لمن يهمه الامر هل تريد مواكبة التكنلوجيا الجديدة عليك بدخول!

raoufo

عضو
إنضم
11 نوفمبر 2006
المشاركات
4.343
مستوى التفاعل
8.001
5fiscy.gif




jzzodf.gif



اليوم و قبل جميع الاعضاء جايبلكم موضوع غاية في الروعة و مفيد انشاء الله

لذا للمهتمين بتكنلوجيا السيارات قرائة هذا الموضوع الى اخره .


downhz2zi0.gif

36256381qe7.gif

 
 كيف
تعمل السيارة الكهربائية؟


logo_voiture_masque1.jpg


هذاهو السؤال المطروح لدى معضم الناس
اليكم الشرح


بدأت السيارات الكهربائية في الظهور منذ مدة طويلة إنما كنماذج اختبارية ٬
وقلة قليلة من هذه النماذج وجدت طريقها إلى الإنتاج التجاري ولأ سواق
محددة ٬ لكن بالإجمال هنالك أسباب تدعو للإهتمام بها وهي :
غياب
التلوث الذي تحدثه المركبات العاملة بمشتقات النفط ولهذا فهي
صديقة للبيئة (وخصوصاً داخل المدن ).
عادة ما تسير السيارات العاملة بخلايا الوقود بالطاقة الكهربائية

2nxeoofsqwr0.jpg


محرك سيارة كهربائية ذي ث لاث مراحل بقوة 50 كيلووات قادر على إنتاج 240 فول ت ٬ وتُلاحظ وحدة
التحكم بأعلى المحرك ما أن تنتهي من قراءة هذا الموضوع حتى تكون قد أصبحت على دراية بكل ما
يتعلق بهذا النوع من المركبات ابتداء من مراحل تصنيعها الأولى وانتهاء
بتجربتها على الطريق .
هل تعلم؟
أن سيا رة تويوتا الهجينة " بريوس " تستهلك غالوناً واحداً كل 60 ميلاً علماً أنها
ذات أربعة أبواب ومزودة بتقنية البلوتوث.

  نموذج
لسيارة كهربائية

لتبسيط الأمور يمكن تعريف هذه السيارة بأنها تسير بمحرك يعمل بالط اقة
الكهربائية عوضاً عن المحركات التقليدية التي تعمل بالبن زين أو الديزل ٬ ويمكن
ألا تفرقها عن السيارة العادية لأن معظم نماذجها ما هي إلا سيارات عادية تم
استبدال محر كاتها بأ خ رى كهربائ ية ٬ وعلى صعيد القيادة إن سنحت لك
الفرصة لتجربة إحداها فأول ما ستلاحظه هو هدوئها التام وانعدام الضجيج ٬
لكن الإختلاف الحقيقي يكمن تحت غطاء المحرك :
يحصل المحرك الكهربائي على الطاقة من وحدة تحكم .
تحصل وحدة التحكم على الطاقة من مجموعة من البطاريات القابلة
للشحن .
إن ألقيت نظرة على محرك يعمل بالبنزين تجد أنه بمكوناته المختلفة (أنابيب
العادم وخراطيم التبري د) يشبه نظام تصريف ٬ بينما يمكن تشب يه محرك
السيارة الكهربائية ب نظام توصي ل. من أجل أخذ فكرة عامة عن طريقة عملها
لنلق نظرة على أحد نماذجها :

jyhmpyw5hh0b.jpg


السيارة الظاهرة في الصورة كانت في الأساس تعمل بالبنزين وتم إدخال
العديد من التعديلات عليها وهي :
تم إزالة المحرك و أنبوبة العادم وخزان الوقود .
تم الإستغناء عن القابض الفاصل بينما تم الإبقاء على صندوق السرعات وشبكه مع ناقل حركة ثانٍ.

مشروع تعليم العلوم
 تثبيت

محرك كهربائي جنباً إلى جنب مع ناقل الحركة .
تم إضافة وحدة تحكم إلى ال محرك .
تركيب قاعدة ال بطارية في أسفل السيارة .
تركيب 50 بطارية 12 فولت بطاقة إجمالية مقدارها 300 فولت .
إضافة محركات كهربائية صغيرة إلى الأجزاء المساندة للمحرك كمضخة الماء و مساعد المقود ومكيف الهواء .
إضافة مضخة هواء إلى منظومة المكابح . تمت الإستعاضة عن ذراع ناقل الحركة بمفتاح للتحكم بالإتجاه ( الأمام
والخلف ).

ldma7cgzbmnx.jpg


ناقل حركة آلي يتضمن مفتاحاً يرسل الإشارات إلى وحدة التحكم إضافة سخان ماء كهربائي لتدفئة المن اخ داخل السيارة .
تركيب شاحن للبطاريات لإعادة تزويدها بالطاقة عند الحاجة ٬ وهو يأتي
بنوعين : قابس شاحن عادي بقوة 120 أو 240 فولت ٬ والنوع الثاني عبارة عن
بدالة لشحن التيار الكهرومغناطيسي.

3jdmkc70kidx.jpg


قابس نظام شحن بقوة 240 فولت و 110
استُبدل مقياس الوقود العادي بمقياس للفولطية .

pztf49apc5dr.jpg


مقياس الفولطية الذي يقيس الأمبير حالة شحن البطارية
وفيما عدا ذلك بقي كل شئ كما هو ٬ أما بالنسبة للقيادة يتم تشغيل
السيارة بوضع ال مفتاح في وضعية الإشعال والضغط على زر " تشغيل "
وتعشيق ناقل السرعة و ا لضغط على دواسة التسارع للإنطلاق . يعتبر أداؤه ا
مماثلاً لأداء السيارة العادية وتعبر عن ذلك الأرقام ا لتالية :
يبلغ معدل سرعتها نحو 50 ميلاً ( أو 80 كيلومتراً في الساعة ).
هذه السيارات قادرة على بلوغ سرعة 100 كم من الثبات في غضون 15
ثانية .
يلزم شحنها ب 12 كيلووات بعد رحلة طولها 50 ميلا .
تزن البطارية حوالي 500 كجم .
يبلغ العمر الإفتراضي للبطاريات ما ب ين ثلاثة إلى أربعة أعوام.

يك هذا المثال الذي يوضح معدل استهلاك السيارة الكهربائية مقارنة مع
السيارة العاملة بالوقود العادي : يبلغ سعر الكيلووات الواحد من الكهرباء في
ولاية كارولينا الشمالية 8 سنتات ( و 4 سنتات في ساعات المساء ) ٬ وهذا
يعني أن عملية الشحن الكا مل تكلف دولاراً واحداً فقط ( سنتان فقط في
الميل الواحد ) ٬ أما البنزين فيكلف دولار و 20 سنتاً للغالون الواحد الذي يكفي
لمسافة 30 ميل ٬ أي 4 سنتات للميل الواح د.
يظهر وبوضوح أن كلفة تزويد التيار الكهربائي ضئيلة أمام البنزين الذي يرتفع
سعره يوماً بعد يوم ٬ كما أن م عدل ال 50 ميلاً ليس ثابتاً على الدوام إذا ما
أخذنا في الإعتبار أن المسافة التي تقطعها السيارة الكهربائية داخل المدن
نادراً ما تزيد عن 30 أو 40 ميلاً في اليوم الواحد .
ومن الجدير ذكره أن كلفة استبدال البطارية تبلغ حوالي 2000 دولار علماً بأنها
الحلقة الأضعف في السيارة الكهربائية في الوقت الراهن ٬ فالبطارية الواحدة
تكفي لقطع ما يقارب من 20000 ميل وهذا هو سبب الإهتمام الشديد
بالمركبات العاملة بخلايا الوقود في الوقت الحالي لأنها أتت كحل لمشكلة
البطاريات .
وحدة التحكم
يتكون قلب السيارة الكهربائية من كل من :
المحرك
الكهربائي .
وحدة
التحكم بالمحرك .
البطاريات.

ugpk1xhk44g8.jpg


وحدة تحكم بسيطة متصلة بالبطارية والمحر ك ٬ إن ضغط السائق على دواسة التسارع ترسل وحدة
التحكم 96 فولت من الب طارية إلى المحر ك ٬ وإن رفع السائق قدمه عن الدواسة ينقطع التيار عن المحرك . تقوم وحدة التحكم بفصل ووصل التيار آلاف المرات في الثانية الواحدة لإحداث تيار معتدل 96 فولت ). 0
تعمل دواسة التسارع على تشغيل مقياس للجهد الكهربائي ( مقاومات
متغيرة ) لإرسال إشارات لوحدة التحكم تخبرها بمقدار الطاقة الواجب إرسالها ٬
وهي تتراوح بين صفر ( والسيارة واقف ة) إلى الطاقة الكاملة وما بينهما .
تخبر الإشارات الواردة من مقياس الجهد وحدة التحكم بمقدار الطاقة التي
تلزم المحرك ٬ و تتأكد وحدة التحكم من تساوي الإشارات الواردة من
المق ياسين حتى لا تتعطل المقاييس خلال التشغيل.

ابل غليظة (جهة اليسار ) تصل البطارية بوحدة التحك م ٬ وفي الوسط مفتاح تشغيل وإطفا ء ٬ وتنقل حزمة الأسلاك الصغيرة إلى الي مين الإشارات من الث يرمومترات الموجودة بين البطاريات والطاقة من المراوح التي تبرد البطاريات .
استيعاب وظيفة وحدة التحكم ليست بتلك الصعوبة ٬ لنفترض أن لدينا 12
بطارية قوة كل منها 12 فولت متصلة ببعضها على شكل سلسلة تولد 144
فولت ٬ تنقل وحدة التحكم في هذه الحالة 144 فولت إلى المحرك وبصورة
منتظمة .
نجد وحدة التحكم في معظم السيارات الكهربائية على شكل مفتاح وصل
وفصل متصل بدواسة التسارع ٬ وعند الضغط على هذه الأخيرة فإنها تضع
المفتاح في وضعية التشغيل ٬ ويؤدي تخفيف الضغط عن الدواسة إلى فصله ٬
ويجب الضغط على الدواسة بآلية مع ينة للحفاظ على معدل سرعة ثابت .
لكن تطبيق هذه الآلية قد يرهق كاهل السائق لذلك تقوم وحدة التحكم بكل
العمل ٬ فهو يقرأ وضعية الدواسة من مقياس الجهد وينظم الطاقة وفقاً لذلك .
لنقل أنك ضغطت على الدواسة حتى نصفها ٬ فما يحدث أن وحدة التحكم
تحلل الوضع من مقياس الجهد وتقوم بوصل الطاقة بسرعة لنصف الوقت ٬
ونفس الشئ يحدث إذا كان معدل الضغط على الدواسة بمقدار الربع (ترسل
وحدة التحكم 25 % من الطاقة إلى المحرك ).
تنقل معظم وحدات التحكم الطاقة 15 ألف مرة في الثانية حتى تظل تلك
العملية بمنأى عن نطاق الأذن البشرية لأن التيار المتذب ذب يتسبب في
اهتزاز المحرك ٬ وعندما يتذبذب التيار 15000 مرة في الثانية الواحدة يصبح
المحرك ووحدة التحكم " صامتين".

pycyi6s24ikg.jpg


تتصل
وحدة التحكم بالمحرك وتستخدم 6 مجموعات من ا لترانزستورات التي تتلقى 300 فولت
وتنتج 240 فول ت ٬ وتوفر وحدة التحكم إضافة إلى ذلك نظام شحن للبطاريات ومحولاً للطاقة
كما أن مهمة وحدة التحكم إحداث أمواج جيبية ثلاثية عن طريق ( في التيار
المتناو ب) ٬ وهي تقوم بذلك عن طريق تذبذب الفولطية الآتية من البطاريات ٬
بحيث يكون هنالك حاجة لعكس إستقطاب الفولطية 60 مرة في الثانية ٬ وبناء
عليه تظهر الحاجة لاستعمال 6 مجموعات من الترانزستورات في وحدة
التحكم بالتيار المتناوب . أما في التيار المباشر فإنك لست بحاجة إلى أكثر من
ترانزستور واحد لأنك بحاجة إلى مجموعة واحدة في التيار المتن اوب لدفع التيار
إلى التذبذب ومجموعة أخرى لعكس الإستقطاب ٬ وتتكرر هذه العملية ثلاث
مرات للم راحل الثلاث ( مع 6 مجموعات من الت ر انزستورات ) ٬ وتستخدم معظم
السيارات الكهربائية وحدات تحكم مأخوذة من الرافعات الكهربائية وهي ذات
قوة قد تصل إلى 50 ألف وات .
هل تعلم؟
أنه بالإضافة لتوفير نفقات استهلاك الوقود فإن هذه السيارات تحصل على
خصم ضريبي تشجيعي عند الشراء .
المحرك للسيارات الكهربائية نوعان من المحركات : نوع يعمل بالتيار المباشر وآخر
يعمل بالتيار المتناوب:

إن جُهزت السيارة بمحرك تيار مباشر فإنها بحاجة لتيار تتراوح قوته بين 96
و 192 فولت ٬ وهي بمجملها موجودة في محركات الرافعات الشوكية
الكهربائية .
أما محرك التيار المتناوب فهو يعمل على ثلاثة مراحل وبقوة 240 فولت
ومزود ببطارية 300 فولت .
تعد محركات التيار المباشر بصفة عامة أكثر بساطة وأقل تكلفة ٬ فالمحرك
الكهربائي المثالي تت راوح طاقته بين 20000 و 30000 وات ووحدة التحكم
النموذجية عاد ة ما تكون بين 40000 و 60000 وات ( مثال : تنقل وحدة التحكم
ذات 96 وات طاقة قصوى مقدارها 400 إلى 600 أمبير ) ٬ كما يملك محرك التيار
المباشر ميزة جيدة وهي القدرة على تسريع عمله لفترة وجيزة من الزمن ٬
أي أن مح رك ال 20000 وات قادر على استقبال 10000 وات وإنتاج 5 أضعاف
قدرته الحصانية المقدرة وإعطاء السيارة دفعة قوية عند الإنطلاق ٬ لكن عيبه
الوحيد هو ارتفاع درجة حرارة المحرك .
أما محرك التيار المتنا وب فهو يستعمل الكهرباء العادية ذات الثلاثة مراحل
والمخصصة للأغراض الصن اعية ٬ مما يجعل العثور على محركات ذات حجم أو
شكل أو قوة معينة أمراً سهلا ٬ ويتحول هذا المحرك عند الكبح إلى مولد يمنح
الطاقة الكهربائية للبطاريات .
هل تعلم؟
أن المركبات المزودة بمحرك ديزل أكثر كفاءة ب 25 % من محركات البنزين.

1.gif


coeur.gif


gamr15.com-3ad1b4e91b.gif
 
أعلى