הרכבים החשמליים זוכים לאהדה רבה בקרב רוכשי המכוניות בעת זו. בהחלט ניתן מדוע רכבים אלה פופולריים כל כך, שכן הם מספקים אפשרות ירוקה וקלה לתחזוקה, הרבה יותר מהמכוניות הפועלות באמצעות מנוע דיזל או בנזין. במאמר זה נחקור כיצד פועל המנוע החשמלי של רכבים אלה ונבין את המכניקה העומדת מאחוריו. כמו כן, נבין את חשיבותן של עמדות טעינה המספקות תמיכה ליכולת ההנעה החשמלית.
המנוע החשמלי – הלב של הרכב
ההנעה של הרכבים החשמליים נעשית באמצעות מנוע חשמלי, המשרת כמקור הכוח המרכזי. מנוע זה פועל באמצעות סוללה הממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית, המניעה בתורה את גלגלי הרכב. המנוע החשמלי פועל על העקרונות של אלקטרומגנטיזם, באמצעות השימוש בשדות מגנטים ליצירת תנועה סיבובית.
המרכיבים המרכזיים של המנוע החשמלי
המנוע החשמלי מורכב מארבע מרכיבים עיקריים האמונים על פעולתו. ראשית, ישנו הגלגל המכוון, חלק נייח המכיל בתוכו קפיצי מתכת. כאשר הזרם החשמלי עובר בקפיצים הללו נוצר שדה מגנטי בתוך המנוע.
חלק נוסף הוא הרוטור, חלק נע במנוע. חלק זה מורכב לרוב ממגנטים או אלקטרומגנטים. כאשר עובר הזרם החשמלי מהסוללה לקפיצים הנמצאים בגלגל המכוון, הוא יוצר תגובה מגנטית הגורמת לרוטור לנוע.
החלק השלישי הוא הבקר, הידוע גם כבקר המנוע. חלק זה מנהל את הזרימה של הזרם החשמלי אל המנוע. הוא שולט במהירות ובמומנט הסיבובים עליהם מתבססת הפעולה של המנוע, לפי פעולותיו של הנהג. הבקר מקבל מידע ממספר חיישנים כדי לאפשר ביצועים ברמה גבוהה ופעילות יעילה.
לבסוף, ישנה כמובן הסוללה המשמשת כמקור האנרגיה המרכזי להנעת הרכב. הסוללה מאחסנת אנרגיה חשמלית שאותה היא מספקת למנוע לפי הצורך. ברכבים חשמליים מודרניים לרוב הסוללה תהיה מבוססת ליתיום. חומר זה מציע צפיפות אנרגיה גבוהה יותר וטווחי נסיעה ארוכים יותר.
כיצד פועל המנוע?
כדי להעמיק עוד יותר באופן הפעולה של המנוע החשמלי נסביר מספר עקרונות פעולה חשובים. הסוללה של הרכב מספקת למנוע אנרגיה חשמלית בזרם ישר המומר לאנרגיה מכנית. לעומת זאת המנוע עצמו פועל על זרם חילופין. כדי לגשר על הפער הזרם עובר דרך ממיר, המאפשר המרה של הזרם הישר לזרם חילופין.
כדי לספק תנועה סיבובית, המנוע החשמלי נשען על תהליך הנקרא החלפה. תהליך זה הוא בעצם החלפה של כיוון הזרם החשמלי בתוך הקפיצים בקצב קבוע. ההחלפה נעשית באמצעות שלל מרכיבים אלקטרוניים כמו הטרנזיסטור.
עוד מנגנון פעולה מעניין של הרכב החשמלי הוא בלימה רגנטיבית. כאשר הנהג לוחץ על הבלם פעילות המנוע מתהפכת. כך, במקום שתתבצע צריכה של כוח מתבצעת המרה של כוח הבלימה לאנרגיה קינטית המסייעת באספקת אנרגיה לאוטו. האנרגיה הקינטית למעשה מוחזרת אל הסוללה, דבר אשר מסייע בטעינה מחודשת של הרכב להבטחת יעילות מוגברת.
תשתיות הטענה
לעמדות טעינה יש תפקיד מפתח בתמיכה בהנעה של הרכבים החשמליים. עמדות טעינה לרכב חשמלי מספקות את האפשרות להטעין מחדש את הסוללה של האוטו, כדי להבטיח שיהיה לה די כוח לספק אנרגיה להנעת המכונית. הינה מספר נדבכים חשובים הקשורים באופן הפעולה של תחנות אלה.
ישנם מספר סוגים של תחנות טעינה לרכב חשמלי המאפשרות קצב טעינה שונה. ישנן עמדות מהירות שאותן ניתן למצוא לרוב בדרכים, וישנן עמדות רגילות שאותן ניתן למצוא לרוב בחניות של בתים פרטיים או בניינים משותפים. כיום, ניתן למצוא עמדות מהירות גם בתחנות דלק, כך שבמקרה שסוללת הרכב חלשה בעודכם נמצאים הרחק מהבית, תוכלו למצוא בקלות עמדה שתבטיח לכם את אפשרות המשך הנסיעה.
