وسنتحدث في هذه المقالة عن السيارات الكهربائية بالكامل التي لا تحتوي على محرك احتراق داخلي، ولن نتناول في حديثنا السيارات الكهربائية الهجينة التي تجمع بين ماتور كهربائي ومحرك احتراق داخلي، حيث تطرقنا للسيارات الهجينة في تقرير سابق بعنوان ما هي أنواع سيارات هايبرد ؟ وما هي مميزاتها وعيوبها؟

دليل شامل حول السيارات الكهربائية

ما هي السيارات الكهربائية؟

السيارات الكهربائية هي التي تعمل بواسطة ماتور كهربائي بالكامل بدلا من محركات الاحتراق الداخلي وتستمد السيارة الكهربائية طاقتها من بطارية يتم شحنها بشواحن كهربائية خاصة يتم تركيبها في محطات شحن السيارات الكهربائية تشبه محطات الوقود بالإضافة إلى الشواحن المنازلية التي تأخذ الكهرباء من شبكة الكهرباء الواصلة إلى المنزل.

تاريخ السيارات الكهربائية

أول سيارة كهربائية

ينسب إلى المخترع الإسكتلندي روبرت أندرسون اختراع أول عربة كهربائية في الفترة ما بين عامي 1832 و1839، وكانت تعتبر بمثابة محطة هامة في تاريخ السيارات الكهربائية، وقد ساهمت في تقدم تكنولوجيا السيارات الكهربائية في السنوات والعقود التالية.

آلية عمل السيارات الكهربائية

تعمل السيارة الكهربائية بالكامل على بطاريات كهربائية لتخزين الطاقة وتشغيل الماتور الكهربائي الذي يدير العجلات وباقي أجهزة السيارة.

آلية عمل السيارات الكهربائية بالكامل تعتمد على تحويل الطاقة الكهربائية المخزنة في بطارية السيارة إلى طاقة حركية لدفع العجلات. إليك شرحا مفصلا لآلية عملها:

• الشحن: يتم شحن بطارية السيارة الكهربائية من خلال مصادر طاقة كهربائية خارجية، مثل محطات الشحن المنزلية أو العامة.
• تخزين الطاقة: تخزن بطارية السيارة الكهربائية الطاقة الكهربائية في خلايا البطارية، والتي تتكون عادة من خلايا ليثيوم أيون عالية الكثافة.
• تحويل الطاقة: عند الحاجة إلى تشغيل السيارة، يتم تحويل الطاقة الكهربائية من بطارية السيارة إلى طاقة حركية عبر محول كهربائي.
• تشغيل المحرك الكهربائي: يستقبل المحرك الكهربائي الطاقة الكهربائية ويحولها إلى حركة دورانية لتدفع العجلات وتوليد الحركة للسيارة.
• التحكم الإلكتروني: يتم التحكم في توزيع الطاقة وتنظيم سرعة المحرك الكهربائي عبر نظام إلكتروني معقد يشمل متحكمات إلكترونية متقدمة.
• الفرامل الكهربائية: يتم استخدام نظام الفرامل الكهربائية لتوليد طاقة كهربائية عند الفرملة، حيث يتم استرجاع الطاقة الحركية للسيارة وتخزينها مؤقتا في بطارية السيارة لاستخدامها في وقت لاحق.
• إدارة البطارية: يتم التحكم في شحن وتفريغ بطارية السيارة وإدارتها بواسطة نظام إلكتروني متطور يضمن استخدام الطاقة بكفاءة وتحسين عمر البطارية.

تعتمد السيارات الكهربائية بالكامل على محرك كهربائي وبطارية لتوليد الحركة ودفع العجلات، مما يساهم في تحقيق أداء ممتاز وصفر انبعاثات عوادم مباشرة، وبالتالي تحسين البيئة وتقليل التلوث.

 خصائص السيارات الكهربائية

 خصائص الأداء للسيارات الكهربائية تعتمد على العديد من العوامل، بما في ذلك التصميم، والبطارية، والمحرك الكهربائي، ونظام القيادة، إليك بعض الخصائص الرئيسية لأداء السيارات الكهربائية:

• تسارع سريع: تعتبر السيارات الكهربائية معروفة بتقديم تسارع فائق، حيث يتميز المحرك الكهربائي بتوفير عزم دوران فوري، مما يسمح بتسارع سريع واستجابة فورية لدواسة الوقود.
• توازن الوزن: يكون معظم السيارات الكهربائية لها توزيع متوازن للوزن نظرا لتوضع بطارية السيارة تحت الأرض، مما يساهم في تحسين توازن السيارة وتجربة القيادة.
• ثبات وتحكم: يتميز النظام الكهربائي بتوفير ثبات وتحكم ممتازين، حيث يمكن ضبط توزيع الطاقة والعزم بشكل دقيق لضمان ثبات السيارة على الطرق المختلفة.
• سرعة قصوى: على الرغم من أن السرعة القصوى للسيارات الكهربائية قد تكون محدودة بعض الشيء مقارنة بالسيارات التقليدية، إلا أن العديد من السيارات الكهربائية الحديثة تقدم سرعات قصوى تفوق توقعات الكثيرين.
• صمت في التشغيل: يعتبر الصمت والهدوء في التشغيل أحد خصائص الأداء المميزة للسيارات الكهربائية، حيث يقلل من الضوضاء داخل وخارج السيارة ويوفر تجربة قيادة هادئة ومريحة.
• تحكم إلكتروني متقدم: يتمتع النظام الكهربائي بتقنيات إلكترونية متقدمة للتحكم في أداء السيارة، مما يسهل ضبط مختلف المعلمات مثل توزيع الطاقة ونسبة الفرملة وغيرها لتحقيق أداء مثالي في مختلف الظروف.

ميزات السيارات الكهربائية

ميزات السيارات الكهربائية تشمل مجموعة من العوامل التي تجعلها جذابة للكثيرين وهذه بعضها:

• صديقة للبيئة: تعتبر السيارات الكهربائية خيارا صديقا للبيئة نظرا لعدم إنبعاث العوادم الضارة أثناء التشغيل، مما يساهم في تقليل التلوث البيئي وحماية الهواء والبيئة.
• توفير تكاليف التشغيل: تعتبر السيارات الكهربائية أكثر كفاءة من حيث استهلاك الوقود، مما يقلل من تكاليف التشغيل على المدى الطويل ويسهم في توفير المال للمستخدمين.
• أداء فائق: توفر السيارات الكهربائية تجربة قيادة فريدة وممتعة، حيث تتميز بتسارع سريع واستجابة فورية، وتوفر قوة دفع قوية وسلسة.
• صمت في التشغيل: تعمل السيارات الكهربائية بشكل هادئ نسبيا مقارنة بالسيارات التقليدية، مما يوفر تجربة قيادة هادئة ومريحة داخل السيارة.
• صيانة أقل: نظرا لبساطة تصميم السيارات الكهربائية وعدم وجود محركات داخلية معقدة مثل المحركات الاحتراقية، فإنها تتطلب صيانة أقل وتكاليف صيانة أقل بشكل عام.
• تكنولوجيا متقدمة: توفر السيارات الكهربائية تقنيات متقدمة في السلامة والأمان والترفيه، بما في ذلك أنظمة مساعدة للسائق وشاشات تعمل باللمس ونظام ملاحة وميزات اتصال بالهواتف الذكية.
• توفير الطاقة المتجددة: يمكن شحن بطاريات السيارات الكهربائية باستخدام الطاقة النظيفة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح، مما يسهم في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري وتقليل الانبعاثات الضارة.

تجمع السيارات الكهربائية بين الأداء المتفوق والبيئة النظيفة وتوفير التكاليف والتقنيات المتقدمة، مما يجعلها خيارا مغريا للعديد من المستهلكين.

 عيوب السيارات الكهربائية

على الرغم من المزايا العديدة التي تقدمها السيارات الكهربائية، إلا أنها تشتمل أيضا على بعض العيوب والتحديات، ومن هذه العيوب:

• مدى السفر المحدود: تعتبر مشكلة مدى السفر المحدودة أحد أكبر التحديات التي تواجه السيارات الكهربائية، حيث يتمتع العديد من السيارات الكهربائية بمدى أقل مقارنة بالسيارات التقليدية التي تعتمد على الوقود الأحفوري، وهذا يمكن أن يؤثر على قدرة السائق على السفر لمسافات طويلة دون الحاجة إلى إعادة شحن البطارية.
• وقت الشحن الطويل: قد يتطلب شحن بطارية السيارة الكهربائية وقتا طويلا، خاصة عند استخدام شواحن البطارية التقليدية، ويمكن أن يصل وقت الشحن إلى ساعات عدة، وهذا قد يكون مصدر إزعاج للبعض.
• توفر شبكة الشحن الضعيفة: قد تواجه السائقين تحديات في العثور على محطات الشحن الكافية، خاصة في المناطق النائية أو خارج المدن الكبيرة، وقلة شبكة الشحن يمكن أن تزيد من القلق بشأن مدى السفر وتقليل المرونة.
• تكلفة الشراء العالية: عادة ما تكون تكلفة شراء السيارات الكهربائية أعلى من السيارات التقليدية التي تعتمد على الوقود الأحفوري، وذلك بسبب تكلفة البطارية والتقنيات الجديدة المستخدمة في هذه السيارات.
• تأثير البيئة الإنتاجي: يتطلب إنتاج بطاريات السيارات الكهربائية استخراج وتصنيع مواد نادرة وقد تتسبب في تأثير بيئي سلبي في بعض الحالات.
• قلة الخيارات: على الرغم من زيادة توفر السيارات الكهربائية، إلا أن الخيارات المتاحة قد لا تكون متنوعة بما يكفي لتلبية احتياجات جميع المستهلكين بالنسبة لأنواع السيارات ومواصفاتها.

مع تقدم التكنولوجيا وتطور صناعة السيارات، من المتوقع أن تتغلب السيارات الكهربائية على بعض هذه التحديات مع مرور الوقت.

 شحن السيارات الكهربائية

تتم عملية شحن السيارات الكهربائية بمحطات أو أجهزة الشحن الكهربائية المخصصة لهذا الغرض، وإليك نظرة عامة على عملية شحن السيارات الكهربائية:

• انواع محطات الشحن: الشواحن المنزلية: تستخدم في المنازل لشحن السيارات الكهربائية خلال الليل أو عندما تكون السيارة متوقفة لفترة طويلة.
• محطات الشحن العامة: توفر في الأماكن العامة مثل المواقف العامة ومحطات الوقود الكهربائية والفنادق والمطاعم، وتتيح شحن السيارة خلال فترات الانتظار القصيرة.
• عملية الشحن: يتم توصيل السيارة بمحطة الشحن وتفعيل عملية الشحن، سواء كانت الشاحنة منزلية أو عامة، ويمكن ضبط بعض السيارات لبدء وتوقف عملية الشحن تلقائيا في أوقات معينة، مما يتيح الشحن خلال ساعات الليل أو الأوقات التي تتوافر فيها أسعار الكهرباء المنخفضة.
• مدة الشحن: تتراوح مدة الشحن باختلاف نوع البطارية وسعتها ونوع محطة الشحن، ويمكن أن تستغرق عملية الشحن من عدة ساعات إلى عدة دقائق باختلاف تقنية الشحن المستخدمة وقدرتها.
• الراحة والمرونة: توفر بعض السيارات الكهربائية خاصية الاتصال بتطبيقات الهواتف الذكية للتحكم في عملية الشحن ومراقبة حالة البطارية عن بعد، ويمكن للسائقين الاعتماد على شبكات الشحن المتاحة للتخطيط لرحلاتهم وضمان توافر الشحن في الأماكن المناسبة.

 بطارية السيارات الكهربائية

بطارية السيارة الكهربائية هي المكون الأساسي الذي يوفر الطاقة اللازمة لتشغيل المحرك الكهربائي وأنظمة السيارة الأخرى، وسنستعرض بعض المعلومات حول بطاريات السيارات الكهربائية:

• نوعية البطارية: تعتمد معظم السيارات الكهربائية على بطاريات ليثيوم أيون نظرا لقدرتها العالية على تخزين الطاقة بكفاءة وتوفير الأداء الجيد، وتمتاز بطاريات ليثيوم أيون بوزنها الخفيف وحجمها الصغير مقارنة بقدرتها العالية على تخزين الطاقة.
• سعة البطارية: تختلف سعة بطاريات السيارات الكهربائية اعتمادا على الموديل والشركة المصنعة، وتتراوح من بضع عشرات إلى مئات الكيلووات-ساعة (kWh)، وكلما زادت سعة البطارية، زاد مدى السيارة وقدرتها على القيام برحلات طويلة بين كل عملية شحن.
• عمر البطارية: يعتبر عمر بطارية السيارة الكهربائية عاملا مهما يجب مراعاته عند شراء السيارة، ويتأثر عمر البطارية بعوامل مثل درجة الحرارة وطريقة الاستخدام وظروف الشحن، وقد يتطلب استبدال البطارية بعد فترة من الاستخدام.
• أداء البطارية: يؤثر أداء البطارية على أداء السيارة بشكل عام، بما في ذلك القدرة على التسارع والسرعة القصوى والقدرة على القيادة في ظروف مختلفة، ومن المهم الحفاظ على بطارية السيارة بحالة جيدة من خلال الصيانة الدورية واتباع التعليمات الصادرة من الشركة المصنعة.
• الشحن والصيانة: يمكن شحن بطارية السيارة الكهربائية باستخدام محطات الشحن المنزلية أو العامة، ويجب على أصحاب السيارات الكهربائية القيام بصيانة دورية لبطارية السيارة ومراقبة حالتها للتأكد من أنها تعمل بكفاءة وأمان.

 التحديات التي تواجه السيارات الكهربائية

السيارات الكهربائية تواجه عدة تحديات تقنية وتشغيلية وبنية تحتية، ومن أبرزها:

• مدى السير ووقت الشحن: رغم تقدم تقنيات البطاريات الآن وارتفاع مدى السير للسيارات الكهربائية ولكن طوال السنوات الماضية كانت الفكرة المسيطرة عن السيارات الكهربائية هي مشكلة المدى القليل بالشحنة الواحدة، لأن عملية الشحن تستغرق وقتا أطول من ملء خزان الوقود.
• بنية التحتية للشحن: توفير شبكة شحن كافية ومواقع شحن مريحة وفعالة لا يزال تحديا في العديد من المناطق، مما يمكن أن يؤثر على راحة المستخدمين ويقيد استخدام السيارات الكهربائية.
• تكلفة البطاريات: تعتبر بطاريات السيارات الكهربائية من أغلى مكوناتها، وهذا ينعكس على سعر السيارة الكهربائية ويجعلها أكثر تكلفة مقارنة بالسيارات التقليدية.
• وزن البطاريات وأثرها على الأداء: البطاريات الكهربائية غالبا ما تكون أثقل من البنزين، مما يؤثر على وزن السيارة ويمكن أن يؤثر على أدائها بشكل عام.
• تحديات البنية التحتية الكهربائية: تحتاج السيارات الكهربائية إلى بنية تحتية متطورة للشحن والصيانة، وهذا يتطلب استثمارات كبيرة في بنية الشبكة الكهربائية ومحطات الشحن.
• التحديات البيئية: على الرغم من أن السيارات الكهربائية تعتبر نظيفة من الناحية البيئية أثناء التشغيل، إلا أن عملية التخلص من نفايات السيارات الكهربائية وخاصة البطاريات تترك تأثيرات بيئية سلبية في معظم الحالات.

هذه بعض التحديات التي تواجه السيارات الكهربائية، ومع تطور التكنولوجيا وتوسع بنية التحتية، من المتوقع أن تتجاوز الصناعة هذه التحديات تدريجيا.

 أشهر السيارات الكهربائية

دخلت معظم شركات السيارات إلى قطاع السيارات الكهربائية بطرازات كهربائية بالكامل إلى جانب طرازاتها الهجينة وتلك التي تعمل بمحركات احتراق داخلي ونذكر منها مرسيدس EQE وEQS وEQA وEQB وبي ام دبليو iX1 xDrive30 وi7 xDrive60 وiX وiX3 وتطول قائمة الشركات والطرازات التي أصبحت تصنع السيارات الكهربائية من مختلف الجنسيات.

ولكن تسلا الأمريكية تعتبر من أشهر الشركات الكهربائية بعدما حققت نجاحا كبيرا، وتتميز بأدائها الرائع ومدى السير الطويل والتكنولوجيا المتقدمة، ومن أبرز طرازات تسلا وأحدثها تسلا سايبرتراك وموديل واي وموديل اكس وموديل 3 وموديل اس.

ورغم قوة تسلا واستحواذها على حصة الأسد في قطاع السيارات الكهربائية لفترة طويلة، ولكن نمو الشركات الصينية وعلى رأسها المنافسة الشرسة شركة بي واي دي الصينية التي تمكنت من إزحة تسلا عن عرش أعلى مبيعات السيارات الكهربائية في العالم خلال الربع الأخير من العام 2023 وما زالت الحرب مشتعلة بينهما.

حيث شهدت شركات المصنعة للسيارات الكهربائية الصينية وأبرزها بي واي دي الصينية نموا هائلا في صناعة السيارات الكهربائية وأصبحت منافسا قويا لتسلا ولعدة شركات أخرى في هذا القطاع. واستطاعت بي واي دي تقديم مجموعة متنوعة من السيارات الكهربائية بأداء ممتاز وتقنيات متطورة بأسعار تنافسية.

التزام الصين بالابتكار في مجال السيارات الكهربائية ودعم الحكومة لهذا القطاع من خلال تشجيع الابتكار وتطوير البنية التحتية للشحن وتقديم الحوافز المالية للمستهلكين كان له دور كبير في نمو شركات السيارات الكهربائية الصينية، بما في ذلك بي واي دي.

ومع استمرار تقدم التكنولوجيا وتطور السوق، من المتوقع أن تستمر شركات السيارات الكهربائية الصينية في تعزيز تواجدها ومنافستها في السوق الصيني الذي يعد أكبر أسواق السيارات الكهربائية في العالم بالإضافة إلى الأسواق الكبرى الأخرى مثل الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا وباقي دول العالم.

 وانتهجت الصين دعم شركات السيارات الصينية وأبرزها بي واي دي لتنافس على مستوى العالم، حيث تولي الحكومة الصينية اهتماما كبيرا لدعم وتمويل شركات السيارات الصينية من أجل تحقيق التنافسية العالمية وتوسيع نطاق توزيع منتجاتها الكهربائية عبر العالم.

وكانت بي واي دي من أبرز شركات السيارات الصينية التي حققت نجاحا كبيرا وتلقت دعما كبيرا من الحكومة الصينية وقد تأسست بي واي دي في عام 1995 على يد الكيميائي الصيني وانغ تشوانفو، وأصبحت واحدة من أكبر الشركات المصنعة للمركبات الكهربائية في العالم.

وتعتمد شركة بي واي دي على تكنولوجيا متطورة وابتكاراتها في مجال السيارات الكهربائية، ما جعلها تنافس بقوة مع الشركات العالمية الرائدة مثل تسلا ونيوتا وشركات أخرى.

تتبنى الحكومة الصينية سياسة داعمة لصناعة السيارات الكهربائية، من خلال تقديم الحوافز المالية والضريبية، وتخصيص التمويل والدعم اللوجستي لتطوير البنية التحتية للشحن والبطاريات، وتشجيع الابتكار والبحث والتطوير في هذا القطاع.

بالإضافة إلى بي واي دي، هناك العديد من الشركات الصينية الأخرى التي استفادت من دعم الحكومة وتسعى للتوسع عالميا، مثل جيلى وغيرها.

من المتوقع أن تستمر شركات السيارات الصينية في النمو والتوسع في السوق العالمية، وأن تكون لها دور مهم في تحقيق التحول نحو السيارات الكهربائية والمستدامة في العالم.

يجب أن نرى هذا الدعم والتمويل الكبير من الحكومة الصينية كخطوة إيجابية في دفع الابتكار والتنمية الاقتصادية والبيئية على المستوى العالمي، وقد تكون السيارات الكهربائية الصينية الرائدة قادرة على تحقيق ذلك.