أصبحت السيارات الكهربائية تحظى بشعبية كبيرة في الآونة الأخيرة. فقد تطورت تدريجياً لتصبح وسيلة تنقل موثوقة ومستدامة بديلة للسيارات العاملة بالاحتراق الداخلي. في دليل هذا الأسبوع لمصطلحات السيارات، سنجيب عن بعض الأسئلة المهمة المطروحة حول بطارية السيارة الكهربائية ونظام إدارة البطارية الخاص بها.
تشغيل بطارية السيارة الكهربائية؟
تؤدي البطارية في السيارة الكهربائية، دورًا حاسمًا في تخزين وتوفير الطاقة الكهربائية التي تشغل السيارة بأكملها. إنها مثل خزان الوقود في السيارة العاملة بالبنزين، ولكن بدلاً من الاحتفاظ بسائل قابل للاشتعال، تحتفظ بالكهرباء على شكل طاقة كيميائية.
ما هي أنواع البطاريات المختلفة في السيارة الكهربائية؟
تستخدم السيارات الكهربائية عادةً واحدةً أو مجموعة من عدة أنواع بطاريات لتخزين الطاقة الكهربائية لتشغيل السيارة. فيما يلي بعض الأنواع الأكثر شيوعًا:
أولى أنواع بطاريات السيارات الكهربائية
· بطاريات الرصاص الحمضية: على الرغم من أنها أقل شيوعًا في السيارات الكهربائية الحديثة، فقد تم استخدام بطاريات الرصاص الحمضية في السابق، وهي توفر طاقة أقل وعمرًا أقصر مقارنة بالتقنيات الأحدث مثل ايون الليثيوم.
· بطاريات هيدريد النيكل والمعدن: تم استخدامها في بعض السيارات الكهربائية والهايبرد البدائية، وتوفر هذه البطاريات طاقة وأمانًا مناسبين، على الرغم من أنها أقل شيوعًا الآن بسبب انخفاض الأداء مقارنة ببطاريات الأيون ليثيوم.
أنواع البطاريات الحالية
بطاريات ليثيوم أيون (أيون الليثيوم): تُستخدم على نطاق واسع في المركبات الكهربائية نظرًا لكثافة طاقتها وعمرها الطويل، وتأتي بطاريات الليثيوم أيون بشكل عناصر كيميائية مختلفة مثل NMC وLFP، مما يوفر توازنًا بين الأداء والسلامة.
بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد: تشتهر بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد بسلامتها وثباتها، عمرها الطويل، ومقاومة الانفلات الحراري، مما يجعلها خيارًا موثوقًا للمركبات الكهربائية على الرغم من انخفاض كثافة الطاقة فيها.
الجيل الجديد من البطاريات
- البطاريات الصلبة: تمثل البطاريات الصلبة الجيل الجديد من تكنولوجيا البطاريات، وتأتي بكثافة طاقة أعلى وشحن أسرع وخاصيات سلامة محسّنة باستخدام الإلكتروليتات الصلبة، ولكنها لا تزال في مرحلة التطوير للاستخدام التجاري في المركبات الكهربائية.
- بطاريات أيون الصوديوم: لا تزال بطاريات أيون الصوديوم في مرحلة البحث والتطوير، وتستخدم أيونات الصوديوم لتخزين الطاقة، ومن المحتمل أن تشمل مزاياها التكلفة المنخفضة والمواد الخام الوفيرة مقارنة ببطاريات الأيون ليثيوم.
- بطاريات الجرافين: نظرًا لكونها تقنية واعدة، تستخدم البطاريات المعتمدة على الجرافين، الجرافين لتحسين الأداء، وتوفير كثافة طاقة أعلى، وشحن أسرع، وعمر أطول مقارنة ببطاريات الأيون ليثيوم التقليدية.
ما هي حزمة البطارية؟
تتكون حزمة البطارية في السيارة الكهربائية من خلايا بطارية فردية متعددة منظمة ومتصلة معًا لتوفير الجهد والطاقة اللازمة لتشغيل السيارة. اقرأ هذه المقالة ذات الصلة لمعرفة كيفية إطالة عمر بطارية السيارة الكهربائية.
كيف يتم الحفاظ على برودة حزمة البطارية؟
يتم عادةً تبريد حزمات البطاريات في المركبات الكهربائية باستخدام أنظمة التبريد السائل أو التبريد بالهواء للحفاظ على درجات حرارة التشغيل المثالية ومنع ارتفاع درجة الحرارة، الذي يؤدي إلى انخفاض أداء البطارية وتقصير عمرها.
ما هي المخاطر التي تنطوي عليها البطارية في السيارة الكهربائية؟
- الحريق: على الرغم من ندرته، إلا أن التلف أو عيوب التصنيع يمكن أن تؤدي إلى احتراق البطارية. تتمتع المركبات الكهربائية الحديثة بمزايا أمان للتخفيف من هذه المخاطر.
- تدهور الحالة: تفقد البطاريات من قدرتها بمرور الوقت، مما يقلل من نطاق المسافة المقطوعة من قبل السيارة الكهربائية. يمكن أن تؤدي عادات الشحن المناسبة والحفاظ على درجات حرارة معتدلة إلى إبطاء هذه العملية.
فيما يلي مقارنة تفصيلية بين السيارات الكهربائية والعاملة بالاحتراق الداخلي في حادث تصادم.
كيف يتم شحن البطارية في السيارة الكهربائية؟
- شحن التيار المتردد: يتضمن استخدام مصدر طاقة تيار متردد لشحن البطارية، عادةً من خلال محطة شحن أو وحدة شحن منزلية. (سرعة الشحن من المستوى 1 والمستوى 2).
- شحن التيار المستمر: عادة ما يكون الشحن بالتيار المباشر، أسرع من الشحن بالتيار المتردد، وغالبًا ما يكون متاحًا في محطات الشحن العامة (سرعة الشحن من المستوى 3).
- الشحن المتجدد: يمتص الطاقة أثناء الكبح أو السير ويحولها مرة أخرى إلى طاقة كهربائية لإعادة شحن البطارية.
ما هي مستويات شحن بطارية السيارة الكهربائية المختلفة؟
الشحن من المستوى 1:
– يستخدم مقبس منزلي عادي 120 فولت.
– يتم الشحن بمعدل 1.4-2.0 كيلوواط، مما يضيف حوالى 2-5 ميل إلى نطاق المسافة المقطوعة في الساعة.
– بطيء جدًا، وهو الأنسب للشحن طوال الليل أو تفريغ البطارية.
– غالباً ما يأتي مع السيارة كشاحن محمول.
الشحن من المستوى 2:
– يستخدم مقبس 240 فولت مثل منفذ المجفف الكهربائي.
– يتم الشحن بمعدل 6-19.2 كيلوواط، مما يضيف حوالى 10-20 ميلاً إلى نطاق المسافة المقطوعة في الساعة.
– أسرع من المستوى 1، ملائم للشحن في المنزل أو مكان العمل.
– يتطلب تركيب محطة شحن.
شحن المستوى 3 (الشحن السريع بالتيار المستمر):
– يستخدم التيار المباشر (المستمر) بدلاً من التيار المتردد.
– يتم الشحن بمعدل 50-350 كيلوواط، مما يضيف حوالى 60-200 ميل إلى نطاق المسافة المقطوعة في 30 دقيقة.
– هو الخيار الأسرع، مثالي للرحلات الطويلة أو الشحن في مكان عام.
– أكثر تكلفة من المستوى 1 و 2، وغير متاح على نطاق واسع.
– ليست جميع المركبات الكهربائية متوافقة مع الشحن السريع بالتيار المستمر.
اقرأ هذه المقالة ذات الصلة للحصول على نصائح لإضافة نطاق مسافة مقطوعة إلى سيارتك الكهربائية
كيف يتم توصيل البطارية بالمحرك الكهربائي؟
تتصل حزمة البطارية بالمحرك الكهربائي من خلال كابلات الجهد العالي (فولت عالي) ومحوّل. ويقوم المحول بتحويل التيار المباشر للبطارية إلى التيار المتردد الذي يحتاجه المحرك.
ما هي وحدة التحكم في الطاقة في السيارة الكهربائية؟
تقوم وحدة التحكم في الطاقة بتنظيم تدفق الكهرباء من البطارية إلى المحرك، والتحكم في سرعة السيارة وأدائها.
ما هي هيكلية 400 فولت و 800 فولت؟
400 فولت: يُستخدم على نطاق واسع، ويوفر التوازن بين التكلفة والأداء وسرعة الشحن.
800 فولت: تكنولوجيا ناشئة، تسمح بشحن أسرع وربما نطاقات أطول، ولكن نظامها معقد وتكلفتها أعلى.
ما الفرق بين كهرباء السيارة المغذية لأجهزة خارجية وبين الشحن الكهربائي بين سيارتين؟
التغذية الخارجية (V2L): تشير إلى القدرة على توفير الطاقة الكهربائية للأجهزة الخارجية أو الشبكة، لتشغيل الأجهزة أو حتى تزويد المنازل بالكهرباء.
شحن سيارة لأخرى (V2V): تمكنك من شحن سيارة كهربائية أخرى باستخدام بطارية سيارتك، مما يساعد في المواقف الصعبة.
كيف يتم إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية؟
يتم إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية من خلال عمليات تتضمن تفكيك مكوناتها وتمزيقها وفصلها (مثل المعادن والإلكتروليتات). ويمكن إعادة استخدام المواد المعاد تدويرها في بطاريات جديدة أو استخدامات أخرى.
ما الفرق بين البطاريات الرئيسية والثانوية في السيارة الكهربائية؟
تعمل البطارية الرئيسية في السيارة الكهربائية على تشغيل نظام الدفع في السيارة، في حين أن البطاريات الثانوية هي بطاريات أصغر تُستخدم في وظائف إضافية مثل تشغيل الأضواء وأنظمة المعلومات والترفيه والأنظمة المساعدة.
ما هو نظام إدارة البطارية؟
يعد نظام إدارة البطارية (BMS) عنصرًا أساسيًا في السيارات الكهربائية فهو يراقب ويتحكم بجوانب مختلفة من البطارية، بما في ذلك درجة الحرارة والجهد ووضع الشحن، لتحسين الأداء والسلامة والعمر الافتراضي. للبطارية.
كيف يعمل نظام إدارة البطارية؟
-يراقب جهد الخلية ودرجة الحرارة والتيار والتشغيل العام.
– يضمن شحن جميع الخلايا الموجودة في الحزمة وتفريغها بالتساوي، مما يزيد من العمر الافتراضي.
– يتحكم في معدلات الشحن والتفريغ، ومنع التحميل الزائد وضمان السلامة.
– يتواصل مع الأنظمة الموجودة على متن السيارة، ويوفر بيانات عن حالة البطارية وأدائها.
ما هو مستوى الشحن (SoC) في البطارية؟
