بررسیها نشان میدهد مزایای خودروهای الكتریكی بهزودی بازار ماشینهای بنزینی را گوشه رینگ خواهند برد
فناوری ماشین برقی به زبان ساده
با توجه به مشكلات روزافزون سوخت، امروزه استفاده از شكلهای بهتر انرژی برای به كار انداختن خودروها به یك ضرورت تبدیل شده و همین ضرورت به تولید خودروهای الكتریكی امروزی منجر شده است. كارایی خوب و مصرف انرژی پایین این خودروها، آنها را سازگار با محیطزیست كرده است. بیشتر خودروهای امروزی دارای سیستم احتراق داخلی یا موتور درونسوز هستند. این موتورها با بنزین یا دیزل كار میكنند. با احتراق بنزین یا دیزل، میزان زیادی انرژی آزاد میشود كه خودرو انرژی مورد نیاز برای حركت خود را از آن تامین میكند. این نوع خودروها تقریبا یك قرن است كه با ما همراه بودهاند. درحال حاضر نسل جدیدی از وسایل نقلیه در سراسر جهان به سرعت درحال گسترش است. این نسل جدید از خودروها با منبع انرژی كارآمدتری ـ كه مانند سوختهای فسیلی محدود به تولید در مناطق خاصی از جهان نیست ـ كار میكند و با نام خودروهای الكتریكی شناخته میشود و از فروش بالایی در بازار جهانی خودرو برخوردار است.
همه انواع خودروها (گازی، الكتریكی، هیدروژنی یا خودروهایی كه از هر نوع «سوخت» دیگری استفاده میكنند) درواقع دستگاههای تبدیل انرژی هستند: آنها انرژی بالقوه (ذخیره شده) را به انرژی جنبشی (حركتی) تبدیل میكنند. در یك خودروی معمولی، انرژی به شكل شیمیایی ذخیره شده و در گاز یا بنزینی موجود در مخزن محدود میشود. این انرژی را از طریق یك واكنش شیمیایی كه در داخل موتور صورت میگیرد آزاد میشود. در این واكنش شیمیایی مولكولهای هیدروكربن موجود در بنزین با اكسیژن هوا تركیب شده و میسوزند و گرمایی آزاد میكنند كه پیستونها را به جلو میراند. این پیستونها چرخها را به حركت در میآورند (همه این اتفاقات در داخل سیلندرهای موتور میافتد، به همین دلیل این موتورها را موتورهای درونسوز یا موتور احتراق داخلی مینامیم.) خودروهای برقی نیز از انرژی شیمیایی ذخیره شده استفاده میكنند اما آزادشدن انرژی در این خودروها با تخلیه آرام الكترونها از باتریها و بدون هیچگونه احتراقی صورت میگیرد. باتریها در زیر وسیله نقلیه و گاهی در صندوق عقب آن قرار دارند.
این باتریها همان باتریهایی هستند كه معمولاً هنگام راهاندازی موتور بنزینی مورد استفاده قرار میگیرند؛ تنها تفاوت این است كه در خودروهای الكتریكی تعداد بیشتری باتری وجود دارد و انرژی لازم برای به حركت درآوردن خودرو در آنها ذخیره میشود. شما همچنین یك تنظیمكننده در این باتریها میبینید كه كارش صرفا تضمین میزان انرژی تولید شده و ثابتبودن میزان مصرف آن در خودروست. درواقع این تنظیمكنندهها، ضمانتی برای نسوختن باتری خودرو هستند.
چرخه تولید و تكامل باتری
اولین خودروهای الكتریكی ازجمله پورشه پی1 (P1) سال 1277شمسی/ 1898 میلادی، با باتریهای اسید سرب كار میكردند. این فناوری از زمان اختراع خودروهای سنتی در سال 1238/ 1859 در آنها مورد استفاده قرار میگرفت. با بلوغ خودروهای الكتریكی، كاهش قیمت این باتریها آنها را به باتریهایی محبوب تبدیل كرد. اما از آنجا كه باتریهای اسید سرب از الكترودهای سرب و اسید سولفوریك ساخته شده، بازیافت آنها خطرناك، سمی و دشوار است. این باتریها همچنین از نظر چگالی انرژی، پایینترین سطح را بین باتریهای معمولی دارد. در دهه 1980، باتریهای هیدرید فلز نیكل به استفاده تجاری رسیدند. چگالی این باتریها بهطور قابل توجهی بالاتر از باتریهای اسید سرب است. با این حال باتریهای هیدرید فلز نیكل با گذشت زمان شارژ خود را از دست میدهد و چرخه شارژ نسبتا كندی دارد. به همین دلیل برای خودروهای الكتریكی امروزی چندان ایدهآل نیست.
پس از باتریهای هیدرید فلز نیكل، باتریهای لیتیومی به میدان آمدند و به فناوری باتری مترادف با وسایل نقلیه الكتریكی امروزی تبدیل شدند. باتری لیتیومی در مقایسه با باتری هیدرید نیكل دارای مواد زنده بیشتری است كه باعث ناپایداری بیشتر آن میشود. با این حال این باتری قابل اطمینانتر است و میتواند در فضاهای كوچكتر
جا بگیرد، در مقابل تغییرات دمایی مقاومت بالاتری دارد و خیلی سریعتر شارژ میشود. بیشترین فعالیتهای تحقیقاتی امروزی در زمینه بهبود سیستمهای مبتنی بر لیتیوم در جریان است كه اولینبار در سال 1370/ ۱۹۹۱ جنبه تجاری یافتند. باتریهای لیتیومی علاوه بر تامین انرژی وسایل نقلیه الكتریكی در ماهوارهها، تلفنهای همراه، لپتاپها، دوربینهای دیجیتال، ماشینآلات و وسایل پزشكی نیز مورد استفاده قرار میگیرد.