منظور از خودروی برقی با برد گسترده (Extended Range Electric Vehicle – EREV) چیست؟

خودروی برقی با برد گسترده (Extended Range Electric Vehicle – EREV)، که گاهی به آن خودروی برقی با افزایش دهنده برد نیز گفته می‌شود، نوعی وسیله نقلیه الکتریکی است که با هدف ارائه تجربه رانندگی تمام الکتریکی برای مصارف روزمره، همراه با حذف نگرانی از تمام شدن شارژ در مسافت‌های طولانی‌تر (اضطراب برد)، طراحی شده است. در این خودروها، قوای محرکه همواره توسط یک موتور الکتریکی تأمین می‌شود، اما یک موتور احتراق داخلی (ICE) کوچک و یک ژنراتور نیز در خودرو تعبیه شده‌اند که وظیفه آن‌ها صرفاً تولید انرژی الکتریکی برای شارژ باتری خودروی برقی یا تغذیه مستقیم موتور الکتریکی در زمانی است که شارژ باتری اصلی پایین آمده است. این موتور احتراق داخلی هرگز به صورت مکانیکی چرخ‌ها را به حرکت درنمی‌آورد.

مفهوم اصلی و نحوه کارکرد EREV

EREV ها اساساً خودروهای برقی اولیه هستند که یک سیستم کوچک تولید برق (شامل ICE و ژنراتور) به آن‌ها اضافه شده است. این سیستم کوچک نقش یک “افزاینده برد” را ایفا می‌کند.

نحوه عملکرد آن‌ها در حالت‌های مختلف به شرح زیر است:

1. حالت تمام الکتریکی (Pure Electric Mode): خودرو مانند یک خودروی برقی باتری‌دار (BEV) عمل می‌کند و صرفاً از انرژی الکتریکی ذخیره شده در باتری خودروی برقی برای به حرکت درآوردن موتور الکتریکی استفاده می‌کند. در این حالت، انتشار آلاینده از اگزوز صفر است (آلایندگی صفر). برد پیمایش تمام الکتریکی (AER) در EREV ها معمولاً قابل توجه و برای پوشش اکثر سفرهای روزانه کافی است.
2. حالت افزایش برد (Extended Range Mode): هنگامی که شارژ باتری خودروی برقی به سطح پایین مشخصی می‌رسد، موتور احتراق داخلی به طور خودکار روشن شده و ژنراتور را به کار می‌اندازد. انرژی الکتریکی تولید شده توسط ژنراتور می‌تواند مستقیماً برای تغذیه موتور الکتریکی (جهت حفظ سرعت یا شتاب‌گیری) یا برای شارژ باتری مورد استفاده قرار گیرد. این فرآیند به خودرو اجازه می‌دهد تا فراتر از برد پیمایش تمام الکتریکی خود حرکت کند، تا زمانی که سوخت در باک موتور احتراق داخلی وجود داشته باشد.
3. شارژ پلاگین (Plug-in Charging): باتری خودروی برقی در EREV ها می‌تواند مانند هیبریدی‌های پلاگین (PHEVs) از طریق اتصال به شبکه برق و استفاده از شارژرهای AC (با استفاده از شارژر داخلی – OBC) و یا شارژرهای DC شارژ شود.
4. ترمز احیاکننده: سیستم ترمز احیاکننده نیز در EREV ها وجود دارد و انرژی جنبشی را در هنگام کاهش سرعت به انرژی الکتریکی تبدیل و در باتری ذخیره می‌کند.

اجزای اصلی EREV

اجزای کلیدی قوای محرکه یک EREV شامل:

• موتور الکتریکی: قطعه‌ای که همواره و در تمام شرایط چرخ‌ها را به حرکت درمی‌آورد.
• باتری خودروی برقی: یک باتری لیتیوم یون با ظرفیت متوسط تا بزرگ که برد پیمایش تمام الکتریکی خودرو را تعیین می‌کند و انرژی را برای موتور الکتریکی تأمین می‌نماید.
• موتور احتراق داخلی کوچک: موتوری کوچک و معمولاً ساده (اغلب بنزینی) که تنها هدف آن چرخاندن ژنراتور است و اتصال مکانیکی با چرخ‌ها ندارد.
• ژنراتور: متصل به موتور احتراق داخلی برای تولید انرژی الکتریکی.
• قطعات الکترونیک قدرت: شامل اینورترها و مبدل‌ها برای مدیریت جریان توان بین باتری، موتور الکتریکی، ژنراتور و سیستم شارژ.
• شارژر داخلی و پورت شارژ: برای اتصال به شبکه برق جهت شارژ باتری.

تفاوت EREV با BEV، HEV و PHEV

EREV ها بین خودروهای برقی باتری‌دار خالص (BEV) و انواع هیبریدی قرار می‌گیرند:

• در مقابل BEV: EREV ها دارای موتور احتراق داخلی/ژنراتور و باک سوخت هستند، در حالی که BEVها صرفاً بر باتری متکی هستند. EREV ها مشکل اضطراب برد را با افزایش دهنده برد حل می‌کنند، در حالی که BEVها به شبکه شارژ سریع وابسته هستند. BEVها در هر شرایطی آلایندگی صفر از اگزوز دارند، اما EREV ها هنگام کارکرد موتور احتراق داخلی آلاینده تولید می‌کنند.
• در مقابل HEV (هیبریدی استاندارد): EREV ها دارای باتری بزرگ‌تر، قابلیت شارژ پلاگین و برد پیمایش تمام الکتریکی قابل توجه هستند. مهم‌تر اینکه، در EREV ها همواره موتور الکتریکی چرخ‌ها را به حرکت درمی‌آورد و موتور احتراق داخلی هرگز درایو مکانیکی مستقیم ندارد. در HEVها، موتور احتراق داخلی بخش اصلی قوای محرکه است و می‌تواند مستقیماً چرخ‌ها را بچرخاند و برد تمام الکتریکی بسیار محدود یا صفر است.
• در مقابل PHEV (هیبریدی پلاگین): این دو بسیار شبیه هستند. هر دو قابلیت شارژ پلاگین و یک موتور احتراق داخلی و یک موتور الکتریکی دارند. تفاوت اصلی در نحوه انتقال قدرت به چرخ‌ها است. در EREV، موتور الکتریکی همیشه چرخ‌ها را به حرکت درمی‌آورد و موتور احتراق داخلی صرفاً برق تولید می‌کند. در بسیاری از PHEVها، موتور احتراق داخلی می‌تواند در سرعت‌های بالا یا تحت بار سنگین، مستقیماً به صورت مکانیکی چرخ‌ها را بچرخاند یا به موتور الکتریکی درایو مکانیکی کمک کند. EREV ها تجربه رانندگی تمام الکتریکی را حفظ می‌کنند، در حالی که PHEV ممکن است بین درایو برقی، احتراقی، و ترکیبی سوییچ کند.

مزایای EREV

• حذف اضطراب برد: با وجود افزایش دهنده برد، نگرانی از تمام شدن شارژ و توقف در مسیر از بین می‌رود و می‌توان در هر پمپ بنزینی سوخت‌گیری کرد.
• برد پیمایش تمام الکتریکی قابل توجه: پوشش دادن نیازهای رانندگی روزمره بدون آلایندگی.
• تجربه رانندگی خودروی برقی: شتاب‌گیری نرم، بی‌صدا و گشتاور بالای موتور الکتریکی در تمام شرایط.
• نیاز به باتری کوچک‌تر برای برد کلی بالا: امکان دستیابی به برد کل بسیار زیاد با باتری کوچکتر و ارزان‌تر از یک BEV با برد مشابه.

محدودیت‌های EREV

• پیچیدگی بیشتر از BEV: داشتن هم سیستم الکتریکی و هم موتور احتراق داخلی و ژنراتور، پیچیدگی فنی و نیاز به نگهداری (هم برای موتور الکتریکی و هم برای موتور بنزینی) را نسبت به BEV افزایش می‌دهد.
• هزینه اولیه: معمولاً گران‌تر از هیبریدی‌های استاندارد و برخی BEVهای با برد کمتر.
• آلایندگی و صدا: هنگام کارکرد موتور احتراق داخلی (در حالت افزایش برد)، خودرو آلایندگی تولید کرده و صدای موتور به گوش می‌رسد.
• نگهداری موتور احتراق داخلی: نیاز به سرویس‌های دوره‌ای موتور بنزینی (مانند تعویض روغن).

EREV در بازار خودروی ایران

خودروهای برقی با برد گسترده (EREV) در مقایسه با هیبریدی‌های استاندارد (HEV) و هیبریدی‌های پلاگین (PHEV)، حضور کمتری در بازار جهانی داشته‌اند، اما برخی تولیدکنندگان به‌خصوص در چین در حال توسعه و عرضه مدل‌های EREV هستند. ممکن است در آینده شاهد واردات برخی از این مدل‌ها به بازار خودروی ایران باشیم.

مفهوم EREV می‌تواند برای بازار ایران بسیار مرتبط باشد، زیرا به طور مستقیم به نگرانی اصلی بسیاری از خریداران خودروهای برقی در ایران، یعنی اضطراب برد با توجه به وضعیت فعلی زیرساخت شارژ خودروی برقی در ایران، پاسخ می‌دهد. ارائه یک خودروی برقی با برد تمام الکتریکی مناسب برای شهر، همراه با اطمینان از امکان ادامه مسیر با استفاده از سوخت بنزین در سفرهای طولانی یا در مناطقی که ایستگاه شارژ در دسترس نیست، می‌تواند جذابیت این نوع خودرو را برای مصرف‌کنندگان ایرانی افزایش دهد.

نتیجه‌گیری

خودروی برقی با برد گسترده (EREV) یک نوع خاص از وسیله نقلیه الکتریکی است که با ترکیب قوای محرکه تمام الکتریکی با یک موتور احتراق داخلی و ژنراتور کوچک (افزاینده برد)، تجربه رانندگی تمام الکتریکی و حذف اضطراب برد را به صورت همزمان ارائه می‌دهد. این خودروها با قابلیت شارژ پلاگین و برد پیمایش تمام الکتریکی قابل توجه، راهکاری مؤثر برای گذار به خودروهای برقی برای کسانی هستند که به انعطاف‌پذیری موتور بنزینی در مسافت‌های طولانی نیاز دارند. اگرچه در حال حاضر در بازار خودروی ایران کمتر رایج هستند، اما مفهوم آن‌ها به دلیل پاسخ مستقیم به چالش اضطراب برد در ایران، پتانسیل مرتبط بودن بالایی برای آینده دارد.