جملات کلیدی
وسایل نقلیه الکتریکی از یک یا چند موتور الکتریکی استفاده می کنند و نیروی خود را از طریق یک منبع خارجی یا از باتری داخلی دریافت می کنند.
طراحی خودروهای الکتریکی در طول جدول زمانی تاریخی خود تغییر کرده است.
موتور کشش الکتریکی انرژی را از بسته باتری کششی دریافت می کند تا چرخ های خودرو را به حرکت درآورد.

در سال 1800، الساندرو ولتا کشف کرد که جفت های فلزی متصل ولتاژ قابل توجهی تولید می کنند. او با ترکیب چندین جفت (به نام شمع ولتایی)، اولین باتری را اختراع کرد. دانشمندان و مخترعان در سراسر جهان شیفته این کشف شدند. چندی بعد، این فناوری در حمل و نقل پیاده سازی شد.

بیش از 200 سال بعد، وسایل نقلیه الکتریکی به طور گسترده پذیرفته شده اند. با توجه به محیط زیست جهان، می توانیم به گذشته نگاه کنیم که چگونه به اینجا رسیده ایم. برای تاریخچه کامل خودروهای الکتریکی به خواندن ادامه دهید.

وسیله نقلیه الکتریکی چیست؟: توضیح کامل

خودروهای الکتریکی یا EV ها روشی جایگزین برای موتور احتراق داخلی غالب ارائه کرده اند. آنها معمولاً از یک یا چند موتور الکتریکی استفاده می کنند و نیروی خود را از طریق یک منبع خارجی یا از باتری داخلی دریافت می کنند. در حالی که این اصطلاح معمولاً به اتومبیل ها اشاره دارد، آنها در اشکال مختلف حمل و نقل از جمله هواپیما، کشتی های زیر آب و حتی وسایل نقلیه فضایی کاربرد دارند.

وسایل نقلیه الکتریکی اولین بار در اوایل دهه 1820 کاربرد داشتند. در ابتدا در لوکوموتیوها مشاهده شد، هر دو انگلستان و ایالات متحده حق ثبت اختراع برای سیستم های ریلی برقی را در دهه 1840 منتشر کردند. با این حال، توسعه خودروهای الکتریکی به طور قابل توجهی کاهش یافت زیرا مشاغلی مانند شرکت فورد موتور روش‌های مونتاژ ارزان را برای وسایل نقلیه احتراق داخلی توسعه دادند.

در حالی که وسایل نقلیه با سوخت فسیلی بیش از 100 سال پیش از خودروهای الکتریکی تولید می شوند، ما شاهد ظهور مجدد روش پیشرانه جایگزین بوده ایم. تحولات اقتصادی و اثرات زیست‌محیطی برگشت‌ناپذیر ناشی از زیرساخت‌های ما، فشار جهانی برای انرژی پاک را هدایت می‌کند. در نتیجه، خودروهای الکتریکی سریعتر از گذشته وارد بازار می شوند.

خودروی الکتریکی: تعریف دقیق

آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) خودروی برقی را خودرویی تعریف می‌کند که به جای باک بنزین دارای باتری و به جای موتور احتراق داخلی، موتور الکتریکی دارد. با این حال، این تعریف شامل سیستم‌های مجهز به نیروی خارجی مانند واگن برقی و قطار نمی‌شود.

وزارت انرژی ایالات متحده از بیانیه کلی تری استفاده می کند، و به سادگی وسایل نقلیه الکتریکی را به عنوان «موتور الکتریکی به جای موتور احتراق داخلی» تعریف می کند.

وسایل نقلیه الکتریکی چگونه کار می کنند؟

طراحی خودروهای الکتریکی در طول جدول زمانی تاریخی خود تغییر کرده است. خودروهای برقی مدرن که در اصل دارای سیستم باتری یکبار مصرف هستند، شامل کنترل گشتاور، تنظیم قدرت، خنک کننده قطعات و طول عمر طولانی می شوند. در اینجا جنبه های اصلی وجود دارد که سیستم های الکتریکی امروزی را به حرکت در می آورد.

موتور کششی الکتریکی

موتور کشش الکتریکی انرژی را از بسته باتری کششی دریافت می کند تا چرخ های خودرو را به حرکت درآورد. ماهیت دوگانه آنها به آنها اجازه می دهد برای شتاب و کاهش سرعت بچرخند و در هنگام ترمز به عنوان یک شارژر عمل می کنند. این جزء اصلی در خودروهای الکتریکی است و جایگزین موتور احتراق داخلی می شود.

مبدل DC/DC

مبدل DC/DC یک جزء واسطه است که توان DC بالا را از باتری اصلی به برق DC پایین تبدیل می کند که لوازم جانبی خودرو را اجرا می کند. مبدل همچنین نیرو را به باتری کمکی خودرو ارسال می کند.

بسته باتری کششی

بسته باتری کششی محل اصلی خودرو برای ذخیره انرژی است (به استثنای برخی از برنامه ها). بسته به نیاز خودرو از نظر اندازه و ترکیب متفاوت است. این بسته ها یا در یک سیستم خانگی یا در یک نیروگاه شارژ می شوند.

کنترل کننده الکترونیک قدرت

کنترل کننده الکترونیک قدرت وسیله ای است که میزان توانی که از بسته باتری به موتور می رود را تنظیم می کند. این مقدار گشتاوری که موتور تولید می کند را کنترل می کند.

سیستم حرارتی

از آنجایی که تمام اجزای الکتریکی دمای کاری بهینه دارند، هر وسیله نقلیه الکتریکی دارای یک سیستم خنک کننده حرارتی است. این تضمین می کند که موتور، موتور و سایر قطعات بیش از حد گرم نمی شوند و عمر آنها را افزایش می دهد.

وسایل نقلیه الکتریکی از کجا سرچشمه گرفتند؟

اولین خودروی برقی

فناوری ذخیره‌سازی نیروی الکتریکی تنها کمتر از 30 سال قبل از آزمایش آن توسط دانشمندان در حمل‌ونقل استفاده می‌شد. در سال 1827، آنیوس جدلیک، مخترع مجارستانی، اولین موتور الکتریکی را ساخت. در طول دهه بعد، این اختراع گسترش یافت و با باتری های اولیه یک بار مصرف ترکیب شد.

در اواخر دهه 1830، رابرت اندرسون اسکاتلندی اولین واگن برقی کار را ایجاد کرد. در حالی که وسیله نقلیه غیرعملی بود (تقریباً هیچ چیز در مورد آن شناخته شده نیست)، این اختراع جرقه ای برای توسعه حمل و نقل جایگزین برای بقیه دهه شد. در دهه 1840، حق ثبت اختراع برای قطارهای برقی منتشر شد و در دهه 1870، خودروهای برقی شخصی شروع به مشاهده باتری‌های سرب اسیدی کردند.

اولین خودروی برقی تولید انبوه

در سال 1902، خودروساز آمریکایی Studebaker اولین خودروی الکتریکی تولید انبوه را معرفی کرد. این خودرو با یک بار شارژ مسافت 70 مایل و حداکثر سرعت 21 مایل در ساعت را داشت. Studebaker امیدوار است که EV بتواند سفرهای شهری را به دلیل کمبود ایستگاه‌های نفت آسان‌تر کند.

متأسفانه، خودروی برقی عمر کوتاهی داشت. در سال 1908، هنری فورد تولید خط مونتاژ را معرفی کرد که به شدت هزینه های داشتن یک وسیله نقلیه را کاهش داد. در سال 1911، Studebaker مدل های الکتریکی خود را متوقف کرد و توجه خود را به احتراق داخلی معطوف کرد.

جریان اصلی آزمایش

برای نزدیک به یک قرن پس از تلاش Studebaker در یک EV، این فناوری عقب ماند. جنرال موتورز یک مدل مفهومی تولید انبوه به نام “Impact” را در سال 1990 مجدداً معرفی کرد. این مدل آنقدر تأثیرگذار بود که ایالت کالیفرنیا فروش خودروهای برقی را از خودروسازان بزرگ تا سال 1998 اجباری کرد.

از سال 1996 تا 1998، جنرال موتورز 1117 وسیله نقلیه ساخت، نام EV1 را تغییر داد و آنها را برای اجاره در دسترس قرار داد. سازندگان دیگر مانند فورد، هوندا و تویوتا نیز خودروهای برقی را برای فروش ساختند. با این حال، صنایع خودروسازی و نفت تهدیداتی را در خودروهای الکتریکی پیدا کردند و کمپین‌های رسانه‌ای را برای سرکوب آن‌ها به راه انداختند. در سال 2003، جنرال موتورز تا جایی که می توانست مدل های EV1 را پس گرفت و آنها را نابود کرد.

EV Resurgence

در حالی که وسایل نقلیه احتراق داخلی سنتی هنوز در قرن بیست و یکم تسلط دارند، نگرانی های زیست محیطی شروع به افزایش به سطوح اجتناب ناپذیر کرد. در سال 2008، تسلا اولین مدل EV خود را عرضه کرد و مصرف کنندگان بسیار خوشحال شدند.

تسلا رودستر می توانست شتاب 0 تا 60 را در چهار ثانیه طی کند و حداکثر سرعت آن 125 مایل در ساعت بود. این خودروی برقی با یک بار شارژ می‌توانست 245 مایل را طی کند و آلایندگی آن صفر است. رونمایی از این خودروی اسپورت الکتریکی کوچک، خودروساز جدید را روی نقشه قرار داد.

از زمان موفقیت اولیه تسلا، صنعت خودروهای برقی رونق گرفت. اکنون هر خودروساز یک مدل تولید انبوه دارد. برندهای لوکس مانند بی ام و، آئودی و حتی فراری در نیمه دوم دهه مفهومی خودروهای برقی دارند. با ادامه پیشرفت فناوری، شاهد توسعه خودروهای الکتریکی در صنایع تجاری نیز خواهیم بود.

کاربردهای خودروهای برقی چیست؟

حمل و نقل شخصی

اصطلاح وسیله نقلیه الکتریکی معمولاً با وسایل نقلیه کوچک و شخصی مرتبط است. این ها معمولاً در مدل های دو یا چهار در هستند و قدرت و برد متفاوتی دارند. آنها دارای پورت های شارژ هستند که می توانند به شارژرهای خانگی یا ایستگاه های برق متصل شوند.

حمل و نقل عمومی

با شروع اجباری شدن حمل و نقل الکتریکی در شهرها و ایالت ها، مراکز شهری در حال انتقال به ناوگان BEV (وسایل نقلیه الکتریکی با باتری) هستند. اتوبوس های BE دارای ظرفیت 40 تا 60 نفر و برد کمتری نسبت به خودروهای برقی شخصی هستند. برای پذیرش آنها، مراکز شهری ایستگاه های شارژ اتوبوس را در مسیرهای معمولی متمرکز کرده اند.

حمل و نقل تجاری

با ورود هر خودروساز بزرگ به بازار خودروهای الکتریکی، فناوری باتری به شدت در حال پیشرفت است. همانطور که باتری های بزرگتر و کارآمدتر در دسترس قرار می گیرند، وسایل نقلیه بزرگتر، مانند نیمه کامیون ها، به خودروهای برقی تبدیل می شوند. خودروهای الکتریکی تجاری به شدت آلاینده های ملی را کاهش می دهند، اما پیامدهایی برای نیروی کار نیز خواهند داشت.

هواپیما

در حالی که هواپیماهای الکتریکی خدمه تا حد زیادی آزمایشی هستند، این فناوری در حال توسعه است. در سال 2015 مهندسان سوئیسی Solar Impulse را طراحی کردند. این مدل، مجهز به پنل های خورشیدی در سراسر بال های خود، سیاره را دور زد. طراحی تک سرنشین نشان دهنده قابلیت های انرژی جایگزین و پاک است.

پیشران فضاپیما

فضاپیماها از نیروی محرکه الکتریکی به عنوان یک جایگزین موثر برای احتراق داخلی استفاده می کنند. روش های الکتریکی به کاهش وزن سوخت و افزایش طول عمر خودرو کمک می کند. فضاپیماهایی که معمولاً از روش‌های رانش الکتریکی استفاده می‌کنند شامل مدارهای کوچک و ماهواره‌ها هستند و به ندرت به پرتاب از زمین کمک می‌کنند.

نمونه هایی از وسایل نقلیه الکتریکی در دنیای واقعی

هیوندای آیونیک 5

بیشتر تسلا را به عنوان سازنده برتر خودروهای برقی تصور می کنند، اما شرکت های دیگر در حال مبارزه هستند. هیوندای آیونیک 5 خودروی الکتریکی سال 2021 بود که دارای برد 220 مایل و حداکثر سرعت 115 مایل در ساعت بود. قیمت مقرون به صرفه و قابلیت شارژ فوق سریع آن را به یکی از بهترین خودروهای الکتریکی موجود در بازار تبدیل کرده است.

فورد F-150 لایتنینگ

وانت فورد F-150 EV خاکستری که به شارژر برق وصل شده است
پیکاپ فورد F-150 EV، مانند تصویر تصویر، می‌تواند 230 مایل را با یک باتری 98.0 کیلووات ساعتی کاملاً شارژ شده طی کند.

خودروهای الکتریکی به حمل و نقل محدود نمی شوند. فورد F-150 لایتنینگ یکی از اولین کامیون های الکتریکی است که وارد بازار شد. علاوه بر برد قابل توجه و حداکثر سرعت، این مدل کامیون برقی می تواند محموله بیش از 2200 پوندی را حمل کند و تا 10000 پوند را یدک بکشد. با ادامه این فناوری، باید شاهد عرضه خودروهای برقی قدرتمندتری مانند F-150 Lightning باشیم.

تسلا نیمه

در مورد خودروهای الکتریکی قدرتمندتر، مدل نیمه تجاری تسلا بردی بین 300 تا 500 مایل با ظرفیت بکسل 82000 پوندی دارد. این کامیون با سه موتور مجزا در محورهای عقب کار می‌کند که به آن اجازه می‌دهد ظرف 20 ثانیه از 0 تا 60 مایل در ساعت حرکت کند. مالکان می توانند انتظار داشته باشند که Semi هزینه سوخت را تا 200000 دلار طی سه سال کاهش دهد.

اتوبوس های باطری-برقی سیاتل

در سال 2016، شهر سیاتل اولین اتوبوس BEV خود را خریداری کرد تا در چند دهه آینده بدون آلاینده شود. این شهر می خواهد تا 240 اتوبوس تمام برقی با برد 140 تا 220 مایل اضافه کند. سیاتل قصد دارد تا سال 2023 اتوبوس های بدون آلایندگی را به طور انحصاری خریداری کند.

سوالات متداول تاریخچه وسایل نقلیه الکتریکی (سوالات متداول)

تفاوت خودروهای الکتریکی با خودروهای هیبریدی چیست؟

خودروهای الکتریکی منحصراً با موتور الکتریکی و بانک باتری کار می کنند. خودروهای هیبریدی دارای ترکیبی یکپارچه از برق و بنزین برای سوخت هستند.

اولین وسیله نقلیه الکتریکی چه زمانی اختراع شد؟

اولین وسیله نقلیه الکتریکی در سال 1837 توسط مخترع بریتانیایی رابرت اندرسون ساخته شد. این وسیله نقلیه دارای یک باتری اولیه عظیم بود که از نفت خام تغذیه می کرد.

چرا اولین خودروی الکتریکی از کار افتاد؟

تا اواخر قرن بیستم، وسایل نقلیه برقی آنقدر سنگین بودند که نمی توانستند هزینه سفر را بپردازند. پس از تولید انبوه فورد مدل-T در سال 1908، موتورهای احتراق داخلی شکل گسترده ای از پیشرانه های خودرویی بودند که عملاً آزمایش با مدل های الکتریکی را متوقف کردند.

چهار نوع خودروهای الکتریکی کدامند؟

چهار نوع خودروی الکتریکی شامل برقی باتری (BEV)، پلاگین هیبریدی (PHEV)، الکتریکی هیبریدی (HEV) و الکتریکی پیل سوختی (FCEV) است.

شماره 1 خودروی برقی فروش چیست؟

تسلا مدل Y یکی از پرفروش‌ترین خودروهای برقی تمام دوران است. مدل SUV دارای برد 326 مایلی با یک بار شارژ و شتاب 0 تا 60 4.1 ثانیه است.