معرفی

وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) به سرعت در سال‌های اخیر به عنوان یک جایگزین پایدار و سازگار با محیط زیست برای خودروهای بنزینی شده‌اند. یکی از اجزای اصلی و کلیدی تشکیل‌دهنده خودروهای الکتریکی، “موتور الکتریکی” است. در این مقاله، به کارکرد پیچیده موتورهای وسایل نقلیه الکتریکی می‌پردازیم؛ و در ادامه، فناوری پشت آن‌ها، انواع آن‌ها و نقش آن‌ها در تحول در حمل و نقل را بررسی می‌کنیم. همراه چیتاگرام باشید.

مبانی موتورهای وسایل نقلیه الکتریکی

در قلب هر وسیله نقلیه الکتریکی یک موتور الکتریکی وجود دارد که وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی برای به حرکت درآوردن خودرو را برعهده دارد. برخلاف موتورهای احتراق داخلی که در خودروهای معمولی یافت می‌شوند؛ موتورهای الکتریکی بدون احتراق کار می‌کنند که این اتفاق باعث می‌شود کارآمدتر و سازگارتر با محیط‌زیست باشند.

اجزای موتور الکتریکی

استاتور: استاتور قسمت ثابت موتور است و از سیم پیچ‌هایی ساخته شده از سیم مسی یا آلومینیومی تشکیل شده است. هنگامی که جریان الکتریکی از این سیم پیچ‌ها عبور می‌کند؛ میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند.

روتور: روتور که به آرمیچر نیز معروف است؛ قسمت متحرک موتور است. معمولاً از یک سری آهن‌ربا یا مواد مغناطیسی ساخته می‌شود. همانطور که روتور در میدان مغناطیسی استاتور می‌چرخد، حرکت مکانیکی ایجاد می‌کند.

انواع موتور خودروهای الکتریکی

انواع مختلفی از موتورهای وسایل نقلیه الکتریکی وجود دارد که هر کدام ویژگی های منحصر به فردی دارند. رایج ترین انواع عبارتند از:

موتورهای DC دارای جاروبک (Brushed): این موتورها در خودروهای الکتریکی اولیه مورد استفاده قرار می گرفتند، اما امروزه به دلیل کارایی و دوام محدود کمتر رایج هستند. آنها از برس و یک کموتاتور برای کنترل جریان الکتریسیته به روتور استفاده می کنند که باعث ایجاد حرکت می شود.

موتورهای DC بدون جاروبک (Brushless): موتورهای براشلس به استاندارد خودروهای الکتریکی مدرن تبدیل شده‌اند. آنها کارآمدتر و قابل اعتمادتر از موتورهای DC دارای جاروبک هستند. به جای جاروبک، آنها از کنترل کننده‌های الکترونیکی برای تغییر جهت جریان استفاده می‌کنند و یک میدان مغناطیسی چرخشی ایجاد می‌کنند که روتور را به حرکت در می‌آورد.

موتورهای القایی (Induction): موتورهای القایی اغلب در اتوبوس‌های الکتریکی و برخی خودروهای برقی استفاده می‌شوند. آنها بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار می‌کنند، جایی که یک میدان مغناطیسی دوار در استاتور جریانی را در روتور القا می‌کند و حرکت ایجاد می‌کند.

اجزای دیگر موتورهای الکتریکی

موتورهای وسایل نقلیه الکتریکی همراه با چندین جزء دیگر کار می‌کنند تا نیروی محرکه کارآمد و بهینه را ارائه دهند:

باتری: موتور الکتریکی انرژی را از یک بسته باتری (Battery Pack) ولتاژ بالا دریافت می‌کند. باتری انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کند و آن را به صورت جریان مستقیم (DC) در اختیار موتور قرار می‌دهد.

اینورتر: اینورتر جزء مهمی است که جریان ثابت (DC) باتری را به جریان متناوب (AC) برای موتور تبدیل می‌کند. علاوه بر این، فرکانس و دامنه جریان AC را کنترل می‌کند تا سرعت و گشتاور موتور را تنظیم کند.

گیربکس: بسیاری از خودروهای الکتریکی از گیربکس‌های تک سرعته استفاده می‌کنند؛ زیرا موتورهای الکتریکی گشتاور کافی را در طیف وسیعی از سرعت‌ها تولید می‌کنند. این امر پیشرانه را ساده می کند و کارایی را افزایش می‌دهد.

ترمز احیا کننده: وسایل نقلیه الکتریکی اغلب از سیستم‌های ترمز احیا کننده استفاده می‌کنند که درواقع از موتور الکتریکی به‌صورت برعکس استفاده می‌کنند. یعنی از آن به عنوان یک ژنراتور برای تبدیل انرژی جنبشی خودرو به انرژی الکتریکی استفاده می کنند. درنهایت این انرژی به باتری بازگردانده می‌شود و بازده کلی را بهبود می‌بخشد و درنتیجه برد خودرو را افزایش می‌دهد.

مزایای موتور خودروهای الکتریکی

موتورهای وسایل نقلیه الکتریکی مزایای زیادی نسبت به موتورهای احتراق داخلی دارند؛ از جمله:

راندمان: موتورهای الکتریکی بسیار کارآمد هستند؛ با نرخ تبدیل بیش از 90٪ در مقایسه با راندمان پایین موتورهای بنزینی.

اثرات زیست محیطی: موتورهای خودروهای الکتریکی، تولید گازهای گلخانه ای و آلودگی هوا را کاهش می‌دهند.

تعمیر و نگهداری: موتورهای الکتریکی قطعات متحرک کمتری دارند و نسبت به موتورهای احتراق داخلی نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند.

گشتاور: موتورهای الکتریکی با سرعت بیشتری گشتاور را فراهم می‌کنند که در نتیجه شتاب سریع و تجربه رانندگی نرمی را ایجاد می‌کنند.

نتیجه‌گیری

موتورهای الکتریکی، قلب انقلاب حمل و نقل الکتریکی هستند؛ که نیروی محرکه ای کارآمد، تمیز و قدرتمند را ارائه می‌دهند. با ادامه پیشرفت فناوری، ما می‌توانیم انتظار پیشرفت‌های بیشتری در راندمان، برد و مقرون به صرفه بودن موتور الکتریکی داشته باشیم و خودروهای الکتریکی را به انتخابی جذاب برای مصرف‌کنندگان آگاه به محیط زیست تبدیل کنیم. انتقال به حمل و نقل الکتریکی فقط در مورد اتخاذ نوع دیگری از وسیله نقلیه نیست. این در مورد استقبال از آینده ای پایدارتر و پاک‌تر برای حمل و نقل است.