إن مبدأ عمل محركات السيارات التقليدية التي تعمل بالوقود، البنزين أو الديزل، تقريبا واحد. حيث تستخدم هذه السيارات محركات الاحتراق الداخلي Internal Combustion Engine و اختصارا ICE. أما السيارات الكهربائية فتستخدم المحرك الكهربائي Electric Motor.
إن ثورة السيارات الكهربائية بدأت منذ بضع سنوات، و منذ ذلك الحين سمعنا بأنواع كثيرة من السيارات الكهربائية و ذلك بسبب محاولة المصنعين إيجاد حلول وسطية و انتقالية لمبدأ تخزين الطاقة في السيارات و ذلك بسبب ارتفاع أسعار البطاريات المناسبة و تخوف الزبائن من مدى القيادة المنخفض لهذه السيارات. و لكن لحسن الحظ، و بالرغم من تعدد التقنيات و الحلول يمكننا أن نصنف السيارات الكهربائية ضمن الأنواع الثلاثة التالية:
- السيارات الكهربائية الهجينة Hybrid Electric Vehicles – HEV
- السيارات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن Plug-in Hybrid Electric Vehicle – PHEV
- السيارات الكهربائية بالبطارية Battery Electric Vehicles – BEV
في ما يلي، سنقوم بشرح مبدأ عمل هذه الأنواع الثلاثة ثم سنقوم بعمل مقارنة توضيحية للمساعدة على التمييز بينها من حيث حجم البطارية، مدى القيادة، الشحن و التزود بالوقود، اقتصادية العمل، و الانبعاثات.
السيارات الكهربائية الهجينة Hybrid Electric Vehicles – HEV
تحوي السيارات الكهربائية الهجينة على نوعين من المحركات: كهربائي يتم تغذيته من بطاريات قابلة للشحن، ومحرك احتراق داخلي يعمل بالوقود (بنزين أو ديزل). تتحرك السيارة بقوة المحرك الكهربائي الذي يعمل بالطاقة الكهربائية المخزنة في البطاريات، بينما يقوم محرك الاحتراق الداخلي بحرق الوقود لشحن البطاريات بشكل متقطع.
لماذا هذا التعقيد؟ إن فائدة العملية المعقدة هذه تعود إلى كفاءة أداء محرك الاحتراق الداخلي التي قلما تكون مثالية. فمحرك الاحتراق الداخلي يعمل بشكل مثالي الكفاءة و بانبعاثات منخفضة بسرعات و حمولات معينة، و لذلك فان محركات السيارات التقليدية تعمل بشكل غير مثالي في كثير من الأحيان كحالات الانطلاق من السكون او التوقف المتكرر في المدينة مما يقلل من اقتصادية المحرك و يزيد من الانبعاثات. بالمقابل، فان السيارات الكهربائية الهجينة تشغل المحرك في أكثر أوضاعه كفاءة مقللة من الضياعات و الانبعاثات الصادرة منه.
إن اقتصادية الوقود Fuel Economy يمكن أن تزداد بحدود ال 25% في حالة السيارات الكهربائية الهجينة مما يجعلها أوفر للوقود و أكثر رفقا بالبيئة. و لا تنسى أيضا أن السيارات الكهربائية بكافة أنواعها تقريبا تستطيع توليد الكهرباء من الفرامل حيث تنقلب وظيفة المحرك الكهربائي إلى مولد كهربائي عند تخفيض سرعة السيارة، و هذا ما يدعى بالفرامل المعيدة للتوليد Regenerative Braking.
أمثلة: Toyota Prius Hybrid, Honda Civic Hybrid, Toyota Camry Hybrid
يجدر الذكر أن هنالك سيارات هجينة تعمل بخلايا الوقود و تخزن الطاقة في الهيروجين و الذي يتم إعادة تعبئته في محطات الوقود. و تدعى هذه السيارات بال Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV). و لكن هذه السيارات ليست منتشرة بعد بسبب صعوبة و تكلفة نقل الهيدروجين العالية.
السيارات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن Plug-in Hybrid Electric Vehicle – PHEV
بينما تكون البطاريات صغيرة السعة في السيارات الكهربائية الهجينة حوالي ال 2 كيلوواط ساعي و جهدها أقل، فإن السيارات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن تأني مزودة ببطاريات أكبر حوالي 10 كيلوواط ساعي و بجهد أعلى. و في هذا النوع من السيارات، يمكن أن نشحن البطارية من الخارج بالقابس مما يساهم في تخفيض الحالات التي تحتاج السيارة فيها لتشغيل محرك الإحتراق الداخلي و بالذات داخل المدن و في حالة المسافات القصيرة.
يأتي هذا النوع عادة بنظام الفرامل المعيدة للتوليد بشكل كامل كما شرحنا في الفقرة السابقة.
أمثلة: Chevy Volt, BMW i8, Audi A3 E-Tron, Mercedes GLE550e
السيارات الكهربائية بالبطارية Battery Electric Vehicles – BEV
السيارات الكهربائية بالكامل التي تعمل بالبطاريات هي أبسط و أفضل أنواع السيارات و ذلك لوجود المحرك الكهربائي فقط ذو الكفاءة العالية جدا (حوالي 4 أضعاف كفاءة أفضل محركات الاحتراق الداخلي) و انعدام انبعاثاتها. و يفرض هذا النوع سيطرته على سوق السيارات العالمي و كنا قد أثبتنا ذلك بالأرقام في النرويج من خلال هذا الخبر.
تأتي هذه السيارات في يومنا هذا مزودة ببطاريات كبيرة ما بين ال 15 و ال 100 كيلوواط ساعي مما يمكنها من السير لمسافة قد تزيد عن ال 500 كم. و بهذه المسافات الكبيرة تصبح السيارات الكهربائية مشابهة للسيارات التقليدية و تلغي خوف الناس من المسافات القصيرة.
و تتنوع قدرة هذا النوع من السيارات على الشحن. فبعض هذه السيارات تقبل بالشحن البطيء فقط بالتيار المتناوب AC، و بعضها يدعم الشحن السريع بالتيار المستمر DC. كما أن مقبس الشحن يختلف من بلد لآخر و تعاني حاليا صناعة السيارات الكهربائية من إنعدام المواصفات القياسية الموحدة.
أمثلة: Tesla Model Y, BMW i3, Chevy Bolt, Ford Focus Electric
ملخص الفروقات ما بين أنواع السيارات الكهربائية:
| السيارة الكهربائية | الهجينة | الهجينة القابلة للشحن | بالبطارية | خلايا الوقود |
| حجم البطارية (كيلوواط سا) | 1 – 2 | 5 – 10 | حتى 100 | 1 – 2 |
| مدى القيادة (كم) | حتى 750 | حتى 100 بالبطارية ، حتى 750 بالوقود | حتى 500 | حتى 750 |
| الشحن و التعبئة | وقود | كهرباء + وقود | كهرباء | هدروجين |
| اقتصادية الوقود | أكثر اقتصادية من السيارات التقليدية | أكثر اقتصادية من السيارات الهجينة | عالية | عالية |
| الانبعاثات | أقل من السيارات التقليدية | أقل من السيارات التقليدية | منعدمة | منعدمة (فقط ماء) |
نتمنى أن نكون ساعدناكم في التمييز ما بين هذه الأنواع المختلفة من السيارات الكهربائية و سنكون سعيدين باستقبال أسئلتكم و تعليقاتكم أسفل المقال.
نتمنى لكم يوما مشمسا!
