با گسترش فناوری خودروهای برقی، یکی از دغدغه‌های اصلی مصرف‌کنندگان این خودروها، محدود بودن مسافت قابل پیمایش با یک‌بار شارژ یا همان “برد” خودرو بوده است. این مسئله به‌ویژه در مسافرت‌های طولانی یا مناطقی که ایستگاه‌های شارژ کمی دارند، بسیار جدی تلقی می‌شود. در این میان، فناوری نوآورانه‌ای به نام برد افزا (Range Extender) وارد میدان شد که توانست با ترکیب مزایای خودروهای الکتریکی و احتراقی، تحولی چشمگیر در صنعت خودرو سازی ایجاد کند. اما واقعاً معنای برد افزا در صنعت خودرو سازی چیست؟ در این مقاله، به بررسی دقیق این مفهوم و اهمیت آن در توسعه خودروهای آینده خواهیم پرداخت.
تا انتهای این مطلب با اکستریم مگ همراه باشید.
مفهوم برد افزا چیست؟
برد افزا به معنای افزایش دامنه‌ی پیمایش خودروهای برقی فراتر از میزان محدود باتری آن‌هاست. در حقیقت، برد افزا تکنولوژی‌ای است که اجازه می‌دهد خودروی برقی، حتی در شرایط کاهش شدید شارژ باتری، همچنان به حرکت ادامه دهد. این فناوری که با عنوان EREV (خودروی الکتریکی با برد افزوده – Extended Range Electric Vehicle) نیز شناخته می‌شود، با بهره‌گیری از یک موتور احتراقی به عنوان ژنراتور برق، توان الکتریکی مورد نیاز خودرو را در شرایط ضروری تأمین می‌کند.
بر خلاف خودروهای هیبریدی معمولی که در آن‌ها موتور احتراقی می‌تواند مستقیماً چرخ‌ها را به حرکت درآورد، در خودروهای برد افزا در صنعت خودرو سازی، موتور احتراقی تنها نقش تولیدکننده برق را دارد. این ساختار سبب می‌شود که تجربه رانندگی همانند یک خودروی تمام‌برقی باشد.
فناوری EREV چگونه کار می‌کند؟
در سیستم‌های برد افزا، خودرو دارای سه جزء اصلی است:
- باتری لیتیوم یونی: منبع اولیه نیروی الکتریکی.
- موتور الکتریکی اصلی: پیشران خودرو.
- موتور احتراقی کوچک: تولیدکننده برق در مواقع ضروری.
در شرایطی که شارژ باتری کاهش یابد یا در مسافرت‌های طولانی به انرژی بیشتر نیاز باشد، موتور احتراقی فعال شده و مانند یک ژنراتور عمل می‌کند. این موتور بنزینی یا دیزلی، انرژی فسیلی را به برق تبدیل کرده و مستقیماً به باتری یا موتور الکتریکی ارسال می‌کند.
بنابراین، در خودروی برد افزا در صنعت خودرو سازی، هیچ‌گاه نیروی محرکه به‌طور مستقیم از موتور احتراقی تأمین نمی‌شود، بلکه همیشه از موتور الکتریکی می‌آید. همین موضوع باعث می‌شود که راننده یک تجربه‌ی رانندگی الکتریکی واقعی را تجربه کند.
اجزای اصلی خودروهای برد افزا
برای درک بهتر عملکرد برد افزا در صنعت خودرو سازی، بهتر است نگاهی به اجزای این خودروها بیندازیم:
باتری: معمولاً بین ۱۰ تا ۳۰ کیلووات ساعت ظرفیت دارد و منبع اصلی انرژی در حالت تمام‌برقی است.
موتور الکتریکی: نیروی لازم برای حرکت چرخ‌ها را فراهم می‌کند.
ژنراتور احتراقی: انرژی فسیلی را به برق تبدیل کرده و به باتری یا موتور ارسال می‌کند.
واحد مدیریت انرژی (EMS): تشخیص می‌دهد که در هر لحظه، چه منبعی برای تأمین انرژی استفاده شود.
سیستم کنترل شارژ: برای بهینه‌سازی مصرف انرژی و افزایش عمر باتری.
برخی خودروهای چینی EREV حتی توانسته‌اند برد افزا را تا بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر افزایش دهند و هدف بعدی آن‌ها رسیدن به بردی در حدود ۲۰۰۰ کیلومتر است.
مزایای خودروهای برد افزا
رفع محدودیت برد: مهم‌ترین مزیت فناوری برد افزا، رفع دغدغه کاربران درباره پیمایش خودروهای برقی است.
تجربه رانندگی الکتریکی: چون نیروی محرکه همیشه از موتور الکتریکی تأمین می‌شود، تجربه رانندگی نرم و بی‌صداست.
کاهش مصرف سوخت و آلودگی: در مسیرهای شهری و کوتاه، خودرو در حالت تمام‌برقی عمل می‌کند و مصرف سوخت بسیار پایین است.
شارژ در حال حرکت: با کمک ژنراتور، خودرو می‌تواند در طول مسیر بدون توقف شارژ شود.
عدم وابستگی شدید به زیرساخت‌های شارژ: با وجود برد افزا در صنعت خودروسازی، حتی در مناطق بدون ایستگاه شارژ نیز امکان ادامه مسیر وجود دارد.
برای اطلاعات بیشتر: می‌توانید مقاله منظور از WLTP در صنعت خودروسازی چیست؟ را نیز بخوانید.
معایب خودروهای برد افزا
در کنار مزایا، این نوع خودروها با چالش‌هایی نیز روبه‌رو هستند:
وزن بالا: وجود دو سیستم قدرتی (الکتریکی و احتراقی) باعث افزایش وزن خودرو می‌شود.
هزینه بیشتر: به دلیل فناوری پیچیده‌تر و باتری‌های بزرگ‌تر، قیمت تمام‌شده خودروهای برد افزا بالاتر است.
نگهداری و تعمیرات: سیستم‌های ترکیبی نیازمند دانش فنی بالاتر برای تعمیر هستند.
آینده برد افزا در صنعت خودرو سازی
با پیشرفت فناوری باتری و گرایش جهانی به سمت خودروهای الکتریکی، فناوری برد افزا در صنعت خودرو سازی می‌تواند نقش مهمی در انتقال از خودروهای فسیلی به خودروهای پاک ایفا کند. یکی از چشم‌اندازهای جذاب برای آینده، جایگزینی موتورهای احتراقی با سلول‌های سوختی هیدروژنی در خودروهای برد افزا است. این تغییر می‌تواند به حذف کامل سوخت‌های فسیلی از خودروهای EREV منجر شود.
علاوه بر این، افزایش چگالی انرژی باتری‌ها، کاهش هزینه تولید، و توسعه زیرساخت‌های شارژ باعث خواهد شد که خودروهای برد افزا در بازار جهانی رقابتی‌تر شوند. چین در حال حاضر پیشتاز توسعه این فناوری است، اما شرکت‌های اروپایی و آمریکایی نیز در حال ورود به این حوزه هستند.
نتیجه‌گیری
در نهایت، می‌توان گفت که برد افزا در صنعت خودروسازی به عنوان یک راه‌حل هوشمندانه و کارآمد برای رفع مشکل برد محدود خودروهای برقی، توانسته تحول بزرگی در این حوزه ایجاد کند. با ترکیب مزایای خودروهای الکتریکی با قابلیت تولید برق در شرایط اضطراری، این فناوری تجربه‌ای متفاوت و پیشرفته را برای کاربران فراهم می‌آورد.
