ماهي السيارات الكهربائية ؟
السيارات الكهربائية هي سيارات عادية مثلها مثل بقية السيارات. الإختلاف الوحيد بينها و بين نضيراتها يكمن في طريقة التشغيل و مصدر الطاقة. عوضا عن محرك الإحتراق الداخلي الذي يعمل بالبترول فإن السيارات الكهربائية تعمل بالطاقة الكهربائية فقط. تتميز هذه السيارات بمحرك كهربائي يستمد طاقته من الكهرباء المخزنة داخل بطارية السيارة. و هذه الطاقة تكون عادة من مصدر خارجي. يمكن للسيارة الكهربائية أن تحتوي على اكثر من محرك كهربائي. لكن في حالة وجود مصدر آخر للطاقة, فإننا في هذه الحالة لن نستطيع تسميتها بسيارة كهربائية بل تندرج ضمن السيارات الهجينة. و كمثال على ذلك السيارات التي تعمل بالكهرباء والبنزين. هذه السيارات تسمى سيارات هجينة أو سيارات الهايبرد.
تاريخ السيارة الكهربائية
تعود صناعة او إختراع السيارات الكهربائية لسنة 1834 على يد توماس دافيورت. و منذ إختراعها تم تطويرها على مر السنين. العائق الوحيد الذي لطالما كان يقف أمامها هو عدم تطور صناعة البطاريات بالشكل المناسب لمتطلبات هذه النوعية من السيارات. ولذلك كان ولا يزال الإهتمام الأكثر بالسيارات التي تعمل بالبنزيل أو الديزل.
في أيامنا هذه شهدنا تطورات كبيرة فيما يخص تكنولوجيا البطاريات. و أصبحت ذات سعة تخزين مناسبة لمتطلبات السيارة. لكن بطارية ذات سعة إستيعاب كبيرة للكهرباء تتطلب وقتا طويلا للشحن لا يقارن بالوقت الذي تستغرقه السيارات العادية للتزود بالوقود. والذي لا يتجاوز عدة دقائق في أقصى الحالات. آداء السيارات الكهربائية منافس لجميع السيارات ولها مميزات لا تجدها في الأنواع الأخرى لكن المعضلة الوحيدة التي بقيت هي مدة الشحن. وكي لا نستبق الأحداث هناك عدة أبحاث مبشرة في هذا المجال. وسنتطرق إليها في آخر هذا المقال.
مكونات السيارات الكهربائية :
كما قلنا سابقا فالسيارات الكهربائية مختلفة عن غيرها في طريقة التشغيل ومصدر الطاقة. هذه السيارات تحتوي على محرك كهربائي, بطاريات ذات جهد عالي وطاقة إستيعاب كبيرة و كمبيوتر أكثر تعقيدا كونها تدار كليا بالكهرباء.
محرك السيارة الكهربائية :
يجب أن تحتوي السيارة الكهربائية على الأقل على محرك كهربائي, هناك أنواع تعمل بمحركين أو عدة محركات. طاقتها تكون بين عشرات الكيلواط لتتجاوز في بعض الموديلات 400 كيلواط. على خلاف المحركات الحرارية تعد المحركات الكهربائية أكثر كفائة من ناحية إستغلالها للطاقة. فهي تحول 90 بالمائة من طاقة الكهرباء إلى حركة ميكانيكية على خلاف المحركات اتي تعمل بالبترول. هذه الأخيرة تستغل فقط بين 35 و40 بالمائة ويتحول الباقي إلى حرارة غير قابلة للإستخدام ميكانيكيا.
بطاريات السيارات الكهربائية :
هي مختلفة كثيرا من ناحية التصنيع والكفائة و الطاقة المخزنة والسعر. البطارية الموجودة في السيارة العادية مسؤولة عن تشغيل بعض الأجهزة الإلكترونية والكهربائية داخل السيارة. أما بطارية السيارة الكهربائية فهي المصدر الوحيد للطاقة داخل السيارة لكل الأجزاء الكهربائية والمحرك. هناك عدة أنواع لبطاريات السيارات الكهربائية حيث نجد :
- بطاريات النيكل كادميوم : تتميز هذه النوعية بخفة الوزن و طول صلاحية الإستخدام. يكمن عيبها الوحيد في سمية مكوناتها وضررها على البيئة.
- بطاريات نيكل ميتل هيدريد : تتميز بالخفة في الوزن, طاقة إستيعاب كبيرة للكهرباء وهي صديقة للبيئة و قليلة التلويث. العيب في هذا النوع من البطاريات يكمن في إرتفاع حرارتها أثناء الشحن.
- بطاريات الليثيوم : تقنيا تعد هذه البطاريات الأكثر كفائة وعيوبها تقنية أيضا. تعقيد في التصنيع وفي الرسكلة و إعادة الإستخدام.
- بطاريات الليثيوم ايون : متكاملة لولا مكوناتها الذي تجعلها قابلة للإشتعال. فالعيب هنا في السلامة عند التعامل مع هذه النوعية من البطاريات.
كيف تعمل السيارة الكهربائة ؟
طريقة عمل السيارة الكهربائية هي بسيطة للغاية. محرك كهربائي يقوم بإستخدام الطاقة المخزنة داخل بطارية السيارة لتحويله لحركة ميكانيكية لتسير السيارة. لا يوجد دبرياج أو دواسة له. زيادة السرعة تتم عبر الضغط على دواسة السرعة. هذه العملية تقوم بتحرير طاقة أكبر للمحرك حسب درجة الضغط على الدواسة و هكذا يتم التسارع. لا وجود أيضا لعلبة للسرعة أو جير. المحرك في هذه النوعية متصل بالعجلات. فقط الحاسوب هو الذي يتدخل للتعديل في العزم حسب نسبة دوران المحرك ومتطلبات السيارة. كمثال عند المنحدرات أو المرتفعات …
كيف تشحن السيارات الكهربائية ؟
- الشحن بالمنزل : وهذه الطريقة الأكثر شيوعا في الإستخدام و تمثل حوالي 95 بالمائة من عمليات الشحن. السبب يعود لعدم توفر الطرق الأخرى بالكثرة اللازمة وسهولة إستخدامها. فقط تتطلب ربط السيارة من خلال كابلات التوصيل الخاصة التي يوفرها مصنع السيارة بمقبس المنزل 220 فولط. هذه الطريقة رغم كونها الأكثر إستخداما إلا أنها الأبطئ والغير محبذة من قبل المصنع.
- الشحن بإستعمال الوال بوكس : تتطلب هذه الطريقة تركيب جهاز خاص للشحن يسمى وال بوكس بالمكان المخصص لركن السيارة. هي أكثر أمانا و تتطلب وقتا أقصر عند الشحن لكنها مكلفة حيث سيتوجب شراء جهاز الشحن بالإضافة لمصاريف التركيب.
- إستعمال محطات الشحن العمومية : توفر هذ الطريقة سرعة شحن و أمانا لكن تبقى مشكلتها في قلة توفرها بالدرجة الكافية. السبب يعود لقلة إستخدام السيارات الكهربائية.
مميزات و عيوب السيارة الكهربائية :
ككل الإختراعات لا بد من وجود أشياء إيجابية تحفز الشركات عل الإستثمار في أي إختراع وتحفز المشترين أيضا على إقتنائه. كذلك مقابل الإيجابيات لن ننكر وجود بعض النقاط السلبية لهذه لنوعية من السيارات وجب التنبيه عليها:
مميزات السيارة الكهربائية :
- عدم إصدار غاز ثاني أكسيد الكربون وبالتالي فهذه سيارات صديقة للبيئة. عملية إحتراق البترول في المحركات تضخ كميات كبيرة من هذا الغاز الذي يزيد من مشاكل الإحتباس الحراري و التلوث وإتساع ثقب الأوزون. كذلك عوادم السيارات تفرز أنواع أخرى من الغازات السامة المضرة وهي منعدمة تماما عند إستعمال السيارات الكهربائية.
- السيارات الكهربائية بالكاد تكون صامتة ولا تحدث ضجيجا. تخيلو المدن الكبيرة المليئة بالسيارات صامتة وبدون هذا النوع من التلوث السمعي. هذه نقطة إيجابية لصالح مصنعي هذا النوع من السيارات لكن بها القليل من السلبية. فهي تتطلب حذرا أكثر من المترجلين الذين لن يستطيعو سماع السيارة إذا كانت قادمة في إتجاههم.
- السيارات الكهربائية إقتصادية من حيث إستغلالها للطاقة. لن نستطيع تقدير النسبة ومقارنتها بغيرها نضرا لإختلاف أسعار الكهرباء والنفط من بلد لآخر. لكن تقنيا لقطع مسافة 100 كلم هي تستهلك تقريبا نصف الطاقة التي تستخدمها السيارات التي تعمل بالمحركات الحرارية.
- قلة الصيانة, الأجهزة و القطع داخل السيارة لكهربائية هي أقل بكثير مما تعودنا عليه. بسيطة في التركييب و أغلبها لا يتطلب صيانة دورية كتفقد و تغيير الزيت.
- تشتغل فوريا ولا تتطلب تسخينا كما هو معروف في محركات الديزل. مهما كانت حالة الطقس والظروف الخارجية. فقط أدر مفتاح التشغيل و إنطلق.
عيوب السيارات الكهربائية :
- مدة تشغيل السيارة قبل الحاجة لإعادة الشحن. نضرا لعدم توفر محطات كثيرة للشحن الكهربائي مقارنة بمحطات التزود بالوقود. يبقى هاجس السائقين وجود أنفسهم في مكان خال من محطة شحن وبسيارة غير مشحونة. رغم أن مدة السير في بعض الموديلات وصلت لل600 كيلومتر إلا أن توفير أكثر محطات شحن سيطمأن أصحاب هذه السيارات و سيشجع آخريين على شرائها.
- مدة الشحن, هذه أيضا من العيوب التي لا يزا يعمل عليها المطورون. هي متغيرة حسب طريقة الشحن المستعملة فهي قد تكون 30 دقيقة في محطات الشحن العمومي. كما قد تكون ليلة كاملة بإستعمال مقبس المنزل غير كافية لشحن البطارية بالكامل نضرا لضعف شدة التيار.
- هذه السيارة إقتصادية عند الإستعمال لكنها ليست كذلك عند الشراء. مقارنة بالسيارات الأخرى هي باهضة نوعا ما.
- البطارية أيضا مكلفة وخطرة في بعض الحالات. للتحديد نقصد بطاريات اليثيوم القابلة للإشتعال. يجب الإنتباه و الحذر إذا ما دعت الحاجة للتعامل معها كالقيام بإصلاحات أو في حالة وجب تغييرها مثلا.
ماهي البلدان الأكثر إستخداما للسيارات الكهربائية :
حسب تقرير لمنتدى الإقتصاد العالمي تتصدر النرويج قائمة الدول المستعملة لهذه السيارات. حيث تمثل نسبة السيارات الكهربائية و الهجينة نسبة 49.14 بالمائة من مجموع مبيعات السيارات. إسلاندا هي الثانية في الترتيب بنسبة 19.14 بالمائة, السويد في المرتبة الثالثة بحصة 8.01 بالمائة تليها هولندا 7.1 ثم فلندا 4.71 ثم الصين 4.4 بالمائة.
ترتيب البلدان الأكثر إستخداما للسيارات الكهربائية. المصدر موقع STATISTA
نلاحظ إهتمام وتنافس الدول المتقدمة على إستغلال هذه السيارات مع غياب تام للبلدان العربية. السبب ليس بسبب عدم رغبة المشتريين لكن الحكومات هي التي يجب أن توفر البنية التحتية اللازمة و هذا سيشجع السواق على شرائها.
مستقبل السيارة الكهربائية :
يتوقع الخبراء تزايد الطلب على السيارات الكهربائية مع تطور التكنولوجيا. رغم العوائق الحالية فإن عديد الدول أبدت إهتماما بها. حسب الإتفاقيات الدولية فإن العديد من الحكومات ملزمة بالتقليل من الإنبعاثات السامة و إستخدام هذه السيارات يساهم في تمكنها من التعهد بإلتزاماتها. توفير أماكن شحن عامة وتسهيلات تصل حتى دعم للسيارة الكهربائية وهو ما سيساهم في الترفيع من الطلب عليها. كما أن سنة 2019 بشرت بتقنية جديدة لشحن السيارات الكهربائية قد تقلب الموازين لصالح هذه الأخيرة. تكمن هذه الطريقة في تسخين البطارية وتبريدها بسرعة. وعلى الرغم من بساطة الفكرة إلا أنها ساهمت في تقليص مدة الشحن إلى العشرة دقائق. هذه التقنية التي توصل إليها بعض الباحثين من ولاية بنسلفانيا أثبتت نجاعتها كما تمكنو أيضا من توفير طاقة أكبر للسير مسافة أطول. تم تطوير بطاريات لثيوم أيون سريعة الشحن وتحصلو لقاء هذا الجهد على جائزة نوبل للكيمياء لسنة 2019.
نرجو ان نكون قد وفقنا في تغطية أهم النقاط فيما يخص موضوع السيارات الكهربائية. إذا ما وجدتم بعض الإفادة الرجاء المساهمة بالنشرلدعمنا ولكي تعم الفائدة. أي تسائل أو تعليق يرجى كتابته في خانة التعليقات. و سيقوم أحد خبراء موقع سيارات بالإجابة عليه وشكرا.