خودروی برقی، هیدروژنی و هیبریدی چه تفاوت هایی با هم دارند؟

با ورود وسایل نقلیه با میزان انتشار آلایندگی صفر (zero emission)، اکنون به طور مرتب صحبت از اتومبیل های برقی، موتورهای هیبریدی یا اتومبیل های هیدروژنی می شنویم. این اصطلاحات دقیقاً به چه معنی است و چگونه می توانیم آنها را از هم متمایز کنیم؟ اگر به شناخت دقیق تر این موضوع علاقمند هستید با مجله رنو ایران همراه باشید.

در حالی که سالها گزینه های خودرو محدود به موتورهای بنزینی یا دیزل بود، این روزها یک فناوری جدید در حال تغییر بازی است: پیشرانه برقی. گاهی اوقات می توان از این نوع پیشرانه ها برای جایگزینی کامل سلف آن یعنی پیشرانه احتراقی استفاده کرد که نتیجه آن یک ماشین برقی است. در موارد دیگر، دو فناوری مختلف در یک وسیله نقلیه در آن واحد همزیستی می کنند: اینها مدلهای ترکیبی یا هیبریدی هستند که بسته به میزان شارژ و سیستمهای ذخیره انرژی آنها که توسط سازنده انتخاب شده است، تعامل متفاوتی دارند.

تفاوت اصلی بین خودروهای هیبریدی و برقی چیست؟

بیایید با تفاوت های عملیاتی آنها شروع کنیم. اتومبیل های برقی کاملاً ساکت و بدون انتشار بوی نامطبوع هستند و سواری بسیار دلپذیر و روانی را ارائه می دهند. از نظر میزان هزینه باید گفت که هزینه های سوخت در این خودروها بسیار کاهش می یابد زیرا برق بسیار ارزان تر از سوخت یا سوخت دیزل است. از نظر میزان پیمایش نیز پیشرفت زیادی در حوزه این خودروها حاصل شده است. در حالی که فقط 10 سال پیش برای دستیابی به برد 150 کیلومتری برای خودروهای برقی عدد قابل توجه تلقی می شد ، آخرین نسخه رنو زوئی (Renault Zoe) می تواند 300 کیلومتر را با یکبار شارژ بپیماید.  شارژ باتری های این خوردوها نیز نیز از همیشه سریعتر شده است: در این خودرو تنها با 30 دقیقه شارژ انرژی کافی برای پیمایش مسیر 120 کیلومتری را خواهید داشت.

اتومبیل های هیبریدی اما برد بیشتری نسبت به اتومبیل های احتراقی دارند چرا که این خودروها علاوه بر دارا بودن پیشرانه احتراقی دو باتری برقی به عنوان نسخه پشتیبان نیز دارند. انرژی برق این باتری ها،  مصرف سوخت را کاهش می دهد. در خودروهای هیبرید هنگامی که وسایل برقی آن ها کار می کنند، سواری خودرو به همان اندازه خودروهای برقی کم صدا و راحت است و در عین حال هنگامی که موتور احتراقی اتومبیل را به قدرت می رساند، خودرو بسیار شبیه به رانندگی در یک وسیله نقلیه سنتی است.

این مدل های مختلف از نظر فنی چگونه کار می کنند؟ آیا بهینه سازی مصرف انرژی بین این دو یکسان است؟ تفاوت اصلی در زیر کاپوتهای اتومبیل های برقی، هیبریدی و هیدروژنی چیست؟

اتومبیل های تمام برقی، پیشرفته ترین گزینه

اتومبیل های برقی پیشرفته ترین و مقرون به صرفه ترین راه حل موجود در بازار امروز برای پاسخگویی به مسائل زیست محیطی مربوط به گرم شدن کره زمین و آلودگی هوا هستند. چه چیزی آنها را منحصر به فرد می کند؟ موتور احتراقی، مخزن بنزین و لوله اگزوز همه در این خودرو از بین رفته اند و در جای آنها یک موتور الکتریکی و باتری پیدا خواهید کرد. این ماشین ها در ایستگاه های شارژ در خانه شما ، در پارکینگ شما، در محل کار یا حتی در اماکن عمومی شارژ می شوند. با برد بالقوه چند صد کیلومتری، آنها در سکوت کار می کنند؛ در هنگام ثابت بودن هیچ انرژی مصرف نمی کنند و هیچ دودی از اگزوز آنها خارج نمی شود و این نیز از تجربه لذت بخش سواری آنها کم نمی کند.

به عنوان مثال با رنو جدید ZOE جدید ، تمام گشتاور موتور الکتریکی فوراً در دسترس قرار می گیرد و شتاب فوق العاده و فوری را فراهم می کند. همچنین موتورهای الکتریکی به دلیل عدم احتراق و جابجایی قطعات مکانیکی، فوق العاده قابل اعتماد هستند. برای راننده ، این بدان معنی است که نگهداری خودرو به حداقل ممکن می رسد.

با این وجود گزینه های دیگری نیز موجود است. شما می توانید با انتخاب وسیله نقلیه ای که ترکیبی از پیشرانه الکتریکی و یک موتور احتراقی است، ترکیبی از منابع انرژی را انتخاب کنید.

خودروهای هیبریدی: وسایل نقلیه سنتی با پشتیبانی برقی

در داخل یک ماشین هیبریدی ، شما هم یک موتور بنزینی و هم یک واحد برقی را پیدا خواهید کرد که برای همکاری با یکدیگر طراحی شده اند. این ایده به شرح زیر است: موتور الکتریکی به عنوان پشتیبان موتور احتراقی عمل می کند و استرس روی دومی را کاهش می دهد و در نتیجه باعث کاهش مصرف سوخت می شود.

خودروهای هیبریدی چگونه شارژ می شوند؟ باتری کوچک پردازنده در هنگام ترمز یا کاهش سرعت با تبدیل سرعت به انرژی شارژ می شود. خودروهای هیبریدی هنوز در درجه اول به سوخت های فسیلی وابسته هستند: دامنه این وسایل نقلیه هنگام رانندگی در حالت 100٪ برقی به ندرت از چند کیلومتر فراتر می رود.

اتومبیل های هیبریدی قابل شارژ

خودروهای هیبریدی قابل شارژ ، که گاهی اوقات با عنوان PHEVs (وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی پلاگین) نیز خوانده می شوند ، قصد دارند این مسئله را برطرف کنند. مثال به روز و محبوب این خودروها رنو کپچر جدید ای-تک پلاگین است. این فناوری چگونه کار می کند؟ باتری با ظرفیت بیشتر در داخل شاسی یکپارچه شده است و سوکت اضافه شده است تا امکان شارژ مستقل از طریق رسانه های داخلی یا ایستگاه های شارژ استاندارد را فراهم کند. بدین ترتیب موتور الکتریکی برای اکثر سفرهای روزمره به یک جایگزین واقعی برای موتورهای احتراقی تبدیل می شود.

با این وجود ، استفاده از موتور احتراقی همچنان گزینه ای برای پوشش مسافت های طولانی، به عنوان مثال در سفرهای جاده ای است. تفاوت بین خودروهای هیبریدی و وسایل نقلیه هیبریدی قابل شارژ تنها در این است که دومی را می توان با یک پریز برق شارژ کرد و امکان استفاده بیشتر از نیروی الکتریکی و در نتیجه برد الکتریکی طولانی تری را فراهم کرد.

وسایل نقلیه هیبریدی با افزایش دهنده برد: یک بسته باتری در اتومبیل شما

گزینه دیگر، استفاده از باتری برقی و موتور برای رانندگی روزمره و اضافه کردن یک موتور با احتراق کوچک است که برای شارژ نگه داشتن آنها طراحی شده است: به این وسیله نقلیه برقی با برد طولانی گفته می شود. در این حالت، خودروی هیبریدی بسیار نزدیک به خودروی تمام برقی است تا 100٪ با احتراقی: برق منبع اصلی "سوخت" است.

برای وسایل نقلیه از این نوع، باتری از ظرفیت زیادی برخوردار است و می توان آن را در ایستگاه شارژ مجدد شارژ کرد. این خودروها قادر به تولید برق برای استفاده روزمره و بدون تولید هرگونه دود اگزوز هستند. موتور احتراقی فقط به عنوان پشتیبان عمل می کند و به روشی شبیه به یک ژنراتور برق عمل می کند. تنها هدف آن افزایش برد خودرو با شارژ مجدد باتری است.

اتومبیل های هیدروژن: رقیب

سرانجام ، یک خودروی تمام برقی وجود دارد که از یک شکل جایگزین تولید نیرو استفاده می کند: اتومبیل های برقی هیدروژنی. رنو به زودی دو دستگاه خودروی هیدروژنی را ارائه می دهد: رنو کانگو زد.ای. هیدروژنی و رنو مستر زد.ای. هیدروژنی. در حال حاضر، اکثر اتومبیل های برقی از باتری هایی استفاده می کنند که مبتنی بر فناوری لیتیوم یونی هستند، اما روش های دیگری نیز برای ذخیره انرژی وجود دارد.

به عنوان مثال سلولهای سوخت هیدروژنی امکان تولید برق از مشتقات گازی را تولید می کنند که با تجزیه آب یا متان تولید می شود. در داخل سلول، گاز از طریق یک واکنش شیمیایی با اکسیژن موجود در هوای اطراف به الکتریسیته تبدیل می شود. این ماده توسط مخزنی تغذیه می شود که حاوی گاز ذخیره شده با فشار بسیار بالا (چند صد میله) است.

برخی موانع هنوز باقی مانده است. به عنوان مثال ساخت سلولهای سوختی به فلزات کمیاب و همچنین منبع انرژی احتیاج دارد که ممکن است تجدیدپذیر باشد. اتخاذ مقیاس بزرگ همچنین نیاز به ایجاد زیرساخت هایی دارد که به تولید و توزیع هیدروژن اختصاص داده شده است.

وسایل نقلیه برقی و هیبریدی - نوآوری در حال انجام

انرژی الکتریکی از باتری نیکل-کادمیوم پیشرفت های بسیار زیادی کرده است. باتریهای مدرن دیگر در مقایسه با موتورهای احتراق دیگر از ضرر برخوردار نیستند. باتری های لیتیوم یونی مخفی شده در داخل شاسی، بی خطر هستند و در پایان چرخه زندگی، از طریق فرآیندهای بازیافت به طور فزاینده ای کار می شوند. آنها سبک تر، فشرده تر و دارای ظرفیت بالاتر هستند و دامنه اتومبیل های مورد نیاز خود را افزایش می دهند و پیشرفت فنی پیشرفت می کند: در سال 2019، محققان دانشگاه پنسیلوانیا روش جدیدی را کشف کردند که اجازه می دهد تا تنها با شارژ 10 دقیقه یک وسیله نقلیه برقی تا 300 کیلومتر پیمایش داشته باشد. این فناوری برای 2500 چرخه شارژ مناسب خواهد بود که معادل 800000 کیلومتر است.

شارژ القایی دینامیکی یکی دیگر از امیدبخش ها است زیرا می تواند اتومبیل ها را هنگام حرکت شارژ کند. مطمئناً در آینده اتومبیل های برقی بیشتر و بیشتر می شوند!