دراجة نارية كهربائية كيف تعمل؟
محتوى
زيادة الأداء والعمل على طاقة البطارية ، وأحيانًا يكون هناك مشكلة في الشحن
لا يوجد دعم من الوكالات الحكومية للترويج لهذه الوسيلة "الخضراء" من النقل
في قطاع السيارات ، تجاوزت حصة السيارات الكهربائية علامة 1 ٪ في السوق الفرنسية في نهاية عام 2015: لا تزال مكانة متخصصة ، ولكنها مكانة صغيرة ، والتي بدأت ترسو في الإقليم ، وذلك بفضل مشاركة الرائد. لاعبين في صناعة السيارات (رينو-نيسان ، بي إم دبليو ، مرسيدس ، كيا ، فولكس فاجن ، PSA ، سيات) ونشاط الوافدين الجدد تضاعف السوق أربع مرات على مدى السنوات الخمس المقبلة.
والدراجات النارية في كل هذا؟ في عام 2019 وحده ، تجاوزت السيارات الكهربائية 1٪ من سوق المركبات ذات العجلتين (1,3٪ في فرنسا عام 2020). نحن لم نصل إلى المستوى المناسب بعد ، فقط على مستوى كروكيه الكلب في قاع الوعاء. هذا على الرغم من المشاركة المتزايدة لراكبي الدراجات النارية الكبار (BMW و KTM و Harley-Davidson و Polaris) ونشاط الوافدين الجدد (Zero Motorcycle و Energica و Lightning ...). تأتي الديناميكية اليوم بشكل أساسي من الدراجات البخارية ، بما في ذلك العلامات التجارية التاريخية مثل Vespa مع Elettrica. نحن هنا نتحدث أكثر عن العلامات التجارية غير المعروفة منذ بضع سنوات مثل Cake و Niu و Super Socco و Xiaomi.
أخبرنا برونو مولر ، مديرها في فرنسا ، في معرض باريس للسيارات الأخير ، أنه في فرنسا ، بعد ما يقرب من 10 سنوات من إنشائها في عام 2006 ، ما زالت Zero Motorcycles تبيع 50 سيارة فقط في العام. كانت BMW آنذاك هي الوحيدة التي تمتلك سكوتر C Evolution الخاص بها ، وتبيع ما يقرب من 500 وحدة سنويًا ، وهو ما يتجاوز بكثير توقعات وتوقعات الشركة المصنعة البافارية والاستبعاد الفرنسي.
منذ ذلك الحين ، لم يعد هناك أسبوع بدون رؤية مفهوم جديد للدراجات النارية الكهربائية ، وشهر بدون نماذج جديدة للدراجات النارية الكهربائية.
كان عالم الدراجات النارية تقليديًا أكثر تحفظًا من عالم السيارات ، كما أنه لا يتمتع بنفس الحوافز الضريبية التي تسمح لأصدقائنا في الدفع الرباعي بالقيادة في صمت ، بدعم من أقرانهم (تذكر أن شراء سيارة كهربائية يتيح لك الاستفادة من المكافأة البالغة 6300 يورو ، زادت إلى 10 يورو إذا تخلصت من القديم ، ومع ذلك ، تقول "المساواة" على خلفية جميع قاعات المدينة لدينا ، ولكن مهلا ... يجب أن تتطور العقلية لتدمج عقبات حقيقية أو متصورة ، من بينها الاستقلالية الحقيقية وأجهزة الشحن ليست أقل من ذلك ، حتى لو تحسنت من سنة إلى أخرى.
ثم هناك مسألة السعر: لا تزال الدراجة البخارية الكهربائية باهظة الثمن. يبدأ نطاق Zero ، الذي انخفضت أسعاره منذ ذلك الحين ، من 10،220 يورو ويصل إلى 17،990 يورو (أو حتى بضعة آلاف أخرى مع خيارات الشحن السريع) ، بينما يظهر سكوتر BMW من 15،400 يورو و Energica أكثر من 30،000 يورو مثل a هارلي ليف واير. وبالتالي ، فإن تذكرة الدخول مرتفعة ، حتى لو تم تخفيض تكاليف المستخدمين بشكل كبير في وقت لاحق. تدعي Zero Motorcycles أن تكلفة "الوقود" تبلغ حوالي 1 يورو لكل 100 كيلومتر والدراجات النارية التي تتطلب الحد الأدنى من الصيانة إلى حد ما. آه ، فجأة يصبح الأمر أكثر إثارة للاهتمام.
لكن بالمناسبة ، كيف تعمل دراجة نارية كهربائية؟
محرك
يتطلب فهم كيفية عمل المحرك الكهربائي بعض المفاهيم الفيزيائية الأساسية. هل تعلمون جميعًا أنه اعتمادًا على قطبيتها ، يمكن للمغناطيس أن يجذب أو يتنافر؟ حسنًا ، إذا كنت تعرف ذلك ، فأنت مسلح لفهم كيفية عمل المحرك الكهربائي: في الأساس ، ضع جزأين مغناطيسيين وجهاً لوجه ، وأقطابهما في اتجاهين متعاكسين: الجزء الثابت من المحرك يسمى الجزء الثابت. عندما يمر تيار من خلاله ، فإنه يجذب القطبية المعاكسة: إنه يقع على محور ، وبالتالي يبدأ في الدوران ويسمى الدوار. مثله. ثم يكفي أن يتم توصيل الدوار بمحور النقل: ثم تصبح الطاقة الكهربائية ميكانيكية. هنا لديك طاقة كافية للجري ماجيك ميكسر سوبر بلندر من Télé-Achat ("نعم Maryse ، بفضل ملحقاتها 320 ، يمكنك صنع الجزر المبشور والحليب المخفوق اللذيذ" / "Great ، Pierre وكل هذا مقابل مبلغ متواضع لا يتجاوز 199,99 يورو ، مع جسم قسيمة تدريب إضافية") أو ، في أحسن الأحوال ، حرك السيارة. نحن هناك.
على الورق ، يتميز المحرك الكهربائي بالعديد من المزايا: أجزاء متحركة قليلة ، احتكاك ميكانيكي أقل (وبالتالي "نفايات طاقة" محدودة) ، عدم وجود سوائل داخلية (وبالتالي لا توجد مصارف أو تسربات) ، احتياجات تبريد منخفضة (البعض سعيد بما يحيط بهم) الهواء ، وبالتالي ، لا يتطلب أيضًا تبريدًا سائلًا معقدًا) ، ناهيك عن الشيء الرئيسي: لا انفجارات داخلية ، لا تلوث ، صمت عمل كبير وعزم دوران أقصى بأدنى سرعات دوران. تضمن بساطة تصميمه أيضًا متانة ممتازة. على عكس محرك الاحتراق الداخلي ، لا يحتاج المحرك الكهربائي إلى التسخين: يمكنك ركوب الدراجة النارية وإشعال الغاز أيضًا! أخيرًا ، واتس ... (نعم ، هذه النكتة سيئة ، لكن لا يزال يتعين علي نشرها في مكان ما ...).
لنعد الآن خطوة إلى الوراء: ما الذي نطعمه ، هذا المحرك؟
البطاريات: بدلاً من Li-Ion أو Ni-Mh؟
على عكس المركبات الهجينة الخفيفة مثل Toyota Prius ، يتم شحن بطاريات الدراجات النارية الكهربائية. لذلك ، هذا له نتيجتان: يجب أن تكون إمكاناتهم أكبر ، وتقنيتهم مختلفة أيضًا.
عادة ما تكون البطاريات القابلة لإعادة الشحن أيون الليثيوم تقنية (ليثيوم أيون) ، أقوى بثلاث مرات لنفس الحجم (ولكنها أيضًا أغلى بكثير) من التقنية الثانية ، النيكل هيدريد المعادن (ني م ح). Energica لديها بطاريات ليثيوم بوليمر. تتمتع بطاريات الليثيوم أيون أيضًا بتأثير أقل على الذاكرة ، وبالتالي يكون انتظامها الأكبر بمرور الوقت. وبالتالي ، يعد Zero بأكثر من 300 كيلومتر ، مع الاحتفاظ بما لا يقل عن 000٪ من سعة البطارية. من ناحية أخرى ، فإن مخاطر الدوائر القصيرة تكون أكبر مع Li-Ion: ومن هنا تأتي الآلات الأكثر تعقيدًا ، والتي هي في الواقع أثقل وأغلى ثمناً.
نتيجة لذلك ، يتم تسريع البحث على مستوى البطارية للحصول على سعة أكبر أيضًا بشكل أكثر إحكاما ، وكذلك مع عدد أقل من المعادن النادرة.
وبالتالي ، فإن أداء السيارة الكهربائية يعتمد على قوة المحرك ، وكذلك قدرة البطاريات على ضمان الحفاظ على هذا الأداء لأطول فترة ممكنة ، مع المدى.
اليوم ، تبلغ سعة بطارية سكوتر BMW C Evolution 11 كيلو واط في الساعة ، بينما تعتمد مجموعة Zero على آلات تتراوح من 3,3 إلى 13 كيلو واط في الساعة. فقط Energica لديها بطارية 21,5 كيلو واط في الساعة.
عامل آخر: الوزن. وبالتالي ، تضمن BMW مدى مائة كيلومتر لدراجتها الصغيرة (التي لا تزال تزن 265 كيلوجرامًا) ، في حين أن Zero يمكن أن يسافر من 66 كيلومترًا كحد أقصى (في عام 2015 لـ FX ZF3.3 الصغير ، الذي يزن 112 كيلوجرامًا فقط) إلى 312 km (DS و DSR ZF13.0 مع Power Tank ، البطارية الإضافية التي تجلب كل شيء ، وبالمقارنة ، قدمت Harley-Davidson نطاقًا يبلغ حوالي 80 كيلومترًا على نموذجها الأولي Livewire ، مدعومًا ببطاريات 7 كيلو واط في الساعة ، بينما KTM Freeride-e في إصدارات Enduro أو Supermoto لا يمكن الوصول إلى مسافة بعيدة جدًا مع بطاريات 2,6 كيلو وات في الساعة. 30 دقيقة من التزلج-منتزه والقفزات ولكن من الصحيح أن هذا الأخير كان يجب أن يظل خفيفًا قدر الإمكان. أعلنت إنيرجيكا عن مدى 400 كيلومتر (في المدن) ، لكن في الواقع نحن نسير في مدار 180 كيلومترًا ، وهو ما لا يزال أكثر بكثير من عشرات الكيلومترات قبل بضع سنوات. اليوم ، يمكن أن تتجاوز العجلة الكهربائية ذات العجلتين مدى 100 كيلومتر بشكل معقول.
لكن هذا هو المكان الذي تصبح فيه المعادلة صعبة ، حيث تحتاج إلى وضع المؤشر بذكاء بين البطاريات الكبيرة والوزن المحدود ، مع العلم أن الوزن يهدر البطارية ... ليس بالأمر السهل. على أي حال ، يمكننا بالفعل اعتبار 13 kWh Zero Motorcycles DS و DSR قيمة مشرفة للغاية ، بل وحتى حصرية تقريبًا! لوضع الأمور في نصابها الصحيح ، اعلم أن سيارة BMW X5 40 (Plug-in Hybrid) بها 9,2 كيلو واط في الساعة من البطاريات ، مما يسمح لهذه السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات الكبيرة التي تبلغ 2,2 طن بالسفر حوالي ثلاثين كيلومترًا في الوضع الكهربائي بالكامل ؛ تبلغ قدرة نيسان ليف 2016 30 كيلوواط في الساعة ، ويبلغ مدى مداها 250 كيلومترًا وتقطع مسافة 200 كيلومتر في الواقع.
عبوة
تتكون البطارية من العديد من البطاريات / الخلايا. صفر هو 128. عندما يبدأون في الشحن بالكامل ، عادة حوالي 85٪ ، يقوم نظام إدارة البطارية (BMS) بتوزيع الإلكترونات. وكلما زاد عدد الخلايا ، كلما استغرق فرزها وقتًا أطول لإرسالها إلى المكان الصحيح. نتيجة لذلك ، تستغرق البطارية وقتًا أطول لإعادة الشحن عند النسبة المئوية الأخيرة. هذا هو السبب في أن بعض الشركات المصنعة تتحدث كثيرًا عن أوقات الشحن بحوالي 80٪.
لأن وقت الشحن يمثل مشكلة أخرى في السيارات الكهربائية. لأن شحن البطارية يستغرق وقتاً طويلاً. ربما يكون نظام الصرف السريع مثل التوصيل والتشغيلحيث تغيرت الخيول في سباقات التتابع في العصور الوسطى. يعمل البعض بالفعل على هذا ويقترحون مفاهيم مثل نماذج Gogoro أو Silence ، لكن لا يوجد حل يظهر على المدى القصير.
الشحن في الشبكة
لذلك ، في حالة عدم وجود بديل سريع ، يجب عليك شحن البطارية على التيار الكهربائي. المشاكل هنا بسيطة وتتعلق بمعايرة تدفقات الطاقة الواردة والصادرة. في مقبس الحائط العادي في منزلك ، من سوء الحظ أن التدفقات هي الأقل: لذا احسب بحد أقصى 1,8 كيلو واط في الساعة أو بضع ساعات من الشحن اعتمادًا على طاقة البطارية والشاحن. لذا فإن بطارية 5,6 كيلو واط في الساعة مع شاحن بقوة 600 واط تتطلب 9 ساعات من الشحن ، ولكن يُنصح بفحصها بواسطة كهربائي لأنه سيتعين عليها التدفق لساعات متتالية ويجب منعك من السخونة الزائدة.
الشحن في المحطات
تحتوي المحطات الطرفية من النوع 3 (نمط Autolib) على مستشعر للحمل في الجهاز ويمكن أن تتدفق حتى 3,7 كيلو واط في الساعة. أخيرًا ، يمكن لمحطات الشحن السريع والشواحن الفائقة من Tesla شحن ما يصل إلى 50 كيلو واط في الساعة. من ناحية أخرى ، فإن معظم الدراجات النارية ليست مجهزة لقبول هذه المنافذ فائقة السرعة (باستثناء Energica مع مقبس CCS). ومع ذلك ، مثل Zero ، يمكنهم استخدام ملحق "Charge Tank" ، الذي يعمل كمكبر للصوت ويشحن طراز 13 كيلووات في الساعة في حوالي 3 ساعات والطراز 9,8 كيلو واط في الساعة في حوالي ساعتين.
في السيارات ، تساعد بعض الشركات المصنعة العملاء على تجهيز محطة شحن سريع في المنزل ، وفي بعض الأحيان الاستمتاع بالدعم الكامل للعملية. في الوقت الحالي ، لا تقدم الدراجة أي شيء معادل ، ولكن تجدر الإشارة إلى أنه في 12 يوليو 2011 ، تم تمرير قانون بشأن "الحق في الصيد" في الوحدات السكنية: إذا تقدم أحد المالكين المشتركين بطلب لتركيب مقبس شحن في موقف السيارات أو الجزء المشترك ، لا يمكن رفضه (لحسابك).
الرفاهية هي الفضاء ...
ابتداء من لم يكن سعيدا ابدا 1899 (أول سيارة تجاوزت سرعة 100 كم / ساعة كانت بالفعل سيارة كهربائية) ، كانت مشكلة السيارات الكهربائية بسيطة: نحن نلصق البطاريات على الأرض لأن هناك مساحة بالفعل ، كما أنها تعمل على تقوية الكل ومن ثم يمكننا ملئه معهم. على الدراجات النارية ، تكون المشكلة أصعب ، وبالتالي فإن التحدي الذي يواجه المهندسين هو ملاءمة كل شيء في المساحة المتاحة على دراجة نارية ، بطبيعتها (الدعابة القاسية ، هناك) محدودة.
يلعب المصممون أيضًا دورًا من خلال دمج هذه البطاريات القبيحة. مثل Brammo ، بدت Zeros الأولى مثل ثلاجات بعجلات مع بطارياتها المدمجة من الناحية الجمالية ، لكن الأمور تحسنت منذ ذلك الحين. على سبيل المثال ، تعتبر Harley-Davidson Livewire جيدة في إخفاء لعبتها بالإضافة إلى Energy of the Ego RS +. في غضون ذلك ، تبتعد الدراجات النارية الكهربائية عن المراوغات على العجلات ، كما كانت في البداية. تتيح لك التكنولوجيا الحديثة أيضًا مراقبة مستوى الشحن أو برمجته باستخدام تطبيقات على هاتفك الذكي. كل هذا يسمح لك بالعثور على دراجة نارية وتتبع استهلاكها في كل رحلة والحصول على استقلاليتها في الوقت الفعلي.
لذلك ، من أجل تطويرها ، يجب أن تكون الدراجات النارية الكهربائية قادرة على الاعتماد على تطوير البنية التحتية ، والتي يمكن أن تسهم فقط في دمقرطة وخفض الأسعار. هذا هو جوهر مهمة GEME ، حركة الدراجات النارية الكهربائية الأوروبية ، والتي ستكون حاضرة في EVER القادم في موناكو.
