تقنية البطاريات
xEV

المركبات الكهربائية والبطارية 12 فولت

دعونا نلقى نظره على العديد من الأنواع المختلفة في السوق من xEVs ودور البطارية 12 فولت داخل كل منهم

أنواع

مختلفة من السيارات الكهربائية واعتمادها على بطارية 12 فولت

بدأ نجاح السيارة كوسيلة للنقل الفردي في عام 1913، مع إدخال إنتاج خط التجميع الثوري آنذاك من قبل هنري فورد. حتى بعد قرن من الزمان، لا تزال معظم السيارات على طرقنا تعتمد على مبدأ محرك الاحتراق الداخلي، الذي تم تحسينه باستمرار من قبل المهندسين ويجمع في الوقت الحاضر بين الأداء العالي والاستهلاك المنخفض والمتانة الطويلة.

أدت تكنولوجيا المحركات المتزايدة التعقيد، وفي الوقت نفسه لوائح الانبعاثات الأكثر صرامة، إلى قفزة تكنولوجية أدت إلى كهربة مجموعة نقل الحركة اليوم. ولكن ليست كل السيارات الكهربائية في السوق متشابهة. اعتمادًا على المتطلبات وشريحة السيارة، هناك طرق مختلفة للتنقل الكهربائي.

ما المقصود بال xEV ?

مع زيادة تنوع مجموعات الدفع الكهربائية في السنوات الأخيرة، تم إنشاء نظام اختصار معياري لتتبع ووصف المتغيرات المختلفة بشكل أكثر انتقائية.
يمكن الإشارة إلى المركبات الكهربائية من أي نوع بشكل عام باسم "xEV"
تشير "EV" الى السيارة الكهربائية وهي الأساس لجميع المصطلحات.
"x" هو عنصر نائب لمفاهيم مجموعة نقل الحركة.

HEV – مركبة كهربائية هجينة
PHEV – مركبة كهربائية هجينة قابلة للشحن
BEV – مركبة كهربائية تعمل بالبطارية
FCEV – مركبة كهربائية

المركبات الكهربائية الهجينة . الأفضل فى العالمين؟

يعني مصطلح hybrid-هايبرد (هجين) ببساطة وجود أكثر من مصدر واحد للطاقة لتشغيل المركبة. في الواقع، تُعتبر المركبات المزودة بتقنية "Start-Stop" (التشغيل والإيقاف التلقائي) بالفعل مركبات "هايبرد صغيرة" (micro-hybrid)، لأن البطارية ذات الجهد 12 فولت تعمل هنا كمصدر ثانٍ للطاقة عندما يتم إيقاف المحرك.

تطورت فكرة "الهايبرد الصغيرة" إلى ما يُعرف باسم "الهايبرد الخفيف" (mild-hybrid)، حيث يتم تركيب بطارية ليثيوم-أيون بجهد 48 فولت لتزويد المستهلكات ذات الاستهلاك العالي للطاقة بالكهرباء.
على الرغم من أن هذين النظامين يُطلق عليهما بالفعل اسم "هايبرد"، إلا أنهما يفتقران إلى ميزة أساسية كانت دائمًا مرتبطة بسيارات "الهايبرد الكهربائية": وهي القيادة الكهربائية البحتة دون مساعدة من محرك الاحتراق الداخلي.

الفرق بين المركبات الهجينة الكاملة والمركبات الهجينة القابلة للشحن.

يصف مصطلح "المركبة الهجينة الكهربائية" (Hybrid Electric Vehicle) في الواقع مفهومين مختلفين.
الأول هو "المركبة الكهربائية الهجينة الكاملة" (Full Hybrid Electric Vehicle أو FHEV، وعادة ما يتم اختصارها إلى HEV)، والثاني هو "المركبة الكهربائية الهجينة القابلة للشحن" (Plug-in Hybrid Vehicle أو PHEV).
و يشترك المفهومان في أن كلا المركبتين /النظامين تحتويان على بطارية ليثيوم-أيون ذات جهد عالي، مما يسمح لهما بالقيادة بشكل كهربائي بحت.

يكمن الاختلاف بين النظامين في استراتيجية شحن البطارية ذات الجهد العالي. في مركبات الـ HEV، يمكن شحن البطارية فقط عن طريق محرك الاحتراق الداخلي أو من خلال استعادة طاقة الكبح (الاسترجاع). أما في مركبات الـ PHEV، فيمكن شحن البطارية أيضًا من خلال محطة شحن، كما هو الحال في المركبات الكهربائية الكاملة، ومن هنا جاء مصطلح "Plug-in" (القابلة للشحن). نظرًا لإمكانيات الشحن المحدودة، تكون سعة بطارية القيادة في مركبات الـ HEV بشكل عام أصغر منها في مركبات الـ PHEV. وبسبب السعة الأقل للبطارية، تكون المسافات التي يمكن قطعها بشكل كهربائي كامل أقصر في مركبات الـ HEV مقارنة بمركبات الـ PHEV.

مكونات المركبة الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEV)
مع خزان وقود أصغر و بطارية أكبر ومنفذ شحن خارجي لمدى كهربائي أطول.

1.بطارية 12 فولت
2.محول تيار مستمر/تيار مستمر
3.بطارية جهد عالي
4.محول تيار متردد/تيار مستمر
5.محرك كهربائي ذو جهد عالي
6.خزان البنزين أو الديزل
7.محرك الاحتراق الداخلي
8.مصدر الطاقة الكهربائية (محطة شحن/وحدة شحن منزلية)

كلا النظامين (HEV وPHEV) يتيحان القيادة الكهربائية الكاملة، وبالتالي القيادة دون انبعاثات محلية. وبفضل وجود محرك الاحتراق الداخلي الإضافي، يمكن استخدام المركبة أيضًا لمسافات طويلة دون قيود. إذا لم يتم استخدام محرك الاحتراق الداخلي، تتصرف المركبة الكهربائية الهجينة مثل السيارة الكهربائية البحتة.

الإيجابيات والسلبيات للسيارات الكهربائية الهجينة HEVs والسيارات الكهربائية الهجينة القابلة للتوصيل بمصدر كهرباء PHEVs

الإيجابيات

تقليل استهلاك الوقود وبالتالي خفض تكاليف التشغيل
لا يوجد انبعاثات كربونيه
-عزم دوران عالي عبر المحرك الكهربائي عند البدء والتسارع
-انخفاض انبعاثات الضوضاء أثناء القيادة الكهربائية الكاملة

السلبيات

أعلى تكلفة مقارنة بالمركبات التي تعمل فقط بمحرك احتراق داخلي
نظام دفع أكثر تعقيدًا، مما قد يؤدي إلى تكاليف صيانة أعلى
-زيادة وزن المركبة بسبب بطارية الشحن والمكونات الإضافية
-مساحة أقل في صندوق الأمتعة لبعض المركبات، حيث يتم تخصيص مساحة لبطارية الجهد العالي

المستقبل الكهربائي بالكامل: بطارية المركبات الكهربائية والسيارات التي تعمل بالهيدروجين

اليوم، تشير جميع المؤشرات إلى أن أنظمة الدفع الكهربائية هي نظام الدفع المستقبلي. ومع ذلك، لم يتضح بعد أي نظام لتخزين الطاقة سيسود.
يعتبر تطوير تكنولوجيا بطاريات الليثيوم-أيون وخلايا الوقود في الوقت الحالي في حالة تطور سريع للغاية، مما يؤدي إلى تقدم هائل في كلا المجالين. بالإضافة إلى الابتكارات التقنية، يركز كلا المجالين على قابلية التوسع وخفض التكاليف في الإنتاج.
يركز التطور التقني في بطاريات الجر بشكل رئيسي على زيادة كثافة الطاقة. والهدف هو جعل البطاريات أصغر حجمًا وأخف وزنًا مع الحفاظ على نفس السعة، أي نفس المسافة التي يمكن للمركبة قطعها وفي الوقت نفسه، تُبذل جهود لتحسين التركيب الكيميائي لخلايا البطاريات لتقليل نسبة المعادن الحرجة، مثل الكوبالت، إلى الحد الأدنى.

وعلى الرغم من وجود بعض السيارات التي تعمل بالهيدروجين في السوق بالفعل، إلا أن الإنتاج الضخم لمحركات خلايا الوقود لا يزال أبعد من ذلك مقارنة ببطاريات الليثيوم-أيون حيث يتمحور التطوير الحالي حول تقليل الحاجة إلى البلاتين في خلايا الوقود لتخفيض التكاليف بشكل كبير. كما يتم إحراز تقدم في جعل غشاء خلية الوقود أكثر متانة واستدامة.

وبصرف النظر عن نظام تخزين الطاقة، فإن هيكل أنظمة نقل الحركة في المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات (BEVs) والمركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود (FCEVs) متشابه إلى حد كبير.

تصميم المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية BEV مع المحرك الكهربائي وبطارية الجر عالية الجهد

1. 1. 1. بطارية 12 فولت
      
      محول تيار مستمر/تيار مستمر
      3.بطاريه ليثيوم ايون ذات جهد عالي
      4.محول تيار متردد/تيار مستمر
      5.محرك جر كهربائي عالي الجهد
      6.مصدر كهرباء(محطه شحن /شاحن حائطي)

) تستخدم FCEV خزان هيدروجين وخلية وقود وبطارية ليثيوم أيون صغيرة كمخزن وسيط لتشغيل المحرك الكهربائي. بطارية

12 فولت DC/DC محول بطارية ليثيوم أيون
كبيرة عالية الجهد
AC/
DC محول محرك جر عالي الجهد خلية
الوقود
خزان
الهيدروجين إيجابيات وسلبيات BEVs و FCEVs

إيجابيات: مجموعة نقل

أقل تعقيدًا من السيارات الكهربائية الهجينة، وبالتالي يحتمل أن تكون تكاليف الصيانة أقل عزم دوران
مرتفع وديناميكيات قيادة جيدة من خلال محرك كهربائي نقي قيادة
محلية خالية من الانبعاثات
مع BEV: انخفاض تكاليف التشغيل فيما يتعلق بالنظام الكهروضوئي الخاص

السلبيات: شبكة

أقل شمولاً من محطات تزويد الوقود بالهيدروجين ومحطات الشحن مقارنة بمحطات البنزين التقليدية "التزود بالوقود"
الطويل للمركبات الكهربائية العملاقة
العديد من الطرز مناسبة جزئيًا فقط للاستخدام لمسافات طويلة
بدون إعانات، أكثر تكلفة من المركبات التقليدية المماثلة المزودة بمحركات احتراق نظام الجهد

المنخفض في كل مركبة كهربائية من

الناحية التاريخية، غالبًا ما يشار إلى بطارية 12 فولت على أنها بطارية بادئ التشغيل. في السيارة التقليدية المزودة بمحرك احتراق، اعتدنا على المحرك الذي يتم تدويره بواسطة بادئ تشغيل يعمل بالكهرباء. ولكن حتى السيارات الكهربائية البحتة لا تزال بحاجة إلى بطارية 12 فولت لتعمل. ومن الناحية الفنية، لا يزال بإمكان المرء أن يسميها بطارية بادئة لـ "السيارات الكهربائية". عندما تكون السيارة متوقفة، يتم فصل البطارية عالية الجهد عن النظام الكهربائي لأسباب تتعلق بالسلامة. إذا كانت الرحلة ستستمر، فيجب أولاً بدء تشغيل البطارية عالية الجهد - وهذه هي بالضبط عملية البدء التي تبدأها بطارية 12 فولت.

توفر شبكة السيارة 12 فولت وظائف الراحة ووحدات التحكم وأجهزة الاستشعار والمشغلات.

إن الاستمرار في تسميتها بطارية بادئة في المركبات الحديثة، بغض النظر عما إذا كانت تحتوي على محرك احتراق داخلي أو "كهربائية بالكامل"، لا يفي بمهام بطارية 12 فولت. في هذه المقالة، قمنا بتفصيل المهام التي تتعامل معها البطارية بالإضافة إلى التشغيل الفعلي للمركبة.

الخاتمة

مستقبل السيارات كهربائي. في الوقت الحالي، تتوفر مفاهيم مختلفة في وقت واحد لكل منها مزاياها وعيوبها. وبالتالي فإن العميل مدلل للاختيار عندما يتعلق الأمر باختيار المفهوم الأنسب لاحتياجاته الفردية. تجمع المفاهيم الهجينة بين أفضل ما في العالمين. من ناحية، فهي توفر مدى طويل بفضل محركات الاحتراق الفعالة للغاية، وإمكانية القيادة المحلية الخالية من الانبعاثات وعزم الدوران العالي منذ البداية بسبب المحرك الكهربائي الإضافي. من ناحية أخرى، يصبح نظام معالجة الدفع والعادم المعقد بالفعل أكثر تعقيدًا بسبب المكونات الكهربائية. تعتمد

معظم السيارات الكهربائية اليوم على بطارية ليثيوم أيون كبيرة عالية الجهد لتخزين الطاقة. لا تزال النطاقات الطويلة تقتصر على المركبات الفاخرة ذات بطاريات الجر الكبيرة. ومع ذلك، تهدف الأبحاث الحالية إلى زيادة تحسين النطاق والاستغناء عن المعادن الهامة. كما أن التقدم التقني والإنتاج الأكثر كفاءة على نطاق واسع سيكونان قادرين على زيادة خفض تكلفة البطارية، بحيث تصبح "السيارات الكهربائية" قادرة على المنافسة في قطاعات المركبات الأخرى. يعد استخدام الهيدروجين كوسيط لتخزين الطاقة نهجًا واعدًا آخر لمستقبل السيارة ويمكن أن يساعد في التغلب على العيبين الرئيسيين للسيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية اليوم: بطارية الجر الثقيلة وأوقات الشحن الطويلة.

أي مفهوم سيسود في المستقبل لا يمكن التنبؤ به على وجه اليقين في هذه المرحلة. ومع ذلك، من الواضح أنه بصرف النظر عن مفهوم القيادة الفعلي، لا توجد اختلافات أخرى بين المركبات. ما يشتركون فيه جميعًا هو الإلكترونيات المثبتة في السيارة لأنظمة الراحة والسلامة، والتي لا تزال تعتمد على النظام الكهربائي 12 فولت القائم وتدعمها بطارية 12 فولت.

Find a trusted workshop

Do you want to rely on a car battery expert to service your vehicle? Go to our VARTA^® Partner Finder and locate a trusted workshop near you.

Partner Finder

Do you work with batteries?

Explore VARTA^®'s Training Academy and access exclusive e-learnings. Dedicated to battery professionals only.

Go to Training Academy

Deepen your knowledge

محتوى بطاريات VARTA® ProMotive EFB للشاحنات

عنصر خلط حاصل على براءة اختراع يضمن عدم حدوث تراكب الحمض في بطارية ProMotive EFB الخاصة بنا. اقرأ مقالنا الآن لتتعرف على كيفية عمل ذلك بالضبط وما هي الفوائد التي يقدمها.

إقراء المزيد
- تقنية البطاريات
- الشاحنات
أهمية قبول الشحن في بطاريات الشاحنات

البطاريات ذات تيار بدء تشغيل عالي (CAA) وسعة كافية (C20) تضمن تشغيلًا موثوقًا للأسطول. وسنخبرك بالسبب.

إقراء المزيد
- أساسيات البطاريات
البطاريات خلال موسم الترفيه

استعد لرحلتك. اكتشف نصائح وحيل مفيدة لبطارية الترفيه الخاصة بك للحصول على أفضل بداية للموسم.

إقراء المزيد

Got a question?

Make use of our VARTA Battery Finder to find the battery product that fits your vehicle.
GO TO BATTERY FINDER
43,22% (ADAC Pannenstatistik 2022: https://www.adac.de/rund-ums-fahrzeug/unfall-schaden-panne/adac-pannenstatistik/) of all vehicle breakdowns are caused by battery issues - make sure to eliminate those.
Find a trusted VARTA^® Partner near you and get your vehicle battery checked!
Go to VARTA^® Partner Finder
To extend your vehicle's battery life, consider these tips:
1. Charge Care: Regularly monitor and charge the battery, especially during long-term parking or winter storage. Charge every two months if used sporadically.
2. Check Charge: Regularly check battery charge, particularly in cold weather or after short trips. Dimming headlights indicate low charge.
3. Prioritize Safety: Conserve battery by minimizing non-essential electrical use and keeping safety systems active during long drives.
4. Clean Installation: Keep the battery and terminals clean to prevent discharge and enhance charging efficiency.
For more information find our article "Correct battery care"

Read Article