همه چیز درباره نقش سیستم های الکتریکی در خودرو های آینده

همه چیز درباره نقش سیستم های الکتریکی در خودرو های آینده

حذف قطعات مکانیکی و جایگزینی آن ‌ها با قطعات الکتریکی در خودرو ها مزایای بسیاری دارد که می ‌تواند آینده‌ی صنعت خودرو سازی را دگرگون کند .

( رانندگی الکتریکی ) مفهوم جدیدی است که توانسته راه خود را به صنعت خودرو سازی باز کند . خودور سازان با پیگیری این طرح نوآورانه قصد دارند با حذف قطعات و مکانیزم‌ های مکانیکی در خودرو ها و جایگزینی آن‌ ها با قطعات الکتریکی ، آینده ‌ای درخشان ‌تر برای این صنعت بسازند . مدتی است که استفاده از این مفهوم و به ‌کار گیری آن در خودرو ها آغاز شده است که می ‌توان ردپای آن را در معرفی ترمز های الکتریکی ، فرمان برقی و سایر نوآوری‌ ها در دنیای خودرو های الکتریکی نظیر سیستم‌های خودران یافت .

خودرو

هنگامی‌ که برای نخستین بار آلفارومئو در مدل‌ های جولیا و استلویو از ترمز الکتریکی MKC1 ساخت شرکت کنتیننتال استفاده کرد ، صنعت خودرو سازی به مزایای استفاده از مفهوم ( رانندگی الکتریکی ) پی برد . ترمز الکتریکی MKC1 با حذف قطعات مکانیکی در سیستم ترمز ، سیستم جدیدی را ارائه داد که علاوه بر کاهش وزن نسبت به نمونه ‌های مکانیکی ، معایب سیستم‌ های سنتی گذشته را نیز برطرف کرد .

در این سیستم قطعات مختلف نظیر سیلندر اصلی ترمز ، بوستر ، کنترل مرکزی ABS و ESC به ‌صورت یکپارچه طراحی شده و این امر سبب کاهش فضای اشغال شده ، کاهش وزن تا 4 کیلوگرم و حذف پیچیدگی‌های طراحی شده است . علاوه بر این ، پدال ترمز قابلیت انتقال حس ترمز گیری به پای راننده را با توجه به ‌شدت اعمال ترمز ها خواهد داشت که این امر از طریق شبیه ‌ساز های مکانیکی تعبیه شده در پدال میسر شده است . نکته‌ ی مثبت دیگر در استفاده از این سیستم جدید حذف مسافت جا به ‌جایی پدال به‌ واسطه ‌ی کاهش فشار روغن یا خوردگی لنت‌ ها است ، به این صورت که پدال ترمز همواره تا میزان مشخصی بالا یا پایین می ‌رود و این فاصله در طول زمان تغییر نخواهد کرد .

استفاده از ترمزهای کاملا الکتریکی این امکان را به خودرو سازان می‌ دهد که بتوانند با حذف کامل روغن ترمز و خطوط انتقال سیال هیدرولیک علاوه بر حفظ فضا و کاهش وزن ، خطوط تولید تمیز تر و بهینه ‌تری داشته باشند . با استفاده از این سیستم دیگر نیازی به تعویض ادواری روغن ترمز وجود ندارد و سازندگان می ‌توانند سیستم فنر بندی ، چرخ ‌ها و سیستم ترمز را به‌ طور یکپارچه مونتاژ کنند که این امر در سرعت تولید خودرو تأثیر به‌ سزایی دارد .

فرمان برقی یکی دیگر از زمینه‌ هایی است که خودرو سازان با به حداقل رساندن قطعات مکانیکی سعی دارند نقش سیستم‌ های الکتریکی در خودروها را پر رنگ‌ تر کنند . در حال ‌حاضر سیستم ‌های الکتریکی کمکی فرمان در بسیاری از خودرو  ها استفاده می‌شوند و مزیت عمده ‌ی آن‌ها مصرف کم ‌تر انرژی نسبت به پمپ هیدرولیک خودرو در فرمان‌ های مکانیکی است .

در این سیستم ‌ها هنوز هم اتصالات مکانیکی فرمان وجود دارند ، اما یک موتور الکتریکی وظیفه ‌ی افزایش نیروی دست راننده برای جا به‌ جایی فرمان را برعهده دارد . فرمان‌ های تمام برقی که اتصال مکانیکی در آن‌ ها به‌ طور کامل حذف شده باشد ، هنوز به دلیل ارتقای سطح ایمنی و قانون ‌های سخت ‌گیرانه نتوانسته‌ اند پا به عرصه ‌ی صنعت خودرو سازی بگذارند .

با اینکه فرمان تمام برقی و ترمز های تمام الکتریکی هنوز نتوانسته‌ اند دنیای خودروسازی را فتح کنند ، اما دریچه برقی گاز مدتی است که جای خود را در خودرو های مدرن پیدا کرده است . در این سیستم میان پدال گاز و دریچه ‌ی برقی هیچ اتصال مکانیکی وجود ندارد و به‌ جای آن آرایه ‌ای از حسگر ها روی پدال گاز و پیشرانه نصب شده است که وظیفه ‌ی انتقال اطلاعات به پردازنده خودرو را بر عهده دارند . پردازنده با دریافت این اطلاعات و ارسال سیگنا‌ل‌ های مناسب دریچه و میزان پاشش سوخت را تنظیم می ‌کند . مزیت این سیستم کنترل بهتر مصرف سوخت و تولید کمتر آلاینده‌ های زیست‌ محیطی است .

در حال ‌حاضر فرمان تمام برقی و ترمز تمام الکتریکی در مرحله‌ ی آزمایش نمونه ‌های اولیه قرار دارند و بالاخره روزی راه خود را به دنیای خودروها باز خواهند کرد . در حقیقت با ظهور خودروهای خودران شاید زمان آن فرا رسیده است که تغییراتی در قوانین اعمال شود که درنتیجه ‌ی آن بتوان از این سیستم  ‌ها در خودروهای خودران بهره جست .

آینده روشن صنعت ماشین های برقی

صنعت خودرو سازی جهان ، در طی یک دهه‌ی اخیر ، شاهد یکی از دگرگونی‌ های عظیم خود بوده است . یکی از ابعاد  این دگرگونی ، توسعه شتابان ساخت ( خودروهای برقی ) است . موسسات تحقیقاتی معتبر جهان ، دور نمای بسیار روشنی را برای توسعه خودرو های برقی ترسیم می ‌کنند و به نظر می ‌رسد این خودرو ها ، در دهه‌ های آینده ، می ‌توانند جای خودرو های احتراق داخلی را بگیرند . این در حالی است که خودرو سازان ایرانی ، تاکنون فعالیتی جدی و چشم گیر در این خصوص صورت نداده ‌اند و اهتمامی به تولید خودروی برقی نداشته‌ اند .

ماشین های برقی و توسعه شتابان

خودرو های برقی ( Electric vehicle ) در تعریف ، خودروهایی هستند که به جای داشتن موتورهای مکانیکی و استفاده از سوخت‌های فسیلی که در ( خودروهای احتراق داخلی ) رواج دارد ، دارای باتری ‌های الکترونیکی هستند و نیروی محرکه خود را از طریق انرژی الکتریکی به دست می ‌آورند . به همین دلیل ، باتری الکترونیکی ، قطعه اصلی این خودرو را تشکیل می‌ دهد .

هرچند که اختراع خودروهای برقی ، با اختراع خودروهای احتراق داخلی ، تقریباً همزمان بوده است ، اما با توجه به نرخ بسیار ارزان سوخت‌ های فسیلی و ضعف توانایی خودرو های برقی در گذشته ، این خودروهای احتراق داخلی بودند که مورد استقبال قرار گرفتند . در گزارش مرکز پژوهش‌های مجلس شورای اسلامی ، در همین ارتباط آمده است :

( خودروی برقی در سال 1834 میلادی اختراع شد . در طول آخرین دهه از قرن 19 میلای ، شرکت‌ هایی به ‌عنوان تولید کننده خودرو های برقی در آمریکا ، بریتانیا و فرانسه تأسیس شدند ، اما با توجه به محدودیت‌ های مربوط به باتری و پیشرفت سریع خودرو های موتور احتراق داخلی ، از سال 1931 میلادی رویکرد ها به سمت استفاده از خودرو های احتراقی سوق پیدا کرد . ) اما در یک دهه‌ ی گذشته ، استفاده از خودروهای برقی ، بسیار گسترش یافته است و هم سازندگان و هم مصرف کنندگان خودرو، به آن اقبال نشان داده ‌اند .

طبق گزارش ‌ها ، به نظر می‌ رسد برخی عوامل ، تاثیری جدی بر افزایش تولید و خرید خودرو های برقی داشته ‌اند . دلیل اول این افزایش ، سرمایه ‌گذاری برخی‌ شرکت‌ های معتبر در این صنعت و در نتیجه تولید باتری‌ هایی بسیار ارزان ‌تر از گذشته بوده است . بدین ترتیب ، بهای نهایی خودرو های برقی ، بسیار کاهش یافته و افراد بیشتری قادرند خودروهای برقی را تهیه کنند . در نتیجه صنعت خودروهای برقی ، قادر به رقابت با صنعت خودروهای احتراق داخلی شده است.

عواملی چون افزایش بهای بنزین ، دغدغه ‌های زیست محیطی و امکان تولید ارزان ‌تر خودروهای برقی ، از عوامل اصلی توسعه شتابان تولید خودروهای برقی است .

عامل دیگر اثر گذار بر گسترش تولید خودروهای برقی ، نوسانات مداوم قیمت سوخت و افزایش بهای آن، نسبت به دهه ‌های گذشته بوده است . به ویژه زمانی که در سال 2008 ، نرخ هر گالن بنزین در آمریکا به 4 دلار رسید ، بحث درباره خودروها برقی و استفاده از آن‌ ها ، دوباره طرح شد . اکنون در بسیاری از کشورها و به ویژه کشورهایی که فاقد منابع عظیم نفت و گاز هستند ، بهای بنزین ، قابل توجه است و با توجه به کاهش منابع نفتی در دهه‌ های آینده ، به نظر می ‌رسد بهای بنزین برای مصرف ‌کنندگان نهایی ، ممکن است بیش از پیش افزایش یابد .

این در حالی است که با توجه به ابداعات و نوآوری ‌های گسترده در زمینه تولید برق ، به ویژه به شیوه‌ های پاک و با استفاده از منابع تجدید پذیر ، بهای نهایی برق برای مصرف کنندگان کمتر خواهد شد و در نتیجه استفاده از خودروی برقی هزینه بسیار کمتری نسبت به خودروی احتراق داخلی خواهد داشت .

سومین عامل تاثیر گذار بر این صنعت نیز افزایش دغدغه ‌های زیست محیطی در میان جوامع مختلف است . خودروهای برقی ، خودروهایی پاک هستند و نسبت به خودروهای احتراق داخلی و به ویژه خودروهای بنزین ‌سوز و گازوئیل‌ سوز ، آلایندگی ناچیزی دارند . در نتیجه می ‌توان پیش‌ بینی کرد که هم دولت‌ ها و هم شهروندان آن‌ ها ، ترجیح می ‌دهند از خودرو های برقی به جای خودروهای احتراق داخلی استفاده نمایند .

صنعت ماشین های برقی و دورنمای آینده

( موسسه بلومبرگ ) به عنوان یکی از موسساتی که به تحلیل و بررسی دورنمای صنایع نو می ‌پردازد ، در گزارش‌های سالیانه خود ، آینده صنعت خودرو را ترسیم می ‌کند . در آخرین گزارش این موسسه درباره صنعت خودروهای برقی و دورنمای آن در جهان ، می ‌خوانیم : ( فروش خودروی برقی از چند هزار دستگاه در سال 2010، به رقم بیش از 2 میلیون دستگاه رسیده است و هیچ نشانه ‌ای از کند شدن این روند دیده نمی‌ شود . ما پیش‌ بینی می‌ کنیم ، فروش سالانه خودروی برقی در سال 2025 به 10 میلیون دستگاه ، در سال 2030، به 28 میلیون دستگاه و تا سال 2040 به 56 میلیون دستگاه برسد. ) بر طبق همین پیش‌ بینی ، در سال 2040 سهم خودروهای برقی در بازار جهانی خودرو ، به بیش از 50 درصد خواهد رسید و از سهم خودروهای احتراق داخلی بیشتر می ‌شود .

 

 میزان کاهش قیمت نسبت به سال قبل ( درصد ) قیمت  سال
  1160 2010
22- 899 2011
21- 707 2012
8- 650 2013
11- 577 2014
35- 373 2015
23- 288 2016
26- 214 2017
18- 176 2018

براساس پیش ‌بینی ‌های موسسه بلومبرگ ، میزان تولید و تقاضای ماشین های برقی در کشور چین و در طی دهه‌ های آینده ، همچنان افزایش خواهد یافت . کشورهای اروپا به دلیل تشدید مقررات سخت گیرانه در مورد سوخت و افزایش تعهد خودروسازان این منطقه به تولید خودروی برقی ، بیشتر به سمت تولید این گروه از خودروها خواهند رفت و کشورهایی همچون ژاپن ، کره جنوبی ، استرالیا و دیگر کشورهای جنوب شرق آسیا بیش از پیش خریدار این نوع از خودروها خواهند شد .

موسسه بلومبرگ در همین گزارش به مواردی چون سرمایه‌ گذاری کشورهایی همچون چین و آمریکا در این صنعت ، کاهش بهای تمام شده باتری خودروهای برقی و وضع مقررات سخت ‌گیرانه محیط ‌زیستی در کشورهای مختلف ، به عنوان عوامل اصلی رشد شتابان صنعت تولید خودروهای برقی اشاره می‌ کند و تاکید دارد تا زمانی که این وضعیت تغییر نکند ، می ‌توان انتظار داشت که صنعت خودروهای برقی ، بطور مداوم بزرگ‌ تر شود ؛ هرچند به نظر این موسسه ، رشد تولید خودروهای برقی در حوزه حمل و نقل عمومی ، همچنان محدود است .

خودرو

مشکلات زیرساختی، مانع اصلی توسعه ماشین های برقی

استفاده از خودروهای برقی ، نیازمند زیرساخت‌های خاصی است که بدون توسعه آن‌ ها ، استفاده از خودروهای برقی یا ممکن نیست ، یا به دشواری صورت خواهد پذیرفت . یکی از این زیر ساخت‌ ها ، نیاز به وجود ایستگاه‌ های شارژ خودروی برقی است . ایستگاه ‌های شارژ ، همچون پمپ بنزین ‌ها عمل می ‌کنند و وظیفه‌ی اصلی آن ‌ها ، شارژ خودروهای برقی است . هم اکنون تعداد ایستگاه‌ های شارژ خودروهای برقی در جهان ، بسیار محدود است و تنها در برخی مناطق جهان همچون غرب اروپا ، برخی شهرهای بزرگ آمریکا و شرق آسیا ، تعداد این ایستگاه‌ ها قابل قبول است .

برای ایجاد ایستگاه‌ های بیشتر ، کشورهای مختلف نیازمند توسعه شبکه برق خود هستند و این امر، به سادگی امکان پذیر نخواهد بود . همچنین ایده شارژ خانگی خودروهای برقی نیز فعلا با مشکلاتی روبرو است و در صورت گسترش آن ، باید میزان تولید برق نیز به سرعت افزایش یابد که این امر دشواری‌ هایی را برای برخی از کشور ها ایجاد خواهد کرد . طبق گزارش مرکز پژوهش‌های مجلس شورای اسلامی : ( بر اساس پیش‌ بینی آژانس بین‌ المللی انرژی ، در سال 2030 در صورتی که خودروهای برقی طبق پیش ‌بینی ‌های انجام شده گسترش یابند ، 1.5 درصد برق بیشتری در شبکه مورد تقاضا خواهد بود. این میزان تقریباً 6 درصد از تقاضای جدید برای سایر بخش‌ ها ( صنعتی ، حمل‌ و نقل ، ساختمان ) را شامل خواهد شد .

بیشتر بخوانید:

علائم خرابی واشر منیفولد + آموزش تعویض واشر منیفولد

منبع: همراه مکانیک

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.