارة كهربائية من الفئة الخامسة
• EV مقابل. PHEV مقابل. الهجين: ما الفرق؟

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.