هذا هو السؤال الذي يطرح في كثير من الأحيان. يعد نطاق السيارات الكهربائية موضوعًا معقدًا يتجاوز سعة البطارية البسيطة. دعونا نحاول أن نرى الأمر بشكل أكثر وضوحا.
تكنولوجيا البطاريات: كثافة الطاقة والكيمياء
لنبدأ بالأمر الأكثر وضوحًا: البطارية. إنه يشبه إلى حد ما خزان الوقود في السيارة الكلاسيكية، باستثناء أنه يتم تخزين الكهرباء هنا. يتم قياس سعة البطارية بالكيلوواط ساعة (كيلوواط ساعة). كلما زاد هذا الرقم، زادت الطاقة المتوفرة لديك للركوب.
للذهاب أبعد من ذلك
ما هي السيارة الكهربائية التي تتمتع بأفضل استقلالية في عام 2024؟
من المؤكد أن سعة البطارية هي مؤشر مهم، لكنها وحدها لا تكفي لتحديد المدى الفعلي للسيارة.
البطارية الكبيرة تعني أيضًا وزنًا أكبر. والوزن هو عدو الاستقلالية! ولهذا السبب يسعى المصنعون إلى إيجاد التوازن الصحيح بين السعة والخفة. وهي تعمل على ما يسمى "كثافة الطاقة" للبطاريات (معبرًا عنها بـ Wh/kg أو Wh/L). في الأساس، إنها كمية الطاقة التي يمكن تخزينها في حجم أو وزن معين من البطارية.
حاليًا، تحقق بطاريات الليثيوم أيون الأكثر كفاءة كثافة طاقة تبلغ حوالي 250-300 واط ساعة/كجم. ومع ذلك، فإن الأبحاث في هذا المجال نشطة للغاية، بهدف الوصول إلى كثافات تتراوح بين 400-500 وات/كجم في السنوات القادمة. ومن الممكن أن تتيح هذه التطورات إما زيادة نطاق السيارات بشكل كبير على أساس الوزن مقابل الوزن، أو تقليل وزن البطاريات مع الحفاظ على النطاق الحالي، وبالتالي تحسين الكفاءة الإجمالية للسيارة.
للذهاب أبعد من ذلك
السيارات الكهربائية: فيما يلي تقنيات البطاريات المختلفة (الصوديوم، والصلبة، وLFP، وNMC، وNCA، وما إلى ذلك) ومزاياها
كيمياء البطاريةيلعب أيضًا دورًا رئيسيًا في أدائهم. تهيمن تقنيتان حاليًا على السوق: LFP (فوسفات حديد الليثيوم) وNMC (كوبالت النيكل والمنغنيز).
يوفر LFP عمرًا أطول واستقرارًا حراريًا أفضل، لكن كثافة الطاقة المنخفضة (140-160 واط ساعة/كجم) تحد من نطاق السيارات التي تستخدمه. من ناحية أخرى، يتيح NMC تحقيق كثافة طاقة أعلى (200-250 واط ساعة/كجم)، ولكن على حساب تكلفة أعلى واستقرار حراري أقل.
للذهاب أبعد من ذلك
ما هي أفضل سيارة كهربائية للرحلات الطويلة (تكلفة الشحن والمدى)؟
وبالتالي، فإن الاختيار بين هذه التقنيات ينشأ من التوفيق بين الاستقلالية والتكلفة والمتانة والسلامة؛ ويعتمد كل مصنع الحل الأنسب لمكانته في السوق.
للذهاب أبعد من ذلك
WLTP، EPA، CLTC، NEDC: كيف نقيس نطاق السيارات (الكهربائية)؟
المحرك والإلكترونيات: تحويل الكهرباء إلى حركة
وبمجرد تخزين الطاقة في البطارية، يجب تحويلها إلى حركة. هذا هو دور المحرك الكهربائي والإلكترونيات المصاحبة له. المحركات الكهربائية فعالة للغاية، أكثر بكثير من محركات البنزين. ويمكنها تحويل ما يصل إلى 95% من الطاقة الكهربائية إلى حركة، مقارنة بـ 30-40% فقط لمحرك البنزين.
تلعب الإلكترونيات التي تتحكم في المحرك أيضًا دورًا مهمًا. يعمل المهندسون بجد لجعل هذه الأنظمة أكثر كفاءة. على سبيل المثال، يستخدمون مواد خاصة مثل كربيد السيليكون لتقليل فقدان الطاقة.
كل هذه الجهود المبذولة لتحسين كفاءة المحرك والإلكترونيات لها تأثير مباشر على المدى. كلما زاد كفاءة النظام، قلت الطاقة التي يضيعها، ويمكنك القيادة لفترة أطول بنفس شحنة البطارية.
الديناميكا الهوائية: الانزلاق في الهواء
هل سبق لك أن حاولت الركض ضد الريح؟ إنه متعب. بالنسبة للسيارة، هو نفسه. كلما اضطرت إلى "دفع" الهواء أمامها، كلما زادت الطاقة التي تستهلكها. وهنا يأتي دور الديناميكا الهوائية.
للذهاب أبعد من ذلك
أسرار الديناميكا الهوائية: لماذا يعد Cx أمرًا بالغ الأهمية للسيارات الكهربائية
يبذل مصنعو السيارات الكهربائية الكثير من الجهد لجعل سياراتهم "تنزلق" في الهواء بأكبر قدر ممكن من السلاسة. إنهم يعملون على شكل السيارة، بإضافة عناصر صغيرة مثل العواكس، وحتى الجوانب السفلية الناعمة. كل هذا لتقليل ما نسميه "السحب الديناميكي الهوائي".
ونقيس ذلك برقم يسمىمعامل السحب (Cx). وكلما انخفض هذا الرقم، كلما كان ذلك أفضل. تحتوي المركبات الكهربائية الأكثر كفاءة على Cx حوالي 0.20-0.25، وحتى أقل، وهو أمر جيد جدًا حقًا. لإعطائك فكرة، السيارة الكلاسيكية تبلغ حوالي 0.30-0.35.
لماذا هو مهم جدا؟ لأنه عند السرعات العالية (لنقل أكثر من 80 كم/ساعة)، تصبح مقاومة الهواء هي العامل الرئيسي الذي يبطئ سيارتك. لذا فإن الديناميكيات الهوائية الأفضل تعني نطاقًا أفضل، خاصة على الطريق السريع.
إدارة درجة الحرارة: ليست ساخنة جدًا ولا باردة جدًا
ربما لاحظت أن هاتفك الذكي يميل إلى التفريغ بشكل أسرع عندما يكون الجو باردًا جدًا أو حارًا جدًا. بالنسبة لبطاريات السيارات الكهربائية، الأمر نفسه، ولكنه أكبر بكثير!
عندما يكون الجو باردًا جدًا، تواجه البطارية صعوبة في العمل بكفاءة. يمكن أن تفقد ما يصل إلى 40٪ من استقلاليتها في الظروف القاسية. ولا يقتصر الأمر على المدفأة التي ستستخدمها للتدفئة (على الرغم من أن ذلك يلعب دورًا أيضًا).
عندما يكون الجو حارًا جدًا، يكون الأمر أفضل قليلاً، لكن البطارية قد تفقد ما بين 10 إلى 15% من كفاءتها. هنا مرة أخرى، استخدام تكييف الهواء لا يساعد الأمور.
ولمواجهة هذه التأثيرات، تم تجهيز المركبات الكهربائية بأنظمة إدارة درجة الحرارة. يستخدم البعض سائل التبريد والبعض الآخر (نادرًا) يستخدم الهواء. الهدف هو إبقاء البطارية في منطقة الراحة الخاصة بها، بشكل عام في درجة حرارة تتراوح بين 20 درجة مئوية و30 درجة مئوية. هذا النطاق هو المكان الذي يعمل فيه بشكل أفضل ويدوم لفترة أطول.
بشكل عام، تعتبر المضخة الحرارية هي الأكثر كفاءة لهذا الغرض، فهي خيار يجب مراعاته في سيارتك: فهي توفر الكثير من الطاقة في الإدارة الحرارية للبطارية في الشتاء، ودرجة حرارة مقصورة الركاب، وكذلك وقت الشحن. .
الطقس، حليفك أو عدوك
يلعب الطقس دورًا حيويًا في نطاق سيارتك الكهربائية، ولا يتعلق الأمر فقط بدرجة حرارة البطارية.
المطر والثلج لديهما كلمتهما أيضًا. تزيد الطرق الرطبة أو المغطاة بالثلوج من مقاومة التدحرج، مما يعني أن سيارتك يجب أن تعمل بجهد أكبر للمضي قدمًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام ماسحات الزجاج الأمامي والمصابيح الأمامية وإزالة الضباب يستهلك طاقة إضافية. إنهم ليسوا مستهلكين كبارًا بشكل فردي، ولكن كل ذلك يتراكم خلال رحلة طويلة.
وكما أوضحنا أعلاه، ولمواجهة هذه التحديات الجوية، تم تجهيز العديد من السيارات الكهربائية الحديثةمضخات الحرارة.
للذهاب أبعد من ذلك
صحيح أم خطأ؟ يعد خيار المضخة الحرارية مفيدًا جدًا للسيارة الكهربائية في الشتاء
في فصل الشتاء، بدلًا من مجرد "حرق" الكهرباء لتدفئتك (وهو أمر يستهلك الكثير من الطاقة)، تعمل المضخة الحرارية مثل الثلاجة في الاتجاه المعاكس: فهي تستخرج الحرارة من الهواء الخارجي (نعم، حتى عندما يكون الجو باردًا، هناك سعرات حرارية في الهواء!) لتدفئة مقصورة الركاب. وفي الصيف، يفعل العكس ليبردك. إنه أكثر كفاءة بكثير من نظام التدفئة أو تكييف الهواء التقليدي، مما يساعد على الحفاظ على استقلاليتك الثمينة.
ودعونا لا ننسى الإطارات! إنها تلعب دورًا مهمًا جدًا في نطاق سيارتك، خاصة عندما يتعلق الأمر بالطقس. الإطارات المنفوخة بشكل صحيح تتحرك بشكل أفضل وتستهلك طاقة أقل. لكن كن حذرًا، يتغير ضغط الإطارات مع درجة الحرارة: فهو ينخفض عندما يكون الجو باردًا. ولهذا السبب من المهم فحص ضغط الإطارات بانتظام، خاصة عند تغيير الموسم.
بالإضافة إلى ذلك، في فصل الشتاء، قد تميل إلى استخدام إطارات الثلج. إنها رائعة للسلامة، لكن مقاومتها العالية للدوران يمكن أن تقلل من نطاقك بنسبة 5-10%. هذا هو الثمن الذي تدفعه مقابل القيادة بأمان على الطرق المغطاة بالثلوج أو الجليد.
الآن دعونا نتحدث عن سر محفوظ جيدًا: السيارات الكهربائية غالبًا ما تستخدمإطارات مصممة خصيصًا لهم.
للذهاب أبعد من ذلك
لماذا يختلف إطار السيارة الكهربائية: المدى والضوضاء وطول العمر، نقوم بتقييم ذلك مع الخبراء
لكن لماذا؟ وذلك ببساطة لأن السيارات الكهربائية لها احتياجات مختلفة عن السيارات الحرارية. أولاً، فهي أثقل عمومًا بسبب بطارياتها، الأمر الذي يتطلب إطارات قادرة على تحمل هذا الحمل الإضافي. ثانيًا، توفر السيارات الكهربائية عزم الدوران (القوة التي تحرك العجلات) على الفور، مما قد يؤدي إلى تآكل الإطارات بسرعة أكبر. ولذلك تم تصميم هذه الإطارات لتكون أكثر مقاومة للتآكل.
ولكن الأهم من ذلك، أنها تم تحسينها لتقليل مقاومة التدحرج. وبعبارة أخرى، فهي مصنوعة لجعل السيارة تعمل بسلاسة أكبر، وبالتالي تستهلك طاقة أقل. غالبًا ما تستخدم هذه الإطارات المتخصصة مركبات مطاطية معينة وتصميمات مداس تحقق التوازن الصحيح بين الثبات والمتانة وكفاءة استهلاك الوقود. نتيجة ؟ نطاق أفضل لسيارتك الكهربائية.
للذهاب أبعد من ذلك
وإليك كيف تعمل هذه الإطارات الجديدة على زيادة نطاق السيارات الكهربائية في فصل الشتاء
لذا، في المرة القادمة التي تقوم فيها بتغيير إطارات سيارتك، تأكد من اختيار الطرازات المصممة خصيصًا للسيارات الكهربائية!
استعادة الطاقة: كل خطوة صغيرة مهمة
أحد الأشياء الرائعة في السيارات الكهربائية هو أنها تستطيع استعادة الطاقة عند استخدام المكابح أو النزول إلى أسفل التل. هذا ما نسميهالكبح المتجدد.
في الأساس، عندما ترفع قدمك عن دواسة الوقود أو تضغط على الفرامل برفق، يتحول المحرك الكهربائي إلى مولد. فهو يبطئ السيارة وينتج الكهرباء التي يتم إرسالها مرة أخرى إلى البطارية. إنه يشبه إلى حد ما تحريك الدراجة إلى الخلف لإعادة شحن البطارية!
يمكن للأنظمة الحديثة استعادة ما يصل إلى 70% من الطاقة أثناء الكبح. قد لا يبدو الأمر كثيرًا، ولكن في رحلة طويلة مع الكثير من التوقف والانطلاق، يمكن أن يحدث فرقًا حقيقيًا في النطاق.
للذهاب أبعد من ذلك
الكبح المتجدد: كيف يعمل وما هي مميزاته؟
تتمتع العديد من السيارات الكهربائية أيضًا بأوضاع القيادة "الصديقة للبيئة" التي تعمل على تحسين عملية استعادة الطاقة والحد من طاقة المحرك لتوفير عمر البطارية. إنها طريقة جيدة لزيادة استقلاليتك إذا لم تكن في عجلة من أمرك.
أنا شخصياً أصبحت من المعجبينيمكنك وضع دواسة واحدة. المزيد والمزيد من السيارات الكهربائية تقدم وضع القيادة هذا، القيادة بدواسة واحدة. في هذا الوضع، عندما تقوم بتحرير دواسة الوقود، تقوم السيارة تلقائيًا بالفرملة باستخدام الكبح المتجدد، وعادةً ما يتم ذلك حتى التوقف، مما يسمح باستعادة المزيد من الطاقة. إنها ليست أكثر كفاءة في استخدام الطاقة فحسب، بل يجدها العديد من السائقين أيضًا أكثر راحة، خاصة في الاختناقات المرورية أو في المدينة.
السائق: العامل البشري المهم
وأخيرا، دعونا لا ننسى العامل الأكثر أهمية: أنت، السائق! يمكن أن يؤدي أسلوب قيادتك إلى تغيير نطاق سيارتك الكهربائية بنسبة تزيد أو تقل عن 15%.
القيادة السلسة مع التسارع التدريجي والكبح المبكر ستسمح لك بالمضي قدمًا. وعلى العكس من ذلك، إذا كنت تقود بشكل رياضي، مع تسارع مفاجئ وكبح متأخر، فسوف تستهلك المزيد من الطاقة.
تلعب السرعة أيضًا دورًا مهمًا. كلما زادت سرعة قيادتك، زاد استهلاكك. وينطبق هذا بشكل خاص على الطرق السريعة حيث تزداد مقاومة الهواء بشكل ملحوظ مع السرعة. دعونا نتحدث أكثر قليلاً عن تأثير السرعة على الطريق السريع.
للذهاب أبعد من ذلك
السيارة الكهربائية: القيادة بسرعة 110 كم/ساعة بدلاً من 130 كم/ساعة على الطريق السريع، إليكم التأثير
القيادة بسرعة 130 كم/ساعة بدلاً من 110 كم/ساعةقد يبدو الأمر وكأنه يوفر عليك الوقت، لكنه قد يقلل من عمر البطارية بنسبة 20 إلى 30%! لماذا هذا الاختلاف؟ ويرجع ذلك أساسًا إلى مقاومة الهواء، والتي تزداد بشكل كبير مع السرعة.
ببساطة، عند سرعة 130 كم/ساعة، يتعين على سيارتك أن "تدفع" كمية أكبر بكثير من الهواء مقارنة بسرعة 110 كم/ساعة، وهذا يتطلب طاقة أكبر بكثير.
لإعطائك فكرة ملموسة، إذا كان مدى سيارتك الكهربائية يبلغ 400 كم بسرعة 110 كم/ساعة على الطريق السريع، فقد ينخفض إلى حوالي 300 كم بسرعة 130 كم/ساعة. وهذا فرق مهم جدا. بالطبع، قد تختلف هذه الأرقام وفقًا للطراز، لكن القاعدة تظل كما هي: كلما زادت سرعة قيادتك، انخفض نطاقك بشكل أسرع.
وأخيرا، التخطيط لرحلتك يمكن أن يحدث فرقا كبيرا. إن استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للعثور على المسار الأكثر كفاءة وتجنب الاختناقات المرورية ومعرفة أماكن محطات الشحن يمكن أن يساعدك على تحسين نطاقك.
للذهاب أبعد من ذلك
يريد الفرنسيون سيارة كهربائية ذات استقلالية كبيرة: لماذا هذا خطأ
