ازدهر عصر التكنولوجيا محققاً نجاحات عالية، متخطياً كافة التوقعات متداخلاً في حياتنا اليومية محولاً منازلنا لمنازل سحرية تتلقى الأوامر فبمجرد فرقعة الأصابع يمكنك ضبط الإنارة والتكييف وتشغيل التلفاز وغيرها من التفاصيل المريحة، واستجابة لهذا النمو السريع والتطور المتواصل وصلت الشركات لتصميم سيارة الأحلام، السيارات الكهربائية.
على الرغم من أن السيارات الكهربائية ليست بالاختراع الجديد وبدأ تصميمها من منتصف القرن التاسع عشر إلا أنها لم تتمكن من تلبية كافة المتطلبات فكانت تكلفتها مرتفعة وسرعتها العظمى منخفضة جداً، لكن مع بدء الألفية بدأت الابتكارات والتعديلات بالتوالي وصولاً ليومنا هذا مع عدد كبير من السيارات الكهربائية المقدمة من قبل عدد لا يستهان به من الشركات المصنعة والتي تتصدرها تسلا بتصميماتها الرائعة.
فما هي السيارات الكهربائية؟
السيارة الكهربائية هي التي تعمل على محرك كهربي يتم تغذيته بواسطة بطاريات بدلاً من محرك يعمل على احتراق الوقود.
ظهرت السيارات الكهربائية لتكون صديقة للبيئة، فلا وجود لأي انبعاثات كربونية أو زيوت أو استنزاف الثروات الباطنية، فتم تصميمها اعتماداً على قدرة البطاريات القابلة للشحن مستبدلين بذلك دارة الوقود كاملة فلا داعي لعدد كبير من القطع والمعدات، مع الحفاظ على الأجزاء الأساسية للسيارة لكن مع اختلاف بالتصميم بما يتناسب مع القدرات الجديدة للسيارة.
نظراً للمميزات الرائعة التي تقدمها السيارات الكهربائية أصبحت الآن كبرى الشركات في منافسة عالية المستوى من إصدار فئات جديدة من السيارات العاملة على الطاقة الكهربائية بدلاً من الوقود.
كيف تعمل السيارات الكهربائية؟
تعمل السيارة بواسطة محرك كهربائي يشبه لحد كبير المحركات التي تعمل عليها سيارات اللعب للأطفال لكن بقدرة أعلى، يتغذى المحرك على التيار متناوب أي يحتاج لمحول كهربي يحول التيار من تيار متواصل إلى تيار متناوب، كما تحتاج السيارة لدارة تبريد مائي لامتصاص الحرارة الناتجة عن البطاريات والمحرك.
يتم نقل الحركة من المحرك إلى العجلات عن طريق علبة تروس تحتوي من ثلاث إلى أربع تروس. تحتوي السيارات الحديثة على أكثر من محرك – أمامي وواحد خلفي أو أكثر – مما يجعل السيارة ذات دفع رباعي، ويصبح المحرك مسؤولاً عن الفرملة والتحكم بسرعة وتسارع السيارة، والذي يعطيها تسارع مذهل فيمكنها الانتقال من صفر إلى ١٠٠ كم خلال أجزاء من الثانية.
مكونات السيارة الكهربائية
تتكون السيارة من هيكل خاص يختلف عن السيارات الميكانيكية والتي تسمى ميكانيكية لاحتوائها على سلسلة من الأجزاء الميكانيكية الثابتة والمتحركة، بينما الكهربائية مزودة بعدد من بطاريات الليثيوم المشابهة لبطاريات الهواتف الذكية، وتحتوي كل سيارة على ما لا يقل عن ٧٠٠٠ بطارية. كما تتضمن دارة تبريد مائية أمامية لامتصاص الحرارة، وتتكون السيارة من:
- محرك كهربائي: والذي يتلقى التغذية من البطاريات لتحريك العجلات عن طريق ناقل الحركة.
- بطارية: والتي يختلف عددها من سيارة لأخرى، مصنوعة من ليثيوم أيون أي يمكنها الاحتفاظ بالطاقة وإعادة استخدامها، ويتم شحنها بعد قطع مقدار من الكيلومترات.
- نقل الحركة: وهو عبارة عن (غير بوكس/ صندوق التروس) الذي ينقل الطاقة الحركية الناتجة عن دوران المحرك إلى العجلات لتحريكها.
- نقطة الشحن: والتي تعد بديل لخزان الوقود وفتحة التعبئة.
- الشاحن: أو ما يعد دارة الشحن، والتي تقوم بتحويل التيار المتناوب إلى تيار مستمر لشحن البطاريات.
- نظام التبريد: والذي يحافظ على درجة حرارة معقولة لأجزاء السيارة.
- نظام التحكم: والذي يتحكم بسرعة دوران المحرك وعزم الدوران.
هل السيارة الكهربائية تشحن نفسها؟
يمكن للسيارة أن تشحن نفسها بعدة حالات، كتوقف القيادة أو ما يعرف اصطلاحاً (رفع القدم عن دواسة الوقود) يتحول المحرك من نظام الحركة إلى نظام الشحن وينقل الطاقة للبطاريات لشحنها.
حالات أخرى كتسيير الطاقة داخل نطاق مغناطيسي والذي يدعى نظام الحث، يمكنها من تشحن نفسها وكان النموذج الأول “ارتيغا 1”.
ما هي فوائد السيارة الكهربائية؟
من أهم فوائد السيارة الكهربائية هي كونها صديقة للبيئة لا ينتج عنها أي انبعاثات كربونية، على الرغم من أن البعض يزعم أن ما توفره السيارات يتم حرقه لإنتاج الكهرباء في محطات التوليد، لكن أصبح التوجه الآن نحو الطاقات النظيفة وهو ما تسعى كبرى الشركات لتحقيقه، فنرى شركة مثل أرامكو الغنية عن التعريف تصدر أول سيارة كهربائية هيدروجينية، ما يعني 0% كربون 100% طاقة نظيفة، لذلك أصبح التوجه لإنشاء ما يشبه محطات الوقود لكن لشحن السيارات الكهربائية من خلال الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والأمواج.
ومن أجمل الأفكار التي يمكن أن نشاهدها في هذه الصورة، وهو ما يشبه موقف للسيارات مخصص للسيارات الكهربائية مصمم من مجموعة من الألواح الشمسية الموصولة لقابس مخصص لشحن السيارات، وهو ما نتمنى أن نراه ينتشر في كثير من البلدان، كما ننوه لإمكانية شحن السيارة على الكهرباء المنزلية بتردد ١١٠ فولت أو ٢٢٠ فولت بواسطة الشاحن المرفق بكل سهولة.
من الفوائد الأخرى التي تقدمها أيضاً السيارة الكهربائية هو السرعات المنافسة لقدرات المحركات الميكانيكية فقد حققت نجاحاً باهراً في هذا المجال ومن أشهر الأمثلة سيارة تسلا موديل أس الجديدة التي فاقت جميع التوقعات التي تنطلق من الصفر إلى 100 كم/س خلال 1.99 ثانية حتى سرعة قصوى 320 كم/س وتسير حتى 627 كم عبر الشحنة الواحدة وهي الرائدة لهذه الفئة.
من فوائدها أيضاً أن تصميمها المميز يمنحها القدرة على تحقيق توازن أكبر فجسم السيارة القريب من الأرض ومجموعة البطاريات التي تعطي السيارة وزن ثقيل يمكنها أن تكون عامل سلامة وحماية السيارة من الانقلاب، ليس ذلك فحسب بل ترى الشركات الرائدة في صناعة السيارات الكهربائية أن التصميم الأساسي للسيارة يمكنهم من استخدامه في عدة أنماط من السيارات دون إجراء تعديلات عليه.
قد تبدو التكلفة الشرائية للسيارة مرتفعة بعض الشيء لكن كتكلفة استثمارية على المدى الطويل فهي تتفوق على السيارات العاملة على الوقود، فهي لا تحتاج للدفع مقابل الوقود، ومع غياب عدد كبير من القطع الميكانيكية المتحركة تنخفض معدلات الصيانة لأقل ما يمكن.
كم تبلغ سرعة السيارة الكهربائية؟
تختلف سرعة السيارة من نوع لآخر ومن شركة لأخرى، لكن من خلال بعض الإحصائيات للمقارنة بين الشركات المنافسة في هذا المجال سجلت أشهر السيارات السرعات التالية:
- 531 كم، “تسلا واي”.
- 560 كم، “تسلا إكس”.
- 576 كم، “تسلا 3”.
- 611 كم، “بي أم دبليو إكس آي درايف”.
- 646 كم، “تسلا أس”.
- 679 كم، مرسيدس.
- 837 كم، “لوسيد آير دريم” التي احتلت المركز الأول.
هل يمكن شحن بطارية السيارة من كهرباء المنزل؟
كما ذكرنا سابقاً أنه يمكن شحن البطارية في المنزل، فكل ما عليك فعله هو توصيل الشاحن المخصص إلى قابس الكهرباء وترك السيارة حتى يتم شحنها، وفي هذه النقطة يجب أن نذكر أن مدة شحن السيارة تختلف تبعاً لعدة عوامل منها:
- قدرة السيارة : تبعاً لقدرة السيارة قد تحتاج السيارة من 4 إلى 11 ساعة للشحن الكامل.
- نوع التيار: تختلف سرعة الشحن فيما إذا كان التيار ذو طور واحد أو ثلاثي الأطوار.
