سيارة كهربائية نقية

إلكترونيات الطاقة

• تتكون إلكترونيات الطاقة في السيارة الكهربائية من عاكسات ومحولات ووحدات تحكم وشاحن على متن السيارة. تساهم هذه المكونات في تدفق الكهرباء في جميع أنحاء السيارة، في المقام الأول من البطارية إلى المحرك الكهربائي، بالإضافة إلى مكونات أخرى تعمل بالطاقة في السيارة، مثل نظام التدفئة والتهوية والإضاءة والترفيه المعلوماتي، وما إلى ذلك.
• على وجه التحديد، تكون إلكترونيات الطاقة مسؤولة عن تحويل التيار المستمر إلى تيار متناوب (عاكس التيار المستمر إلى تيار متردد) أو العكس (تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر)، بالإضافة إلى محولات DC/DC التي تعمل إما على زيادة جهد البطارية (زيادة الجهد) أو تقليل جهد البطارية (باك).

مجموعة بطاريات الجر

• تعتبر حزمة بطارية الجر العمود الفقري للسيارة الكهربائية التي تخزن وتزود بالطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل المحرك الكهربائي. وهي عبارة عن بطارية قابلة لإعادة الشحن تتكون من العديد من خلايا البطارية الأصغر حجمًا المرتبطة ببعضها كهربائيًا.
• يعتمد تكوين حزمة البطارية على متطلبات الطاقة والجهد الإجمالية للمحرك الكهربائي، حيث تعد بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion) النوع الأكثر شيوعًا من خلايا البطارية المستخدمة في المركبات الكهربائية نظرًا لكثافتها العالية من الطاقة وكفاءتها. تؤثر سعة حزمة بطارية الجر بشكل مباشر على مدى قيادة السيارة الكهربائية وتؤثر قدرتها على توصيل الطاقة على أدائها.

محرك كهربائي

• المحرك الكهربائي هو أحد المكونات الرئيسية التي تعمل على تشغيل السيارة الكهربائية. فهو يحول الطاقة الكهربائية المخزنة في بطارية السيارة إلى طاقة ميكانيكية تدفع السيارة إلى الأمام. وعلى عكس محركات البنزين التي تحرق الوقود لإنتاج الطاقة، يستخدم المحرك الكهربائي الكهرباء لإنشاء قوة دوران. ثم يتم نقل القوة المولدة إلى عجلات السيارة من خلال نظام نقل، والذي يدفع السيارة إلى الأمام.
• تتمثل إحدى المزايا المهمة للمحرك الكهربائي في قدرته على توفير عزم دوران مرتفع بشكل فوري تقريبًا. وهذا يعني أن المركبات الكهربائية يمكنها توفير تسارع سلس وقوي وسريع من وضع السكون، وهي السمة المميزة لتجربة قيادة المركبات الكهربائية.

محول الطاقة

• يعمل عاكس الطاقة كمترجم إلكتروني يحول بكفاءة الكهرباء المستمرة من حزمة البطارية إلى كهرباء مترددة بالجهد والتردد المناسبين للمحرك الكهربائي. يتلقى العاكس الكهرباء المستمرة من حزمة البطارية ويستخدم مفاتيح إلكترونية خاصة تسمى الترانزستورات لتشغيل وإيقاف الجهد المستمر بسرعة. يؤدي هذا إلى إنشاء سلسلة من النبضات التي تشبه عند حساب متوسطها شكل موجة التيار المتردد.
• علاوة على ذلك، يتحكم عاكس الطاقة في تردد التبديل والنمط لتنظيم جهد التيار المتردد والتردد الناتج بدقة. وهذا يضمن أن طاقة التيار المتردد التي يتم توصيلها إلى المحرك تتوافق مع متطلباته المحددة لتحقيق الأداء الأمثل.

نظام الشحن
يتكون نظام الشحن من منفذ الشحن حيث يتم توصيل الكابل، وكابل الشحن، والشاحن الموجود على متن السيارة والذي يحول طاقة التيار المتردد من الشبكة الكهربائية إلى طاقة تيار مستمر والتي يتم إرسالها بعد ذلك إلى البطارية وتخزينها فيها. يعني الشحن السريع بالتيار المستمر تحويل طاقة التيار المتردد إلى تيار مستمر خارج السيارة وإرسالها مباشرة إلى بطارية السيارة الكهربائية، متجاوزة الشاحن الموجود على متن السيارة. تعرف على المزيد حول شحن السيارة الكهربائية في مقالتنا السابقة من السلسلة.

نظام الإدارة الحرارية
يعد نظام إدارة الحرارة، الذي يتألف من المبردات والمراوح ومضخات سائل التبريد، مكونًا أساسيًا في المركبات الكهربائية. يساعد هذا النظام في تنظيم درجة حرارة حزمة البطارية والمحرك الكهربائي والإلكترونيات القوية لضمان تشغيلها في درجة حرارة مثالية لأفضل أداء بالإضافة إلى زيادة طول العمر. بدون نظام إدارة حرارية، ستكون هذه المكونات عرضة للتلف بسبب ارتفاع درجة الحرارة أو ظروف التبريد المفرطة. لا يحمي تنظيم درجة الحرارة الأجزاء الأكثر قيمة في المركبة فحسب، بل يساعد أيضًا في تعظيم الكفاءة والمدى من خلال تقليل فقد الطاقة. في حين أن مركبات الاحتراق الداخلي قد لا تتأثر بشكل كبير بالظروف الجوية القاسية، إلا أن الأداء وكفاءة الوقود لا يزالان قابلين للانخفاض.

نظام الكبح المتجدد

• ربما تكون على دراية بالفعل بنظام الكبح المتجدد باعتباره أحد الوظائف الرئيسية للسيارة الهجينة. يحول هذا النظام الطاقة الحركية المتولدة أثناء الكبح إلى طاقة كهربائية يتم تخزينها في البطارية، مما يقلل بدوره من كمية الطاقة المطلوبة من البطارية.
• على عكس المركبات التقليدية التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي، تعمل أنظمة الكبح المتجددة على تخزين الطاقة في البطارية والتي كانت لتضيع لولا ذلك. كما تساعد هذه الأنظمة على تقليل تآكل المكابح من خلال الاستفادة من المحرك الكهربائي لإبطاء سرعة السيارة عند تنشيطها، مثل القيادة على منحدر أو الاقتراب من علامة توقف.

وحدة التحكم في المركبة (VCU)

• وحدة التحكم في المركبة (VCU) هي نظام كمبيوتر مركزي في المركبة الكهربائية (EV) يعمل بمثابة العقل ومركز القيادة. وهي مسؤولة عن مراقبة وتحكم وتنسيق تشغيل مختلف مكونات المركبة الكهربائية المهمة. وهي تراقب عن كثب حزمة البطارية، وتتبع عوامل مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة وحالة الشحن. وهذا يضمن تشغيل البطارية ضمن معايير آمنة وينقل هذه المعلومات إلى السائق من خلال مجموعة العدادات.
• كما يتفاعل VCU مع أنظمة الأمان المختلفة في السيارة الكهربائية، بما في ذلك التحكم في الجر، ونظام منع انغلاق المكابح (ABS)، ونشر الوسادة الهوائية. ومن خلال مراقبة ديناميكيات السيارة وبيانات المستشعر، يمكن لـ VCU التدخل وتنشيط ميزات الأمان إذا لزم الأمر.