فرق لاستیک خودرو های برقی و بنزینی
در سال‌های اخیر، خودروهای برقی به عنوان یکی از راه‌حل‌های پایدار برای کاهش آلودگی هوا و وابستگی به سوخت‌های فسیلی مورد توجه قرار گرفته‌اند. یکی از کلیدی‌ترین اجزای این خودروها، موتور برقی است که در ادامه به بررسی آن و نحوه عملکردش خواهیم پرداخت.
اجزای اصلی موتور خودروهای برقی
اتومبیل‌های برقی از یک یا چند موتور الکتریکی برای حرکت استفاده می‌کنند. این موتورها انرژی خود را از باتری‌های قابل شارژ دریافت می‌کنند. مهم‌ترین اجزای این بخش شامل باتری، کنترل‌کننده موتور و اینورتر است. هر یک از این اجزا نقش مهمی در عملکرد کلی خودرو دارند و بدون آن‌ها، موتور نمی‌تواند به درستی کار کند. در ادامه وظایف هر کدام از این اجزا را بررسی می‌کنیم:باتری و سیستم تامین انرژی
باتری‌ها منبع اصلی تامین انرژی در خودروهای برقی هستند. این باتری‌ها معمولاً از نوع لیتیوم-یونی هستند که به دلیل چگالی انرژی بالا و عمر طولانی، محبوبیت زیادی پیدا کرده‌اند. باتری‌های لیتیوم-یون شامل سلول‌های جداگانه‌ای هستند که انرژی الکتریکی را از طریق واکنش‌های شیمیایی ذخیره و آزاد می‌کنند. باتری‌ها انرژی الکتریکی را ذخیره کرده و آن را به موتور برقی منتقل می‌کنند. سیستم تأمین انرژی همچنین شامل اجزای دیگری مانند شارژر و سیستم مدیریت باتری (BMS) است که وظیفه نظارت بر وضعیت باتری و بهینه‌سازی عملکرد آن را بر عهده دارد.باتری‌های لیتیوم-یونی در خودروهای برقی با طراحی‌های مختلف و شبیه به باتری‌هایی است که در تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ استفاده می‌شود، با این تفاوت که باتری خودروی الکتریکی در مقیاس بسیار بزرگتری تولید شده است. باتری‌های لیتیوم-یون دارای تراکم انرژی بالایی هستند و هنگام استفاده نشدن، نسبت به سایر انواع باتری‌ها شارژ کمتری از دست می‌دهند. از آنجا که هزینه تعویض باتری خودروهای برقی متغیر و نوسانی است، پیشنهاد می‌شود با حفظ و رعایت نکات ایمنی مرتبط و موردنیاز برای سلامت باتری خودرو، از آسیب های احتمالی جلوگیری کنید.
کنترل‌کننده موتور
وظیفه اصلی کنترل‌کننده موتور (Motor Controller) مدیریت توان ورودی به موتور است. سیستم‌های کنترل خودروهای الکتریکی، شبکه‌ای پیچیده از قطعات الکترونیکی هستند که جنبه‌های مختلف عملکرد خودرو را تنظیم و مدیریت می‌کنند. این سیستم‌ها برای کنترل جریان نیرو، نظارت بر عملکرد باتری، مدیریت شارژ، کنترلر ترمز احیا کننده، کنترل ویژگی‌های ایمنی مختلف، و ارائه یک تجربه رانندگی یکپارچه با هم کار می‌کنند. این بخش با توجه به نیاز راننده و شرایط جاده، مقدار توان لازم را به موتور ارسال می‌کند. همچنین، این اطلاعاتی مانند سرعت خودرو و وضعیت باتری را نیز تجزیه و تحلیل می‌کند تا بهترین عملکرد ممکن را فراهم آورد. کنترل‌کننده الکترونیکی مغز متفکر اتومبیل‌های برقی است که جریان برق را از باتری به موتور الکتریکی کنترل می‌کند. این سیستم پیچیده با استفاده از سیگنال‌های الکترونیکی، جریان و ولتاژ مناسب را به موتور می‌رساند تا عملکرد بهینه‌ای داشته باشد.اینورتر و عملکرد آن در خودروهای برقی
اینورتر وظیفه اصلی تبدیل انرژی الکتریکی DC (جریان مستقیم) ذخیره شده در باتری به انرژی AC (جریان متناوب) برای موتور برقی را بر عهده دارد. این فرآیند بسیار حیاتی است، زیرا بیشتر موتورهای برقی از نوع AC هستند و برای کارکرد به این نوع انرژی نیاز دارند. اینورتر با استفاده از تکنیک‌های مختلف مانند مدولاسیون عرض پالس (PWM)، جریان DC را به شکل مناسب برای موتور تبدیل می‌کند.اینورتر همچنین به کنترل سرعت و گشتاور موتور کمک می‌کند.
با تغییر فرکانس و ولتاژ خروجی، اینورتر می‌تواند سرعت موتور را تنظیم کند. این
قابلیت به راننده اجازه می‌دهد تا با توجه به نیازهای مختلف، از جمله شتاب‌گیری یا
حفظ سرعت ثابت، عملکرد خودرو را بهینه کند. کنترل دقیق سرعت و گشتاور منجر به
تجربه رانندگی نرم‌تر و کارآمدتر می‌شود.
یکی دیگر از ویژگی‌های مهم اینورتر در خودروهای برقی، توانایی بازیابی انرژی در
حین ترمزگیری است. در این فرآیند که به نام «ترمز احیا کننده» شناخته می‌شود،
انرژی مکانیکی که در حین ترمزگیری تولید می‌شود، به انرژی الکتریکی تبدیل شده و
دوباره به باتری ارسال می‌شود. این عمل باعث افزایش کارایی سیستم و کاهش اتلاف
انرژی می‌شود.
اینورتر با تبدیل مؤثر انرژی و مدیریت آن، بهره‌وری کلی سیستم را افزایش می‌دهد.
با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته کنترل، اینورتر قادر است تا حداکثر توان را از
باتری استخراج کند و به موتور منتقل کند، که منجر به افزایش کارایی خودرو می‌شود.
کنترل دقیق سرعت و گشتاور توسط اینورتر باعث کاهش مصرف انرژی می‌شود. با تنظیم
دقیق ولتاژ و فرکانس خروجی، اینورتر می‌تواند مصرف انرژی را به حداقل برساند و از
اتلاف آن جلوگیری کند.
با مدیریت بهینه انرژی و کاهش بار روی باتری، اینورتر می‌تواند به افزایش عمر
باتری کمک کند. فرآیند بازیابی انرژی نیز باعث کاهش تعداد دفعات شارژ باتری می‌شود
که به نوبه خود طول عمر آن را افزایش می‌دهد.
اینورتر نقش حیاتی در عملکرد خودروهای برقی ایفا می‌کند و تأثیرات قابل توجهی بر
راندمان، مصرف انرژی و عمر باتری دارد و آسیب رسیدن می‌تواند هزینه های زیادی را
به همراه داشته باشد؛ در نتیجه بهتر است در صورت بروز مشکل یا خرابی، درخواست سرویس خودرو در محل را در اپلیکیشن امداد کرمان موتور ثبت کنید یا
با شماره 42724-021 تماس حاصل نمایید.
نحوه عملکرد موتورهای برقی در خودروها
این بخش به توضیح فرآیند تبدیل انرژی الکتریکی به نیروی مکانیکی در موتورهای برقی می‌پردازد. زمانی که برق از باتری به موتور ارسال می‌شود، میدان مغناطیسی ایجاد شده باعث حرکت روتور می‌شود که نیروی لازم برای چرخش چرخ‌ها را تأمین می‌کند.تبدیل انرژی الکتریکی به نیروی مکانیکی
موتورهای برقی با تبدیل انرژی الکتریکی به نیروی مکانیکی کار می‌کنند. زمانی که برق از باتری به موتور ارسال می‌شود، میدان مغناطیسی درون موتور ایجاد می‌شود. این میدان مغناطیسی باعث حرکت روتور (قسمت متحرک موتور) می‌شود که در نهایت نیروی لازم برای چرخش چرخ‌ها را تأمین می‌کند. این فرآیند بسیار کارآمد است و معمولاً بین ۷۰ تا ۹۰ درصد از انرژی الکتریکی به نیروی مکانیکی تبدیل می‌شود.همچنین موتورهای الکتریکی قادر به تولید گشتاور بالا در
دور موتور پایین هستند، به همین دلیل نیازی به گیربکس‌های پیچیده چندسرعته مانند
خودروهای با موتور احتراق داخلی ندارند. در اکثر خودروهای برقی، از گیربکس خودرو
برقی تک‌سرعته استفاده می‌شود که به طور مستقیم و یکنواخت قدرت تولیدی موتور را به
چرخ‌ها منتقل می‌کند. این گیربکس به‌طور مؤثر سرعت چرخ‌ها را با دور موتور تطبیق
می‌دهد و باعث بهینه شدن عملکرد خودرو در سرعت‌های مختلف می‌شود. به همین دلیل، گیربکس خودرو برقی نقش مهمی در انتقال
قدرت و بهینه‌سازی مصرف انرژی ایفا می‌کند.
تفاوت بین موتورهای القایی و موتورهای آهنربای دائم
موتورهای برقی عمدتاً به دو دسته تقسیم می‌شوند: موتورهای
القایی و موتورهای آهنربای دائم.
●
موتورهای القایی: موتورهای القایی
مانند موتورهای سری DC تحت عملکرد ولتاژ ثابت و فرکانس ثابت دارای گشتاور راه اندازی
بالایی نیستند. اما این مشخصه را می‌توان با استفاده از روش‌های کنترلی مختلف
مانند روش های FOC یا v/f تغییر داد. با استفاده از این روش‌های کنترل، حداکثر گشتاور لازم
برای اعمال کشش در هنگام راه‌اندازی موتور
فراهم می‌شود. این موتورها از اصل القای الکترومغناطیسی بهره می‌برند و
معمولاً دارای ساختاری ساده‌تر و هزینه کمتری هستند. اما ممکن است در مقایسه با
موتورهای آهنربای دائم کارایی کمتری داشته باشند.
●
موتورهای
آهنربای دائم: این موتورها از آهنرباهای دائمی برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده
می‌کنند و معمولاً کارایی بالاتری دارند. این موتورها برای خودروهای برقی مدرن
بسیار محبوب هستند زیرا توان بیشتری را با اندازه کوچکتر تولید می‌کنند. این
موتورها همچنین دارای ویژگی‌های کششی مانند چگالی توان بالا و بازده بالا هستند.
سخن پایانی
در این مقاله به نحوه کارکرد اجزای موتور در خودروهای برقی پرداختیم و دیدیم که موتور خودروهای برقی با تبدیل انرژی الکتریکی به نیروی مکانیکی کار می‌کند و اجزای اصلی آن شامل باتری، کنترل‌کننده موتور و اینورتر است. انتخاب نوع موتور (القایی یا آهنربای دائم) بستگی به نیازها و طراحی خودرو دارد. با پیشرفت تکنولوژی، انتظار می‌رود که کارایی و قابلیت‌های این موتورها روز به روز افزایش یابد. برای انتخاب موتور های وسیله نقلیه الکتریکی، ابتدا عملکردی که وسیله نقلیه باید داشته باشد، شرایط عملیاتی و هزینه های مرتبط با آن مشخص شود تا انتخاب مناسب صورت بگیرد. شما عزیزان می توانید برای دریافت مشاوره فنی و اطلاعات بیشتر با شماره تلفن امداد خودرو کرمان موتور تماس بگیرید.سوالات متداول
موتورهای القایی بهتر هستند یا موتورهای آهنربای دائم؟
این موضوع بستگی به کاربرد خاص دارد. موتورهای آهنربای دائم معمولاً کارایی
بالاتری دارند و برای خودروهایی که نیاز به شتاب سریع دارند مناسب‌ترند. اما
موتورهای القایی ممکن است هزینه کمتری داشته باشند و برای برخی از کاربردها بهتر
عمل کنند.
آیا موتورهای برقی نیاز به تعمیر و نگهداری خاصی دارند؟
موتورهای برقی نسبت به موتورهای احتراق داخلی نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری
دارند. با این حال، نظارت بر سیستم باتری و کنترل‌کننده مهم است تا از عملکرد
بهینه خودرو اطمینان حاصل شود.
نویسنده
محمد حسنی