خودروهای برقی یا خودروهای بنزینی کدام بهتر است؟
خودروهای الکتریکی در سال 1900 در دوران اوج خود بودند. اما افزایش ناگهانی خودروهای با موتور بنزینی، همراه با ناکارآمدی فناوری باتری، باعث مرگ خودروهای برقی در سال 1920 شد. با خواندن این مقاله که فناوری های کاملا متفاوت را از نظر علمی با هم مقایسه کرده‌ایم متوجه خواهید شد که کدام یک برتر هستند.
موتور اصلی در خودروهای بنزینی موتور IC می‌باشد. سوخت عرضه شده به موتور، احتراق و انرژی فشار و دمای کافی برای حرکت پیستون‌ها تولید می‌کند. حرکت خطی پیستون با استفاده از مکانیزم میل لغزنده به حرکت چرخشی منتقل می‌شود. برای انتقال این چرخش به چرخ های محرک از یک گیربکس استفاده می‌شود. در خودروهای برقی منبع تغذیه باتری است. یک اینورتر برق باتری DC را به برق سه فاز AC تبدیل می‌کند. برق سه فاز موتور القایی را می‌چرخاند و در نتیجه چرخ محرک نیز می‌تواند بچرخد. در یک موتور IC، تولید نیرو و توان هرگز یکنواخت نیست، اجزای متقابل باعث ایجاد مشکلات تعادل مکانیکی قابل توجهی می‌شوند. علاوه بر این، موتور به صورت خودکار راه اندازی نمی‌شود و لوازم جانبی زیادی برای حل این مشکل مورد نیاز است که موتور آی سی را بسیار سنگین می‌کند. چنین مواردی در موتور الکتریکی وجود ندارد. موتورهای القایی با کمک یک میدان مغناطیسی دوار که توسط استاتور تولید می‌شود، کار می‌کنند. با تنظیم فرکانس ورودی برق AC به راحتی می‌توان سرعت موتور را کنترل کرد. زیرا قدرت و سرعت خروجی یکنواخت تولید می‌کنند و خودکار راه اندازی می‌شوند. با توجه به این دلایل، یک موتور القایی بسیار سبک تر از یک موتور IC است و در عین حال توان و گشتاور بسیار بیشتری تولید می‌کند. جالب است بدانید که هم موتور آی سی و هم موتور القایی نیاز به خنک کننده دارند. هر دو محرک اصلی باید گرمای اتلاف تولید شده را رد کنند تا دما را در یک حد معین نگه دارند.
با این حال شایان ذکر است که گرمای اتلاف تولید شده توسط یک موتور القایی بسیار کمتر از یک موتور IC است. مزیت اصلی خودروهای موتور آی سی سهولت در سوخت گیری آن است. یک ماشین بنزینی را می‌توان در 5 دقیقه یا کمتر سوخت گیری کرد، در صورتیکه شارژ مجدد خودروهای الکتریکی ممکن است حداقل 1 ساعت طول بکشد.
یکی دیگر از مزایای عمده خودروهای بنزینی نسبت به خودروهای برقی، چگالی انرژی بالای آنها است. چگالی انرژی باتری لیتیوم یون فعلی به هیچ وجه به چگالی انرژی بنزین نزدیک نیست. هر دوی این خودروها محدوده سفر قابل مقایسه‌ای را تولید می‌کنند. شما فقط می‌توانید اندازه و وزن دستگاه های ذخیره انرژی آنها را مقایسه کنید.
چگالی انرژی ضعیف باتری باعث ایجاد خسارت سنگینی برای ماشین الکتریکی می‌شود. وزن زیاد خودرو ضریب اصطکاک بین لاستیک و جاده را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد و حرکت در پیچ‌ها را دشوار می‌کند باتری نیز مشکلات تولید گرمای بسیار زیادی دارد. بنابراین خنک سازی مداوم مایع برای حفظ دمای باتری در سطح نرمال مورد نیاز است. گرمای حذف شده از طریق رادیاتور به اتمسفر دفع می‌شود. بخش ذخیره انرژی خودروهای بنزینی به چنین مکانیزم خنک کننده‌ای نیاز ندارد. اما با تمام این موارد، باتری خودروهای الکتریکی مزایایی نیز دارد.
از آنجایی که باتری سنگین بسیار پایین و نزدیک به سطح زمین قرار دارد، مرکز ثقل را پایین می‌آورد و پایداری خودرو را افزایش می‌دهد. بنابراین، ایمنی کلی افزایش می‌یابد. باتری بزرگ نیز در سرتاسر کف پخش شده است که استحکام ساختاری را در برابر برخوردهای جانبی ارائه می‌دهد. یکی دیگر از تفاوت های اصلی قابل مشاهده این است که در یک ماشین موتور IC، یک تصفیه گاز اگزوز پیچیده برای حفظ آلاینده‌ها و سر و صدا در سطوح قانونی مورد نیاز است.
اجازه دهید دینامیک قدرت این دو فناوری را با هم مقایسه کنیم:
خودروهای الکتریکی برنده واضح اینجا هستند. موتورهای آی سی را نمی‌توان فراتر از محدوده سرعت معینی کار کرد. این امر مستلزم استفاده از مکانیزم انتقال پیچیده و پرهزینه برای کنترل سرعت است. موتور می‌تواند به طور موثر در محدوده سرعت کار کند. بنابراین، در یک ماشین الکتریکی سرعت را می‌توان مستقیماً از موتور کنترل کرد.
در نتیجه، برای یک خودروی الکتریکی نیازی به انتقال سرعت متغیر نیست. سرعت موتور القایی به طور دقیق توسط اینورتر، به سادگی با تنظیم فرکانس توان خروجی کنترل می‌شود. در واقع، بهبودهایی که در دهه گذشته در نرم افزارهای الکترونیکی قدرت اینورتر انجام شد، نقش کلیدی در احیای خودروهای الکتریکی ایفا کرد. خودروی الکتریکی حتی در شروع حرکت می‌تواند گشتاور بسیار خوبی تولید کند، در حالی که یک خودروی موتور IC در RPM پایین با مشکل مواجه می‌شود.بنابراین یک موتور DC برای رساندن موتور به محدوده بهینه دور در دقیقه در هنگام استارت مورد نیاز است. علاوه بر این، گشتاور و قدرت یک موتور الکتریکی را می‌توان به صورت آنی کنترل کرد در حالی که موتورهای IC پاسخ کم دارند. این در واقع منجر به کنترل کشش بسیار برتر در خودروهای الکتریکی می‌شود. خودروهای الکتریکی در مورد ترمزهای احیا کننده مزایای ذاتی دارند. همان موتور القایی در اینجا به عنوان یک ژنراتور عمل می‌کند. در خودروهای بنزینی، برای دستیابی به ترمز احیا کننده، باید یک موتور BLDC جداگانه و یک پک باتری نصب کنید. حالا اجازه دهید این سؤال بزرگ را حل کنیم: کدام خودرو مقرون به صرفه تر است؟ یک ماشین برقی بسیار گرانتر از یک ماشین بنزینی متوسط است.
برای دریافت نتیجه بهتر هزینه های یک سفر یک مایلی را با هر دو خودرو مقایسه می‌کنیم. محاسبه بر اساس قیمت فعلی بنزین و برق ایالات متحده نشان می‌دهد که خودروهای برقی حداقل یک سوم ارزان تر از خودروهای بنزینی هستند. علاوه بر این، هزینه نگهداری خودروهای الکتریکی نیز در مقایسه با خودروهای موتور IC پایین است.
و اما در نهایت باید گفت اتومبیل های الکتریکی بسیار ایمن تر از اتومبیل های بنزینی هستند. با پیشرفت تکنولوژی موتورهای بنزینی تقریباً اشباع شده و عمر آنها به سر آمده است و به جای آن توسعه سریع خودروهای الکتریکی در حال وقوع است.
بنابراین می‌توان به وضوح دید که چگونه خودروهای الکتریکی نسبت به خودروهای موتور IC به عنوان خودروهای آینده، دارای مزیت و برتری هستند.