ايتنا - خودروهای برقی چگونه دنیای حمل‌ونقل را متحول می‌کنند؟ (معرفی مزایا و فناوری‌ها)

خودروهای برقی یا EV (Electric Vehicle)، به جای موتورهای احتراق داخلی که در خودروهای بنزینی معمول هستند، از موتورهایی بهره می‌برند که با نیروی برق کار می‌کنند. در سطح جهانی، شرکت‌های خودروسازی سنتی به طور فزاینده‌ای در حال افزودن خودروهای برقی به سبد محصولات خود هستند. این شرکت‌ها علاوه بر توسعه فناوری باتری‌ها، روی افزایش برد حرکتی این خودروها نیز تمرکز کرده‌اند. امروزه در بسیاری از بازارها، اگرچه هزینه اولیه خرید یک خودروی برقی بیشتر است، اما در مجموع ارزان‌تر از خودروهای بنزینی تمام می‌شود و پیش‌بینی می‌شود که این تفاوت قیمتی در آینده کاهش یابد.

به گزارش ایتنا و به نقل از لایوساینس، اگرچه هزینه اولیه خرید این خودروها ممکن است بالاتر باشد، اما در بلندمدت مقرون‌به‌صرفه‌تر از خودروهای بنزینی عمل می‌کنند و انتظار می‌رود در آینده قیمت آن‌ها کاهش یابد. اما این خودروها چگونه کار می‌کنند؟ آیا واقعاً برای محیط‌زیست بهتر هستند؟ و چقدر در عمل کاربردی‌اند؟

اما این خودروها چگونه کار می‌کنند؟ آیا واقعاً از نظر زیست‌محیطی برتر از خودروهای سنتی هستند؟ و تا چه اندازه کاربردی محسوب می‌شوند؟

۵ واقعیت جالب درباره خودروهای برقی

۱. نخستین خودروی برقی: نخستین وسیله نقلیه الکتریکی بین سال‌های ۱۸۳۲ تا ۱۸۳۹ توسط رابرت اندرسون، مخترع اسکاتلندی ساخته شد. البته باتری این کالسکه شارژپذیر نبود.

۲. بدون موتور احتراق داخلی: خودروهای برقی فاقد موتورهای بنزینی هستند. در عوض، نیروی باتری مستقیماً به چرخ‌ها منتقل می‌شود.
۳. برد بسیار محدود در گذشته: خودروهای برقی اولیه برد حرکتی بسیار کمی داشتند. برای نمونه، یک لکوموتیو برقی که در سال ۱۸۴۲ توسط رابرت دیویدسون ساخته شد، تنها می‌توانست ۲.۴ کیلومتر را با یک بار شارژ طی کند.

۴. بیشترین برد امروزی: خودروی Lucid Air Grand Touring قادر است با یک بار شارژ تا ۸۲۳ کیلومتر را طی کند؛ مسافتی تقریباً معادل فاصله بین سان‌فرانسیسکو و سن‌دیگو.

۵. صدای مصنوعی برای ایمنی: از آنجا که خودروهای برقی بسیار بی‌صدا هستند، در بسیاری از کشورها الزام شده که دستگاهی برای تولید صدای مصنوعی در آن‌ها نصب شود تا در سرعت‌های پایین (زیر ۳۰ کیلومتر در ساعت)، عابران را از حضور خودرو مطلع کند.

خودروهای برقی چگونه کار می‌کنند؟

در خودروهای برقی، باتری مستقیماً به موتورهایی متصل است که در محور چرخ‌ها قرار دارند و خودرو را به حرکت درمی‌آورند. برخلاف خودروهای بنزینی که انرژی حاصل از احتراق سوخت، پیستون‌ها را به حرکت درمی‌آورد و این حرکت از طریق میل‌لنگ و جعبه‌دنده به چرخ‌ها منتقل می‌شود، خودروهای برقی نیازی به چرخ‌دنده‌های پیچیده ندارند. این ساختار ساده باعث می‌شود خودروهای برقی بتوانند گشتاور و شتاب بیشتری تولید کنند.

همچنین این خودروها از سامانه‌ای به نام «ترمز احیاکننده» بهره می‌برند. در این فناوری، وقتی راننده پای خود را از روی پدال گاز برمی‌دارد، انرژی حرکتی خودرو به صورت برق به باتری بازمی‌گردد و موجب افزایش راندمان و برد خودرو می‌شود.

مزایای خودروهای برقی

۱. هزینه کمتر شارژ: بررسی‌های انجام‌شده در سال ۲۰۲۳ نشان داد که هزینه شارژ یک خودروی برقی (در صورتی که حدود ۸۰ درصد شارژ در خانه انجام شود)، در همه ایالت‌های آمریکا کمتر از هزینه سوخت‌گیری خودروهای بنزینی است.

۲- هزینه نگهداری پایین‌تر: خودروهای برقی قطعات متحرک کمتری دارند، به تعویض روغن نیازی ندارند و استفاده از ترمز احیاکننده باعث کاهش چشمگیر فرسایش لنت‌های ترمز می‌شود.

۳. آلودگی کمتر: این خودروها در زمان حرکت هیچ‌گونه آلایندگی مستقیم ندارند و در مقایسه با خودروهای بنزینی، در مجموع ردپای کربنی کمتری در طول عمر خود برجای می‌گذارند.

آیا خودروهای برقی برای محیط‌‌زیست مفیدترند؟

پاسخ کوتاه این است: بله.
گرچه تولید باتری‌های خودروهای برقی نیازمند استخراج فلزات و عناصر خاصی است که ممکن است به محیط‌زیست آسیب بزند، اما در طول عمر خودرو، انتشار گازهای گلخانه‌ای آن تا ۴۰ تا ۶۰ درصد کمتر از خودروهای بنزینی خواهد بود.

علاوه بر این، باتری‌های خودروهای برقی قابل بازیافت هستند. برای نمونه، شرکت بلژیکی Umicore اعلام کرده که می‌تواند تا ۹۵ درصد از نیکل، مس و کبالت موجود در باتری‌ها را بازیابی کند.

با این حال، برخی منتقدان می‌گویند خودروهای برقی به دلیل وزن بیشتر و گشتاور بالاتر، موجب سایش سریع‌تر لاستیک‌ها و تولید ذرات معلق بیشتری می‌شوند. در یک مطالعه، مشخص شد که تجزیه لاستیک‌ها سهم قابل‌توجهی (۲۸ درصد) در تولید میکروپلاستیک‌های جهانی دارد. اما شرکت آلمانی Continental می‌گوید نوع رانندگی و شرایط جاده بیش از نوع موتور خودرو بر میزان تولید این ذرات تأثیر می‌گذارند.

در نهایت، با گسترش استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در نیروگاه‌ها و کارخانه‌های تولید خودرو، میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از ساخت خودروهای برقی به مرور به صفر نزدیک می‌شود.

چالش‌ها و معایب خودروهای برقی

برخی چالش‌های فعلی این خودروها عبارتند از:

• هزینه اولیه بالا
• محدودیت برد حرکتی نسبت به خودروهای بنزینی
• زمان طولانی‌تر برای شارژ کامل
• کمبود ایستگاه‌های شارژ پرسرعت در برخی مناطق

در حالی‌که خودروهای بنزینی می‌توانند حدود ۶۰۰ کیلومتر را با یک باک پر طی کنند و تنها در چند دقیقه سوخت‌گیری می‌شوند، خودروهای برقی اغلب به ۳۰ تا ۹۰ دقیقه زمان برای شارژ نیاز دارند و برد آن‌ها معمولاً بین ۱۶۰ تا ۵۰۰ کیلومتر است.

البته فناوری‌های جدید در حال توسعه هستند. برای نمونه، شرکت چینی BYD از فناوری‌ای رونمایی کرده که می‌تواند خودرو را در شش دقیقه شارژ کند. هرچند این فناوری‌ها هنوز فراگیر نشده‌اند، اما روند پیشرفت‌ها امیدوارکننده است. همچنین بیش از ۱۹۲ هزار ایستگاه شارژ عمومی در آمریکا وجود دارد که همچنان در حال افزایش است.

آیا خودروهای سنگین هم می‌توانند برقی شوند؟

بله! امروزه شاهد حضور کامیون‌ها و اتوبوس‌های برقی در جاده‌ها هستیم. برای مثال:

در چین، حدود ۷۰٪ از اتوبوس‌ها برقی هستند.
در آمریکا، بیش از ۵ هزار اتوبوس مدرسه برقی وجود دارد.
شرکت‌هایی مانند ولوو و تسلا در حال توسعه کامیون‌های نیمه‌الکتریکی با برد ۶۰۰ تا ۸۰۰ کیلومتر هستند.

برد خودروهای برقی چقدر است؟

برخی از مدل‌های پیشرفته مانند لوسید ایر و مرسدس بنز EQS می‌توانند بیش از ۸۰۰ کیلومتر را با یک بار شارژ طی کنند. در مقابل، خودروهای مقرون‌به‌صرفه‌تر مانند نیسان لیف برد حدود ۲۴۰ تا ۳۴۰ کیلومتر دارند. با پیشرفت فناوری باتری‌های حالت جامد، انتظار می‌رود این ارقام بهبود یابند.