האם יש מנוע ברכב חשמלי?

כאשר דנים במכוניות חשמליות, אנשים רבים תוהים לעתים קרובות אם לכלי רכב אלה יש מנוע כמו מכוניות מסורתיות המונעות בנזין. כדי לענות על שאלה זו, חיוני להבהיר את ההבדלים בין מנועי בעירה פנימית (ICE) לבין הרכיבים המניעים כלי רכב חשמליים. בעוד שלמכוניות חשמליות אין מנועים מסורתיים, יש להן מרכיב חיוני המניע את תנועתן: מנוע חשמלי.

מנועים חשמליים מחליפים את מנוע הבעירה הפנימית המצוי בדרך כלל בכלי רכב המונעים בבנזין. שלא כמו ICE, מנועים חשמליים אינם מסתמכים על שריפת דלק כדי ליצור כוח מכני; במקום זאת, הם משתמשים בחשמל המאוחסן בחבילת סוללות כדי להפעיל את הרכב. הגדרה זו מביאה לפחות חלקים נעים באופן משמעותי, מה שמוביל לפוטנציאל לתחזוקה מופחתת ואריכות ימים של המנוע.

יסודות המכונית החשמלית

רכיבים של מכונית חשמלית

למכוניות חשמליות, הידועות גם בשם רכבי סוללה חשמליים, יש רכיבים שונים המבדילים אותם מרכבי מנוע בעירה פנימית מסורתית (ICE). רכיבי מפתח אלה כוללים:

  • מנוע חשמלי: מחליף את ה-ICE ומספק כוח לגלגלים
  • חבילת סוללות מתיחה: אוגרת אנרגיה חשמלית ומספקת אותה למנוע
  • מטען מובנה: ממיר זרם חילופין (AC) לזרם ישר (DC) לטעינה מחדש של הסוללה
  • מהפך מתח: ממיר DC מהסוללה ל-AC עבור המנוע
  • בקר כוח אלקטרוני: מנהל את זרימת החשמל בין הסוללה, המנוע והמטען
  • ציוד לאספקת רכב חשמלי (EVSE): ציוד טעינה חיצוני הנדרש לטעינת הסוללה

מנגנון של מכוניות חשמליות

מכוניות חשמליות פועלות באמצעות מנוע חשמלי במקום מנוע בעירה פנימית. המנוע מקבל כוח חשמלי מארז סוללות גרירה גדול המותקן ברכב. יש להטעין את ערכת הסוללות הזו דרך שקע קיר או עמדת טעינה ייעודית על ידי חיבורה לציוד אספקת רכב חשמלי (EVSE).

במכוניות חשמליות, המטען המשולב לוקח זרם חילופין נכנס (AC) מעמדת הטעינה או משקע הקיר וממיר אותו לזרם ישר (DC) לטעינת הסוללה. מכיוון שהסוללה אוגרת ומפיצה זרם DC, נדרש מהפך להמרת DC בחזרה ל-AC כדי שהמנוע יפעל כראוי.

בנוסף, בקרי האלקטרוניקה הכוח מנהלים את זרימת הכוח בין הסוללה, המנוע והמטען, ומבטיחים שהרכב פועל ביעילות ובבטחה. הבקרים משתמשים בזרם חילופין תלת פאזי כדי להגדיר שדה מגנטי מסתובב (RMF), אשר נשלט על ידי התדר וההספק של ספק הכוח.

על ידי שימוש ברכיבים ומנגנונים אלה, מכוניות חשמליות מציעות אלטרנטיבה נקייה, שקטה וידידותית יותר לסביבה לרכבי ICE מסורתיים. יתרה מכך, מכוניות חשמליות דורשות פחות תחזוקה, מכיוון שיש להן פחות חלקים נעים ואינן זקוקות להחלפת שמן, מצתים או רדיאטורים.

מנועים מסורתיים מול מנועים חשמליים

השוואה של פונקציונליות

מנועים מסורתיים, הידועים גם כמנועי בעירה פנימית, שורפים דלק כדי ליצור אנרגיה. הם מערבבים אוויר ודלק, ואז מציתים את התערובת כדי לייצר כוח מכני. למנועים אלה יש בדרך כלל חלקים נעים רבים כגון בוכנות, מצלמות ושסתומים, מה שעלול להוביל לתחזוקה תכופה יותר.

מצד שני, מנועים חשמליים מייצרים כוח באמצעות אינטראקציה של שדות מגנטיים וזרמים חשמליים. יש להם עיצוב פשוט, עם רק חלק אחד נע – הרוטור. פשטות זו מפחיתה את הצורך בתחזוקה ומספקת אמינות נוספת.

יעילות

מבחינת יעילות, מנועים חשמליים עולים על המנועים המסורתיים. מנועים חשמליים יכולים להמיר כ90-95% מהאנרגיה החשמלית לאנרגיה מכנית, בעוד שמנועי בעירה פנימית משיגים רק כ20- יעילות של 30%. היעילות הגבוהה יותר של מנועים חשמליים גורמת לעלויות אנרגיה נמוכות יותר ולשיפור הביצועים.

בנוסף, מנועים חשמליים מציעים מומנט מיידי, מה שאומר שהם מספקים יכולות האצה טובות יותר מאשר מנועים מסורתיים.

השפעה על הסביבה

ההשפעה הסביבתית של מנועים חשמליים ומנועים מסורתיים היא גורם קריטי שיש לקחת בחשבון. מנועי בעירה פנימית מייצרים פליטות מזיקות, כגון פחמן דו חמצני (CO2), תחמוצות חנקן (NOx) וחלקיקים, התורמים לזיהום אוויר ושינויי אקלים.

מנועים חשמליים מייצרים אפס פליטת צינור מוצא מכיוון שהם אינם שורפים דלק. עם זאת, החשמל שמניע מנועים חשמליים עשוי להגיע ממקורות בעלי השפעה סביבתית, כגון עמדות כוח פחמיות. עם זאת, מכוניות חשמליות עדיין יכולות להיות ידידותיות יותר לסביבה, במיוחד כשהן מונעות על ידי מקורות אנרגיה מתחדשים כמו אנרגיה סולארית או רוח.

סוגי רכבים חשמליים

רכבים חשמליים עם סוללות

רכבים חשמליים המונעים על ידי סוללות, הם כלי רכב חשמליים לחלוטין המסתמכים רק על ערכת סוללות לאגירת אנרגיה. כלי רכב אלו משתמשים במנועים חשמליים ואין להם מנוע בעירה פנימית (ICE). יש להטעין מכוניות ממקורות חיצוניים, לרוב דרך עמדות טעינה או שקעים ביתיים. כמה רכבים חשמליים פופולריים כוללים:

  • ניסאן ליף: האצ'בק קומפקטי, חשמלי לחלוטין עם טווח של עד 226 מיילים
  • BMW i3: מכונית סדאן קומפקטית לחלוטין חשמלית עם טווח של עד 153 מיילים
  • Tesla Model 3: מכונית סדאן חשמלית בגודל בינוני עם טווח של עד 358 מיילים

כלי רכב היברידיים חשמליים

כלי רכב היברידיים חשמליים, או פלאג אין, משלבים מנוע בעירה פנימית עם מנוע חשמלי וסוללה. הסוללה ב-HEV נטענת באמצעות בלימה רגנרטיבית, לוכדת אנרגיה שאבדה בדרך כלל במהלך בלימה. דוגמאות למכוניות HEV הן טויוטה פריוס וקיה נירו. מכוניות אלו אינן צריכות להיות מחוברות לשקע ויכולות לפעול עם אפס פליטת צינור מוצא במצב חשמלי.

היתרונות של HEVs כוללים:

  • יעילות מוגברת בדלק
  • הפחתה בפליטת צינור מוצא
  • ביצועים משופרים במהלך האצה

כלי רכב היברידיים חשמליים מחוברים

כלי רכב היברידיים חשמליים (פלאג אין), דומים למכוניות סטנדרטיות בכך שיש להם גם מנוע בעירה פנימית וגם מנוע חשמלי. עם זאת, לרכבים אלו יש סוללה גדולה יותר הניתנת לטעינה ממקור חיצוני, מה שמאפשר נסיעה ממושכת בחשמל בלבד. הפלאג אין יכול לעבור בין מצבי חשמל לבנזין, מה שהופך אותם לבחירה רב-תכליתית לצרכי נהיגה מגוונים.

דוגמאות לפלאג אין:

  • שברולט וולט: PHEV קומפקטי עם טווח חשמלי בלבד של עד 53 מיילים
  • מיצובישי אאוטלנדר PHEV: רכב שטח פלאג אין עם טווח חשמלי בלבד של עד 22 מיילים

לסיכום, בעוד שלרכבים חשמליים אין מנוע מסורתי שאנו רואים במכוניות מונעות בנזין, יש להם סוגים שונים של מנועים חשמליים המספקים כוח בשילוב עם סוללות או מנועי בעירה פנימית.

התקשרו: 077-803-5894