محدودیت شارژ اتومبیل های برقی چگونه مرتفع خواهد شد؟

ماشین های الکتریکی که اختصارا EV هم خوانده می شوند، جایگزینی مناسب برای اتومبیل هایی به شمار می روند که سوخت فسیلی مصرف می کنند و بی تردید روزی فرا می رسد که در گوشه و کنار دنیا، خیابان ها را در هم خواهند نوردید.

متأسفانه این اتومبیل ها یک ایراد مهم دارند و آن بردشان است. Leaf از نیسان و Model S از تسلا دو ماشین برقی ساخته شده هستند که در میان انواع ارائه شده بالاترین محبوبیت را دارند.

در ادامه این مطلب با دیجیاتو همراه باشید تا با راهکارهای ارائه شده در این رابطه و محدودیت های هر یک بیشتر آشنا شوید.

بهتر است برای روشن شدن موضوع نگاهی به برد حرکت و اطلاعات مربوط به شارژ این دو اتومبیل بیاندازید:

• خودروی Leaf از نیسان

برد: 80 مایل

ظرفیت باتری: 14 کیلو وات بر ساعت

شارژر: 6.6 کیلو وات

زمان مورد نیاز برای شارژ کامل: 8 ساعت

زمان مورد نیاز برای شارژ 80 درصدی: 30 دقیقه

• خودروی مدل اس تسلا

برد: 256 مایل

ظرفیت باتری: 85 کیلو وات بر ساعت

شارژر: نوع دو گانه 20 کیلو واتی

زمان کامل شارژ: 5 ساعت

زمان مورد نیاز برای شارژ 80 درصدی: 2 ساعت

در ماشین های بنزین سوز، زمانی که سوختتان تمام می شود تنها کاری که باید انجام دهید این است که در یک پمپ بنزین توقف نموده و در کمتر از 5 دقیقه باک خود را پر کنید و سپس ادامه مسیر را از سر بگیرید.

اما در ماشین های برقی اوضاع کمی متفاوت خواهد بود و پس از اتمام سوخت (در این مورد الکتریسیته)، ابتدا باید یک جایگاه شارژ را پیدا کنید و بعد برای مدت دست کم هشت ساعت انتظار بکشید تا ماشین به طور کامل شارژ شود. روشن است که این شیوه نمی تواند ایده آل ترین روش برای شرایط مختلف باشد و در برخی موارد حتی غیر ممکن هم به نظر می آید.

تولید کنندگان اتومبیل های برقی این مسأله را درک می کنند و برای برطرف نمودن محدودیت های اینگونه ماشین ها با تمام قوا مشغول بررسی راهکارهای جایگزین هستند.

ابر شارژرها

ابرشارژر (Supercharger) مفهومی است که نخستین بار از سوی تسلا مورد استفاده قرار گرفت و به باور کارشناسان و مهندسان این کمپانی این نوع شارژرها نخستین گام در ساخت ماشین های برقی بوده و می توانند با کاهش قابل توجه زمان شارژ، پذیرش عمومی را نسبت به این خودروها بهبود ببخشند.

ابرشارژرها در اصل پریزهای برق قوی هستند که می توانند 120 کیلو وات برق را تولید کنند و این در حالی است که اتومبیل های Leaf و مدل اس به ترتیب برقشان را از شارژرهای 6.6 یا 10 کیلو واتی تامین می کنند.

یک ابرشارژر می تواند خودروی 85 کیلو واتی مدل اس را ظرف تنها یک ساعت به طور کامل شارژ کند و در کمتر از 30 دقیقه میزان شارژ آن را به 80 درصد برساند.

در حال حاضر این فناوری صرفا برای ماشین های تولیدی تسلا قابل استفاده است اما در صورتی که پتنت آن در اختیار شرکت های دیگر هم قرار بگیرد، تنها مانع برای همه گیری شدن آن زمان خواهد بود.

نکات مثبت در رابطه با این تکنولوژی بسیارند که از آن جمله می توان به شارژ بسیاری سریع تر نسبت به شارژرهای سنتی و امکان استفاده از آن برای تمامی مدل های اتومبیل اشاره نمود.

اما این فناوری خالی از ایراد هم نیست و مهم ترین نکته آنکه، باز هم علیرغم کاهش قابل توجه این زمان، شارژ ماشین بیشتر از اتومبیل های بنزینی به طول می انجامد و نکته دیگر اینکه جایگاه های ابرشارژها هنوز هم به صورت گسترده در همه نقاط نصب نشده اند.

ناگفته نماند که در حال حاضر 401 جایگاه این نوع شارژرها در آمریکای شمالی فعال است و هنوز هم مشخص نیست که چه زمانی و کجا بر تعداد آنها افزوده خواهد شد.

تعویض باتری

تسلا چندی پیش پیشنهاد داد که به جای شارژ گیری، باتری ماشین های برقی را تعویض شود. برای این منظور نیز تنها کافیست باتری را از ماشین خارج نموده و یکی دیگر را جای آن قرار دهید (درست مانند لپ تاپ یا تلفن همراه).

تسلا پیش بینی کرده که این کار به کمتر از سه دقیقه زمان نیاز خواهد داشت و با این روش می توانید ماشین خود را در کمترین زمان ممکن به طور کامل شارژ نمایید.

از جمله مزایای تعویض باتری این است که می توانید در کوتاه ترین زمان دستگاه خود را به طور کامل شارژ نمایید و برای این منظور هم نیازی به تکنولوژی تازه ای نخواهید داشت.

معایب این کار هم این خواهد بود که هر مدل از این اتومبیل ها به باتری مختص به خود نیاز خواهد داشت (نمی توانید باتری Leaf را برای مدل اس استفاده کنید) و علاوه بر این، امکان تعویض باتری ها هم تنها در جایگاه های در نظر گرفته شده برای این منظور امکان پذیر خواهد بود.

همین مسأله محدودیت هایی را برای این روش به وجود می آورد و در کنار آن، راه اندازی جایگاه های متعدد تعویض باتری در سرتاسر مناطق نیز به زمان زیادی نیاز خواهد داشت.

از طرفی زمانی که باتری دریافتی از مشتری های مختلف با یکدیگر ادغام شوند، دیگر نمی توان مسائلی از قبیل گارانتی و تعمیر را به سادگی در مورد آنها مدیریت نمود. در حال حاضر این روش در کالیفرنیا به صورت آزمایشی اجرا می شود.

ابرخازن ها

امروزه خازن ها تنها در اتومبیل های هیبریدی مورد استفاده قرار می گیرند چراکه به سرعت شارژ و تخلیه می شوند و منبع خوبی از انرژی (البته به میزان کم) محسوب می گردند.

متأسفانه خازن های سنتی می توانند تنها 5 درصد از انرژی یک باتری لیتیومی یونی با ابعاد مشابه را در خود نگه دارند و به همین دلیل چندان هم برای اتومبیل های برقی مناسب به حساب نمی آیند.

ابرخازن ها در اصل انواع دیگری از خازن ها هستند که ظرفیت فوق العاده بالایی دارند و از لحاظ تئوری قادرند برابر با باتری های لیتیوی یونی، در خود انرژی ذخیره کنند منتها با این تفاوت که برای شارژ شدن، به جای چند ساعت به چند ثانیه نیاز خواهند داشت.

دانشگاه MIT مدتی است که روی این خازن ها کار می کند و روشن است که توسعه و تولید موفقیت آمیز آنها می تواند صنعت اتومبیل های برقی را دستخوش انقلابی عظیم نماید.

در صورت عملیاتی شدن این طرح، جایگاه های شارژ همچنان وجود خواهند داشت اما انتظار برای شارژ کامل ماشین به همان اندازه اتومبیل های بنزین سوز خواهد بود.

از جمله مزایای ابر خازن ها این است که با سرعت بسیار بالایی شارژ می شوند و حساسیت بالایی نسبت به دما ندارند و چرخه عمرشان هم از باتری های سنتی طولانی تر است.

معایب این خازن ها هم آن است که ساختشان همچنان در مراحل ابتدایی به سر می برد و تا عرضه تجاری آنها زمانی بسیار طولانی پیش روست.

شارژ القایی پویا

شارژ القایی ایده نوینی نیست و حتی موضوع تازه ای در صنعت اتومبیل های برقی به شمار نمی رود اما در حال حاضر این فناوری به صورت ایستا مورد استفاده قرار می گیرد و با ارائه نوع پویای آن دیگر مشکلی از بابت فراموش کردن شارژ ماشین نخواهید داشت.

شارژ القایی پویا مفهوم خود را از نوع ایستایش می گیرد و امکانی را فراهم می کند که در حین رانندگی ماشین خود را شارژ نمایید و از این طریق دیگر نیازی به توقف کردن در جایگاه های شارژ نخواهید داشت.

این تکنولوژی هنوز هم به مرحله تکامل نرسیده، با این همه، بسیاری امید دارند که صنعت اتومبیل های الکترونیکی را متحول نماید.

از جمله مزایای مهم این روش آن است که دیگر نیازی به توقف در جایگاه ها و شارژ باتری های اتومبیل خود نخواهید داشت.

این امر کوچک شدن ابعاد باتری های مورد نیاز برای اینگونه خودروها را به دنبال خواهد داشت و به طور کلی نیاز به وجود جایگاه های شارژ را از بین خواهد برد.

ایرادی که می توان به این روش گرفت، ناپخته بودنش است که هنوز هم برای عملیاتی شدن به توسعه و تحقیق زیادی نیاز خواهد داشت.

مسأله دیگر موضوع زیر ساخت است که برای فراهم نمودن آن لازم است کل سیستم های جاده ای از نو ساخته شوند. در حال حاضر این روش در دست تحقیق و توسعه قرار دارد و عملیاتی شدن آن مستلزم صرف زمانی بیشتر از 5 سال خواهد بود.

اتومبیل های برقی، علیرغم محدودیت هایی که پیش رویشان قرار دارد همچنان گزینه ای مطلوب برای بسیاری از افراد به شمار می روند (و حتی می توان آنها را به عنوان خودروی دوم با سوخت ارزان قیمت مورد استفاده قرار داد).

در هر صورت تردیدی نیست که آینده روشنی در انتظار این وسایل نقلیه است و هر روز که می گذرد روزنه امید جدیدی برای استفاده از آنها به عنوان جایگزینی برای خودروهای بنزین سوز پیدا می شود.

اینکه نهایتا جایگاه های ابرشارژرها انرژی ماشین های برقی را تأمین می کند یا هر چیز دیگر، اهیمتی ندارد، اما یک چیز کاملا روشن است و آن اینکه مرتبا از زمان مورد نیاز برای شارژ این ماشین ها کاسته می شود و اطمینان پذیری بیشتری می یابند.

چه بسا روزی فرا برسد که دیگر به همان زمان 5 دقیقه ای هم برای شارژ ماشین نیازی نداشته باشیم و اصلا لازم نباشد که برای این کار توقف نماییم.