درباره ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی بیشتر بدانید!

در چند سال اخیر نوع جدیدی از ماشین‌ها که به خودروهای الکتریکی معروف‌اند، در بازار به فروش انبوه رسیده‌اند. در این چند سال گذشته که اتومبیل‌های الکتریکی وارد بازار شده‌اند، در آن‌ها انقلاب عظیمی شکل گرفته است. این انقلاب را می‌توان استفاده از ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی در نظر گرفت که باعث ایجاد تحول چشمگیری در این صنعت شده است.

در گذشته برای این ماشین‌ها از باتری‌های معمولی استفاده می‌شد اما امروزه این باتری‌ها جای خود را به ابر خازن‌ها داده‌اند. فرض کنید که شما دارای یکی از این ماشین‌های هیبریدی هستید که به باتری کوچکی مجهز است و وقتی یک‌بار باتری این خودرو را شارژ می‌کنید، نمی‌توانید تا مسافت زیادی رانندگی کنید. وجود این مشکل باعث شد که تولیدکنندگانِ ماشین‌های الکتریکی برای حل آن به دنبال یک راهکار باشند که استفاده ابرخازن‌ها یکی از این راهکارهاست.

غول خازن‌ که به ابر خازن معروف است، چیست؟

در تمامی وسایل الکتریکی از یک یا چند خازن استفاده شده است و به نوعی این وسیله یکی از پر کاربرد‌ترین و مهم‌ترین وسایل در تمامی ابزارآلات الکتریکی است. خازن‌های معمولی در اندازه کوچک تولید می‌شوند و وظیفه ذخیره انرژی را در ابزارآلات الکتریکی بر عهده دارند. همان‌طور که از نام ابر خازن مشخص است، یک خازن بزرگ و با گنجایش زیاد است که واحد کمی از ولتاژ را مصرف می‌کند که دلیل اصلی وجود ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی نیز همین موضوع است. البته این وسیله کاربردی نه‌تنها در خوردوهای الکتریکی، بلکه در صنایع دیگر هم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای اینکه بتوانیم به صورت دقیق میزان ذخیره انرژی در این خازن‌های بزرگ را توضیح دهیم، باید بگوییم که این وسیله در مقایسه با خازن معمولی، 10 تا 100 برابر انرژی بیشتری را در خود جای می‌دهد. چیزی که این خازن‌ها در خود ذخیره می‌کنند، بار الکترواستاتیک است و مقیاس اندازه‌گیری میزان انرژی درون خازن‌های معمولی و همچنین خازن‌های بزرگ، واحد فاراد است. معمولاً اغلب ابر خازن‌ها بیش از 10 میلی‌فاراد انرژی را درون خود ذخیره می‌کنند.

از آنجایی که اندازه و ظرفیت این وسیله در مقایسه با خازن معمولی بسیار بیشتر است، قطعاً قیمت آن هم بیشتر خواهد بود. کارکرد ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی این امکان را به شما می‌دهد که بتوانید در مدت زمان طولانی از آن استفاده کنید؛ بدون اینکه نیاز به شارژ زیادی داشته باشد. وجود این ابزار در خودروهای هیبریدی یا الکتریکی به‌جای باتری‌های کوچک، به عنوان یک مزیت اصلی در نظر گرفته می‌شود. ممکن است قیمت ماشین‌های هیبریدی که دارای ابر خازن هستند، کمی گران به نظر برسد، اما باید بدانید که با یکبار صرف هزینه زیاد، دیگر لازم نیست برای شارژ کردن ماشین‌تان همیشه وقت زیادی را هدر دهید.

بیشتر بخوانید: تاثیر باطری ضعیف بر خودرو و دلایل ضعیف شدن آن

تفاوت ابر خازن و خازن‌های معمولی برای خودروهای الکتریکی

در بخش قبل به تعریف ابر خازن پرداختیم. حال لازم است بدانید که خازن معمولی چیست، تا تفاوت این دو را به‌راحتی تشخیص دهید. خازن‌های معمولی از دو صفحه خازن فلزی تشکیل می‌شوند. این دو صفحه که به صفحات خازن معروف هستند توسط یک عایق از یکدیگر جدا می‌شوند که این عایق، دی الکتریک نام دارد.



کارکرد خازن و عایق به این صورت است که وقتی الکترون‌ها وارد این دو مخزن می‌شوند، به دلیل وجود دی الکتریک، در همان جا ساکن مانده و ذخیره می‌شوند. ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی نیز به همین صورت عمل می‌کنند. همانطور که اشاره کردیم، عایق خازن معمولی دی الکتریک است؛ در صورتی که وسط خازن‌های بزرگ، یک محلول الکترولیتی قرار دارد. ابر خازن در مقایسه با خازن معمولی، میزان ولتاژ کمتری مصرف می‌کند و به صورت دو لایه است. به همین دلیل به آن اولترا هم می‌گویند. در واقع ابر خازن، محصولی مابین باتری و خازن است.

مطلب پیشنهادی:معرفی انواع باتری خودرو 

عایق رویی خازن از آلومینیوم اکسید و فیلم‌های پلیمری است اما ابر خازن‌ها عایقی با جنس کربن فعال شده دارند.

خازن‌های معمولی برای شارژ شدن به زمان نسبتاً زیادی نیاز دارند، اما ابر خازن‌ها در کمترین زمان به شارژ زیادی دست پیدا می‌کنند. ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی شارژ زیادی را ذخیره می‌کنند و از آن طرف هم این میزان شارژ سریع خالی نمی‌شود. در صورتی که خازن‌های معمولی یا باتری‌ها، خیلی سریع انرژی درون خود را از دست می‌دهند. این موضوع به دلیل تراکم انرژی بالا در ابر خازن‌ها و تراکم انرژی پایین در خازن‌های معمولی است. این مسئله باعث شده تا از خازن‌های معمولی برای وسایل بزرگ استفاده نشود.

اگر ابر خازن‌ها جایگزین باتری در خودروهای الکتریکی شوند، چه می‌شود؟

اگر از ابر خازن‌ها برای تامین انرژی ماشین‌های الکتریکی استفاده کنید، در واقع کمک بزرگی هم به طبیعیت خواهید کرد؛ چرا که این خازن‌ها و خازن‌های معمولی برای محیط‌زیست خطرناک نیستند و به‌راحتی هم بازیافت می‌شوند. وجود ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی یا هیبریدی به شما این امکان را می‌دهد تا با اتومبیل خود مسافت زیادی را طی کنید؛ بدون اینکه لحظه‌ای به فکر تمام شدن انرژی آن باشید. در باتری‌های معمولی که قبلاً در اتومبیل‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گرفت، مواد شیمیایی و مضر وجود داشت که این ماده شیمیایی در ابر خازن‌ها وجود ندارد.

اینکه در نسل جدید خودروهای هیبریدی، ابر خازن‌ها جایگزین باتری‌های معمولی شده‌اند، به شما کمک می‌کند که با یک‌بار شارژ کامل، به مسافرت‌های طولانی بروید. تا چند سال پیش افرادی که از خودروهای الکتریکی دارای باتری‌های مرسوم بهره می‌بردند، از خودروهای خود همیشه برای طی کردن مسافت‌های کوتاه استفاده می‌کردند. البته از آنجایی که تراکم انرژی درون ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی بالا است، امروزه این وسیله می‌تواند ساعات زیادی، انرژی را درون خود ذخیره کند.

محاسبه رایگان هزینه خدمات برق خودرو

البته لازم نیست که نگران تمام شدن انرژی ذخیره‌شده در خودروهای هیبریدی باشید. این ماشین‌ها از دو موتور برخوردارند که تنها یکی از آن‌ها با استفاده از این خازن‌ها کار می‌کند و دیگری با استفاده از سوخت بنزین، راه می‌افتد. اگر قصد دارید تنها از ابر خازن برای اتومبیل خود استفاده کنید، با زیادتر کردن سطح انرژی آن می‌توانید برنامه خود را عملی کنید. به این منظور شما باید از صفحات بزرگ‌تری برای خودرو خود بهره ببرید.

مطلب پیشنهادی: آیا باتری ماشین قابل‌تعمیر است؟

مزایا و معایب ابر خازن‌ها

تا این بخش از مقاله با مزایای اصلی ابر خازن‌ها آشنا شدیم اما نباید فراموش کرد که استفاده از ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی، علاوه بر مزایا دارای معایبی هم هست که در این بخش قصد داریم تا چند مورد از این معایب را نام ببریم. یکی از معایب اصلی این وسیله، این نکته است که باید برای خرید آن هزینه زیادی را بپردازید. این میزان قیمت بالا در این ابزار که هم اندازه بزرگ داشته و هم ظرفیت زیادی دارد، زیاد تعجب‌برانگیز نیست.

درست است که توان چگالی ابر خازن زیاد بوده اما در مقایسه با باتری از چگالی پایینی برخوردار است. در این قسمت باید به نکته توان چگالی و چگالی خالی، دقت زیادی داشته باشید؛ چرا که این دو موضوع با هم تفاوت دارند. با این که این وسیله میزان ولتاژ کمی را مصرف می‌کند اما تغییر ولتاژ سریعی دارد که می‌توان از آن به عنوان یکی از معایب ابر خازن نام برد. وجود ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی، علاوه بر معایب، مزایایی هم دارند. این وسیله نسبت به اندازه و ظرفیتی که دارد، میزان بازدهی زیادی هم خواهد داشت. تکنولوژی ساخت این دستگاه همانند باتری‌های یون نیتیوم است و موادی که برای ساخت ابر خارن استفاده می‌شوند، از سَمیت پایینی برخوردار هستند.

خدمات تخصصی برق خودرو با تیم آچاره

مطلب پیشنهادی:آموزش تست خازن کولر آبی

میزان تلرانس و امپدانس این خازن‌ها پایین بوده و همچنین پس از شارژ شدن، سریعاً عمل می‌کنند. از آنجایی که این خازن از سرعت شارژ زیادی برخوردار است، دیرتر تخلیه می‌شود و ماندگاری بالا و عمر مفید طولانی دارد. این ابر خازن‌ها در مقایسه با باتری‌های معمولی از کارکرد بهتری برخوردار هستند و نیازی به تعمیر ندارند. دمای ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی زیاد بالا نمی‌رود و به همین دلیل، می‌توان از آن در دماهای مختلف استفاده کرد.

کاربرد ابر خازن برای خودروهای هیبریدی (الکتریکی)

این ابزار مهم در ماشین‌های هیبریدی، حکم بنزین برای دیگر ماشین‌ها را دارد. در واقع نیرویی که این اتومبیل‌ها را به حرکت در می‌آورد، نیروی برق ذخیره‌شده در ابر خازن‌ها است. هر چه میزان اندازه ابر خازن بزرگ‌تر و ظرفیت آن بیشتر باشد، انرژی ذخیره‌شده در آن نیز بیشتر می‌شود. به همین منظور لازم است در زمان تهیه خودروی هیبریدی دارای ابر خازن، به این نکته هم توجه کنید که این دستگاه تا چه میزان انرژی را در خود نگه می‌دارد.

بیشتر بخوانید: اگر باتری ماشین خوابید چه کار کنیم؟

در نتیجه

دلیل اصلی وجود ابر خازن‌ها در خودروهای الکتریکی، تامین کردن انرژی موردنیاز برای به حرکت در آمدن ماشین است و امروزه این دستگاه به دلیل ویژگی‌ها و مزایای منحصربه‌فردش برای این اتومبیل‌ها مورد استفاده قرار می‌‎گیرد. شما می‌توانید سوالات و دیدگاه‌های خود را در بخش نظرات با ما درمیان بگذارید تا پاسخ خود را در کوتاه‌ترین زمان ممکن از متخصصین آچاره دریافت کنید.