اولین پراید برقی ایران متولد شد

پراید با آلودگی صفر

ملاقات با نمونه دانشجویی پراید برقی

پویا بهرامی

عکس : شهرزاد خیاط باشی

کاربردی ترین نمود خلاقیت شاید استفاده حداکثری از امکانات موجود باشد و چنین خلاقیتی زمانی مفید خواهد بود که بتوان به راهکاری برای رفع مشکلات پیچیده جامعه به ساده ترین شکل ممکن دست یافت. آلودگی هوا به عقیده بسیاری از جمله همین مشکلات پیچیده و لاینجل است، اما چند تن از دانشجویان دانشگاه آزاد کرج با ساخت نمونه اولیه پراید برقی با کمترین هزینه نشان داده اند که اگر همت و اراده ای وجود داشته باشد آسمان آبی چندان هم دور از دسترس نیست.

هدف پروژه

یکی از بزرگترین تفاوت های خودروهای برقی و بنزینی این است که بنزین سوز ها حتی در حالت پیمایش صفر (کارکرد درجا) نیز با توجه به مصرف سوخت هوا را آلوده می سازند، اما خودروهای برقی به لطف موتورهایی که به سرعت خاموش و روشن می شوند در حالت پیمایش صفر به هیچ انرژی ای نیاز نداشته و بنابراین آلودگی نیز بر جای نمی گذارند.با چنین توضیحی پر واضح است که در مسیر های پر ترافیک مزیت موتورهای برقی حتی نسبت به پاک ترین پیشرانه های بنزینی غیر قابل انکار است، چرا که در یک سو با مصرف انرژی صفر مطلق (خودروهای برقی) سر و کار داریم و از سوی دیگر با هدر رفت سوخت پیشرانه های درون سوز روبر می شویم.بنابراین چنین خودروهایی به خصوص در مسیرهای پر ترافیک و شهر های امروزی می توانند،ضمن توجیح اقتصادی تاثیر فراوان بر سلامتی شهروندان و حفظ محیط زیست داشته باشند.با این حال خودروهای برقی بسیار گران قیمت هستند و حتی در کشورهای پیشرفته نیز تولید انبوه آن ها به صورت فراگیر انجام نمی شود.اما آیا راه حل میانبری برای کاهش هزینه های ساخت و استفاده از خودروهای برقی وجود دارد؟ پاسخ ساده و هوشمندانه دانشجویان کرجی،توسعه نمونه های برقی بر اساس پلت فرم خودروهای تولید انبوه و ارزان قیمت بنزین سوز است.راه حلی که به معنای ساخت نمونه برقی اتومبیل پراید، به عنوان یکی از پر تیراژ ترین و ارزان قیمت ترین خودروهای دنیاست و با چنین هدفی پروژه تجهیز پراید به موتور برقی که می تواند توجیح اقتصادی تولید انبوه داشته باشد،در حدود دو سال قبل استارت خورد.

نکات فنی پروژه

از آنجا که در راستای کاهش هزینه ها حداقل تغییرات نسبت به نمونه تولید انبوه پراید مد نظر تیم طراحی بوده است.تنها جایگزینی موتور برقی با پیشرانه بنزینی در دستور کار این تیم دانشجویی قرار گرفته است و مجموعه گیربکس،پلوس ها و حتی دیسک و صفحه کلاچ با نمونه های عادی پراید کاملا یکسان هستند.بکارگیری گیربکس برای موتور برقی این مزیت را به همراه داشته است که در عوض موتوری پر قدرت که انرژی الکتریکی زیادی می طلبد، از یک موتور نسبتا کم قدرت اما کم مصرف برقی استفاده شده است.این موتور 40 کیلو واتی از نظر توان عددی از پیشرانه استاندارد پراید ضعیف تر است،اما در عوض می تواند توان و گشتاور خود را از لحظه استارت در اختیار راننده قرار دهد و همچنین به لطف وزن کمتر،از نظر شتاب و دینامیک حرکتی در حد و اندازه پراید های بنزینی ظاهر شود.یکی از نکات مهم در خصوص این پروژه، استفاده از موتور BLDC است که از عمر بیشتری در مقایسه با موتور های برقی متداول بهره مند است و به رسیدگی کمتری نیز نیاز دارد،چرا که در موتور های BLDC بر خلاف موتور های معمول برقی از جاروبک های زغالی استفاده نمی شود و بدین ترتیب هزینه های جانبی برای تعویض این قطعات مصرفی نیز از میان می رود.جالب تر آنکه این موتور برقی در ترمزگیری به ژنراتور تبدیل شده و با تولید الکتریسیته در صرفه جویی بیشتر و باز تولید انرژی مصرفی خودرو نقش پر رنگی ایفا می کند.با چنین تکنیکی با رعایت اصول رانندگی اقتصادی (پرهیز از شتاب گیری و ترمز گیری ناگهانی) می توان به حداکثر بهره وری در مصرف انرژی و بیشترین بازیابی انرژی دست یافت.تکنولوژی بازیابی انرژی جنبشی به خصوص در ترافیک شهری نیز بسیار کاربرد دارد و مناسب استفاده برای حمل و نقل عمومی از این پراید برقی به عنوان تاکسی است.

نه تنها موتور برقی بلکه درایور کلی مدار این سیستم نیز توسط آب خنک کاری می شود، اما از آنجا که واتر پمپ متداول پراید همچون سایر خودروها در مجموعه موتور احتراق داخلی قرار دارد، یک واترپمپ برقی برای به چرخش در آوردن آب نصب شده است و مجموعه رادیاتور و فن برقی نیز با نمونه های بنزینی پراید یکسان است.اتفاق مشابهی در خصوص بوستر ترمز رخ داده و در نمونه برقی خلاء لازم برای کارکرد بوستر به جای تامین از مکش پیشرانه، توسط یک پمپ خلاء برقی ایجاد می شود.از این رو کارایی قدرتمند ترمز در گرو کارکرد صحیح این پمپ خلاء است که کمی جای نگرانی دارد.

چهارده باتری اصطلاحا خشک سربی اسیدی 12 ولتی (مجموعا 168 ولت) که در فضای صندوق عقب نصب شده اند،وظیفه تامین انرژی الکتریکی لازم برای موتور برقی 40 کیلو واتی (53.4 اسب بخار) را بر عهده دارند.برای تکمیل پروسه شارژ این باتری ها به حدود 2 ساعت زمان نیاز است،اما باید گفت که جایگزینی چنین باتری هایی با نمونه های پیشرفته و گران قیمت لیتیوم یون می تواند با بهبود عملکرد و کاهش زمان شارژ فوری همراه باشد.جالب است بدانید که هزینه شارژ کامل این باتری ها با استفاده از برق خانگی کمتر از 2000 تومان برآورد می شود که برای پیمایش مسافتی بین 80 تا 100 کیلومتر کافی است.در مقابل هزینه سوخت بنزین برای پیمایش 100 کیلومتر در ترافیک شهری (با فرض مصرف 10 لیتر سوخت در سیکل درون شهری و با توجه به قیمت بنزین لیتری هزار تومان) به حدود 10 هزار تومان می رسد.بنابراین از این نظر هزینه تامین انرژی پراید برقی در حدود یک پنجم نمونه بنزینی برآورد می شود.

صرفه جویی بزرگتر می تواند هزینه نگهداری کمتر پراید های برقی باشد.موتور برقی نسبت به پیشرانه احتراق داخلی قطعات متحرک کمتری دارد و از این رو کمتر در معرض آسیب دیدگی و از بین رفتن قطعات مصرفی قرار دارد.از سوی دیگر وزن قرار گرفته بر روی جلو بندی خودرو نیز کاهش یافته و همین نکته به کاهش مخارج مربوط به تعمیرات جلوبندی یاری می رساند.

رانندگی با تنها پراید برقی دنیا

وقتی متوجه می شویم که به دلیل محدودیت بودجه، کل پروسه مونتاژ بدنه این پراید توسط تیم دانشجویی صورت گرفته،ارزش این پروژه برایمان روشنتر می شود.جای تعجب ندارد که کیفیت مونتاژ به هیچ عنوان از خط تولید پراید در شرکت سایپا ضعیف تر نیست و حتی در برخی نقاط بهتر هم به نظر می رسد.بدنه در ظاهر با نمونه های بنزینی تفاوتی ندارد و تنها از حذف شدن خروجی اگزوز می توان به برقی بودن خودرو پی برد.در فضای درونی کابین برای روشن کردن خودرو نیاز به وارد کردن یک PASSWORD مخصوص خواهید داشت،سیستمی حفاظتی که توسط دانشجویان الکترونیک توسعه یافته است.پشت آمپر هم کاملا با نمونه های بنزینی متفاوت است و به صورت دیجیتالی ساخته شده و به شکل دقیق تری می تواند شرایط فنی خودرو را نشان دهد.پس از وارد کردن PASSWORD،تنها لازم است یک دکمه را بفشارید تا موتور برقی روشن شود،البته نباید انتظار شنیدن غرش پیشرانه را داشته باشید.موتور برقی آنقدر ساکت است که تفاوت قائل شدن بین روشن و خاموش بودن آن واقعا سخت به نظر می رسد،در عوض، صدای سایر اجزای فنی خودرو به خوبی شنیده می شود.برای مثال می توان به صدای مجموعه کلاچ و درایور برقی اشاره کرد.موتور برقی تا 6000 RPM دور می خورد اما با گشتاور خطی ای که دارد از همان لحظه اول حرکت، توان قابل توجهی را برای شتاب گیری در اختیار راننده می گذارد و کمتر از پیشرانه بنزینی در اثر وزن سرنشینان دچار کمبود توان می شود.با توجه به تغییرات اعمال شده در وزن، دینامیک حرکت خودرو به شکل ملموسی متفاوت با نمونه بنزینی احساس می شود.استفاده از کمک فنرهای سفت تر پراید های دوگانه سوز در محور عقب برای مقابله با وزن قابل توجه مجموعه باتری ها الزامی بوده است، از سوی دیگر از وزن اعمال شده بر روی محور جلو کاسته شده است و به همین دلیل واکنش سیستم تعلیق در هنگام گذر از روی سرعت گیر و دست انداز سخت تر احساس می شود.به هرحال این یک پروژه دانشجویی است و در صورت تولید انبوه لازم است که بر روی کیفیت رانندگی بیشتر کار شود.

جالب است بدانید که رانندگی شهری با الگوبرداری از خودروهای مورد استفاده در خطوط تاکسی رانی، توسط این تیم دانشجویی شبیه سازی شده و این پراید توانسته در یک شیفت کاری (صبح تا ظهر) مسافتی نزدیک به 100 کیلومتر را با موفقیت طی کند،شارژ باتری ها در وقت نهار (حدود 2 ساعت) صورت پذیرفته و پراید پاک و کم مصرف برای شیفت دوم کاری آماده شده است.

در پایان امیدواریم که خودروسازان داخلی با مطالعه این پروژه بیشتر به ساخت خودروهای برقی بیاندیشند.باید گفت که طبق تحقیقات انجام شده توسط این تیم دانشجویی،امکان ساخت داخل مجموعه موتور برقی و باتری های لیتیوم یون وجود دارد و حتی بر روی کاغذ می توان نمونه برقی با قیمت نه چندان بیشتر از نمونه های بنزینی و دوگانه سوز راهی بازار فروش کرد.

با تشکر فراوان از مهندس مهدی ترابی،مهندس علی هاشمیان، مهندس امیر گلی، مهندس محسن مقدم و مهندس حمید کریم که با همراهی مهندس رهنما این پروژه جالب را به سرانجام مقصود رسانده اند و فراتر از سطح عمومی دانشگاه ها و صنعت خودروسازی کشورمان قدم برداشته اند.

این مقاله با همکاری ماهنامه صفر تا صد تهیه شده است