مكونات محرك السيارة الكهربائية

مكونات محرك السيارة الكهربائية هي أساس تشغيلها، فمع التطور التكنولوجي الذي نعيشه الآن قد انتشرت السيارات الكهربائية بيننا بشكل كبير بسبب مزايا المتعددة، وهي تتواجد في الكثير من العلامات التجارية، لذا نعرض لكم مكونات المحرك الكهربائي عبر موقع سوبر بابا.

مكونات محرك السيارة الكهربائية

إن السيارات الكهربائية يعتمد عملها على الطاقة الكهربائية المخزنة بالبطارية عبر توصيلها بشبكة كهرباء، والتي تتضمن بشكل رئيسي البطارية، المحرك الكهربائي، وحدة التكون المتصلة بدواسة الوقود بشكل مباشر، أما عن المحرك فإنه يعمل وفق مبدأ التنافر بين الأقطاب المتشابهة للمغناطيس، وبناءً على ذلك نعرض لكم مكونات محرك السيارات الكهربائية في الفقرات التالية:

1- أنواع مختلفة من المغناطيس

يتضمن المحرك نوعين مختلفين من المغناطيس أحدهما متحرك والآخر ثابت، والذي حال اقتراب القطب الجنوبي الخاص بالمتحرك مع قطب الجزء الثابت الجنوبي، فإن قوى التنافر المغناطيسي تبعدهما عن بعضهما البعض، كما يتم ذلك بالأقطاب الشمالية لكلا المغناطيسيين، مما يؤدي إلى استمرار حالة الدوران بالجزء المتحرك.

2- جزء دوار وثابت

يحتوي الجزء الثابت على السلك الموصل، القلب الثابت، والإطار، بالإضافة إلى عدد من الحلقات الفولاذية التي تعزل عن بعضها البعض والمغلفة سويًا، تلك الحلقات تتضمن فتحات فيها ويُلف حولها سلك التوصيل كي تتشكل ملفات الجزء الثابت.

أما الجزء الدوار فيتكون من المحرك التعريفي المتكون من مجموعة من الصفائح الصلبة المتضمنة لفات قصيرة، وبالتالي يتدفق التيار بلفات الجزء الثابت بشكل معاكس، بالإضافة إلى تدفق التيار بكل مرحلة من الأجزاء بسبب إزاحة كل منهما بالطور في 120 درجة.

أنواع المحركات الكهربائية بالسيارات الكهربائية

في صدد تناولنا مكونات محرك السيارة الكهربائية، نتطرق إلى عرض أنواع تلك المحركات في الفقرات التالية:

1- محرك التيار المستمر عديم الفراشي

تعمل هذه المحركات عبر التيار المستمر دون فراشي أي مسفرات أو مبدلات، وبالتالي عدم الحاجة للصيانة، بالإضافة إلى تميزه بعزم الدوران ذو الكفاءة والدوران العالي المتراوحة بين 95 إلى 98%، ومن ذلك المحرك يتفرع منه نوعين رئيسيين نذكرهما بالنقاط التالية:

محركات الدوار الداخلي: المغناطيس الدائم يكون جزء من الدوار، أما الثابت فيكون محيطًا بالدوار، ويحتاج كي يعمل نظامًا لنقل العزم للعجلات، لذا يكون بالشكل الأضخم قليلًا.
محرك الدوار الخارجي: يتواجد الجزء الثابت بالوسط، أما الدوار فبالخارج، وتُعرف تلك المحركات بالمحركات المحورية بسبب اتصال العجلة المباشر مع الدوار الخارجي، أما العجلات المرتبطة به فتعرف بالعجلات الكهربائية.

2- محرك التيار المستمر

يُعد من أبسط أنواع المحركات الكهربائية، وتم استخدامه بكثرة في أوائل القرن العشرين، ومن أبرز مميزاته التحكم السهل بالسرعة، مع تحمل أي زيادات بالحمل مفاجأة، ولكن ما يعيب ذلك المحرك هو حاجة الفراشي والمبدلات النحاسية للصيانة.

3- محرك متزامن مع مغناطيس دائم

يُعرف ذلك المحرك بالإنجليزية ب Permanent magnet synchronous motor، ويتشابه بعمله مع محركات التيار المستمر الخالية من الفراشي؛ بسبب تواجد المغناطيس الدائم بالجزء الدوار.

هذه المحركات تتميز بالكفاءة العالية وكثافة الطاقة، لذا هي تتناسب مع تطبيقات الأداء العالي كالحافلات على الرغم من أنها أغلى من المحركات الخالية من الفراشي، كما أنها تستخدم المغانط بالمعادن النادرة.

4- محرك التيار المتردد ذو الطور الثلاثي

هو المحرك التحريضي أو الحثّي، وتم اختراعه على يد نيكولات تسلا عام 1887م، ويُعد من أكثر أنواع المحركات الكهربائية السريعة الانتشار؛ بسبب مميزاته، مثل: التركيب البسيط، المتانة، قلة الثمن.

أحيانًا يعتمد اسم هذا المحرك على اسم الجزء الدوار، فتكون دوار قفص سنجابي أو دوار ملفوف، فهي تتميز بشكل قفص السنجاب ذو العمر الطويل، وتم تصميمه في كفاءة تتراوح بين 92 إلى 95%، ولكن ما يعيب ذلك المحرك هو حاجته لدائرة معقدة من العاكس، بالإضافة إلى صعوبة برمجة نظام التحكم بالمحرك.

5- محرك الممانعة المبدل

يتضمن الجزء الدوار بتلك المحركات قطعة فولاذية رقيقة دون مغناطيس أو لفات دائمة، وبالتالي يكون القصور الذاتي للجزء الدوار أقل مما ينتج عنه التسرع العالي.

إلى جانب أن التبريد هنا يكون سهل بسبب تواجد الحرارة المتولدة بالجزء الثابت، مع معاناة ذلك النوع من دارة التبديل وتعقيدات التحكم، بالإضافة على إصدار ضوضاء واضحة عن المحركات الأخرى.

6- محرك التدفق المحوري

يعتمد ذلك المحرك على المغانط بواجهة المحرك عوضًا عن المغانط المحيطة بالمحور الدوار، مما يقلل من وزنه مقابل المحركات الأخرى، فهذا المحرك يتميز بالكثافة والطاقة الأعلى بالطاقة.

رغمًا عن ظهور فكرة ذلك المحرك ببدايات القرن العشرين، ولكن تم استخدامه بالسابق فقط بالآلات المحتاجة للكفاءة الصغيرة والحجم الخفيف، أما التعديلات الحديثة عليه فجعلته يتناسب مع السيارات.

أما عن الأقراص بذلك المحرك فهي تدور في قطر أكبر من المحركات الأخرى، حيث إنها تابعة للتدفق الاشعاعي، أما العزم فينتج عن القوة المضروبة بالقطر، وبالتالي الحصول على العزم الأكبر على الرغم من استخدام الموارد الواحدة.

اقرأ أيضًا: مميزات وعيوب جيب ليبرتي

مزايا محرك السيارات الكهربائية

بينما نعرض مكونات محرك السيارة الكهربائية نتطرق إلى نقطة هامة، فإن ذلك المحرك يتواجد على كل عجلة وأغلب السيارات الهجينة تتضمن محرك واحد، فهي قادرة على توليد 320 حصان بواسطة بطاريات الليثيوم أيون التي يمكن إعادة شحنها.

ثم انتقال الطاقة لدواسة الوقود بالمقصورة الداخلية للسيارة، والمتكونة من المقاومة المتغيرة المتصلة مباشرة بوحدة التحكم، والمحولة ل300 فولت من التيار المستمر DCإلى 240 فولت من التيار المتردد AC كأقصى حد.

بعد ذلك تنقل للتيار الكهربائي المحول للطاقة من كهربائية إلى ميكانيكية عبر المغانط، وبالتالي تدور العجلات وتتحرك السيارة للأمام مع عزم الدوران الكبير البالغ 440 رطل قدم، والذي يعد عزم عالي نوعًا ما.

تتمكن تلك القوى بدفع السيارة لسرعة أقصاها 150 ميل مع التسارع من النقطة صفر إلى 60 ميل/ساعة في 4.5 ثانية، كما يمكن تعديل مدى اختلاف زيادة الطاقة الكهربائية بالمحرك.

كما أنه لضمان عدم وصول كميات كبيرة من الطاقة للمحرك، فتم إضافة أجهزة لقياس فرق الجهد المتغير بين المحرك الكهربائي ولوحة التحكم في السيارات، والتي توصل الكمية الكافية كي يعمل المحرك.