ندا اظهری، مترجم: خودروهای برقی را شاید بتوان به عنوان یکی از راهکارهای جهانی برای مقابله با آلودگی هوا و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای معرفی کرد. این فناوری سال‌هاست راه خود را به خیابان‌ها و جاده‌ها باز کرده و تاکنون تولیدکننده‌های مختلفی وارد این عرصه شده‌اند تا گوی سبقت را از هم بربایند. با سرعت بالای پیشرفت فناوری به ویژه در سال‌های اخیر و نیز با روی کار آمدن فناوری‌های نوظهوری چون هوش مصنوعی، صنعت خودروهای برقی دچار تغییر و تحول شده و حالا سهم بیشتری از صنعت خودروی جهانی را به خود اختصاص داده است. درمجموع، سال 2023 سال مهمی برای تحول خودروهای برقی بود. به دنبال افزایش قابل توجه 62 درصدی فروش خودروهای برقی در سال 2022 نسبت به سال 2021، می‌شد انتظار داشت امسال هم سال پررونقی برای این حوزه باشد. پیش‌بینی‌هایی که از همان ابتدای سال 2023 مطرح شده بود، حکایت از افزایش 16 درصدی فروش جهانی بازار خودروهای برقی داشت.
رشد 13.7 درصدی بازار خودروهای برقی تا 7 سال آینده
به گزارش proactiveinvestors، درست است که خودروهای برقی در حال حاضر هویت جداگانه‌ای برای خود پیدا کرده‌اند اما بازار خودرو همچنان شاهد روند رو به رشد و قابل توجه فناوری و بازار این حوزه از فناوری است. چشم‌انداز خودروهای برقی تا سال 2034 با پیش‌بینی رشد دو‌برابری فروش سالانه خودروهای برقی در تمام بخش‌ها قرار است با تحولات عظیمی روبه‌رو شوند. به گزارش marketsandmarkets، با توجه به اینکه بازار جهانی خودروهای برقی در سال 2022 حدود 330 میلیارد و 600 میلیارد و در سال 2023 به حدود 388 میلیارد و 100 میلیون دلار خواهد رسید، انتظار می‌رود بازار این خودروهای برقی تا سال 2030 با میانگین نرخ رشد 13.7 درصدی به رقمی بالغ بر 952 میلیارد دلار افزایش یابد. در سال 2022، حدود نیمی از بازار خودروهای برقی در دست آسیا و اقیانوسیه بود و نیمی دیگر نیز در اختیار آمریکای شمالی و اروپا بود اما آفریقا و خاورمیانه سهم بسیار ناچیزی از این بازار داشتند. به عبارتی، در سال 2022، حدود 60 درصد از بازار خودروهای برقی در اختیار چین و 30 درصد در اختیار اروپا و 10 درصد در اختیار آمریکا بود. در سال 2023، به‌رغم اینکه سهم آسیا و اقیانوسیه بیشتر از 50 درصد این بازار را در اختیار گرفته، سهم آمریکای شمالی و اروپا به کمتر از نصف کاهش یافته و آفریقا و خاورمیانه همچنان سهم اندکی از این بازار دارند. اما انتظار می‌رود با رشدی که تا سال 2030 در این بازار رخ می‌دهد، بعد از آسیا و اقیانوسیه که حدود نیمی از بازار خودروهای برقی را از آن خود خواهند کرد، اروپا در بازار این خودروها از آمریکای شمالی پیشی گیرد. در هفت سال آینده نیز همچنان سهم آفریقا و خاورمیانه ناچیز باقی می‌ماند. به طورکلی، چین برترین تولیدکننده خودروهای برقی در دنیاست و بزرگ‌ترین بازار این فناوری را در اختیار دارد، به طوری که حدود 60 درصد بازار خودروهای برقی را در دنیا از آن خود کرده است.
به گزارش statista، انتظار می‌رود که درآمد بازار خودروهای برقی در انتهای 2023 به چیزی بالغ بر 561 میلیارد و 300 میلیون دلار برسد. این میزان درآمد، میانگین رشد سالانه 10.07 درصدی این بازار را نشان می‌دهد و گمانه‌زنی‌ها حکایت از آن دارد که رقم این بازار تا سال 2028 به حدود 907 میلیارد دلار برسد. همچنین پیش‌بینی می‌شود فروش خودروهای برقی در بازار در سال 2028 به 17 میلیون و 70 دستگاه برسد. از دیدگاه بین‌المللی، بیشترین درآمد چین از قبل خودروهای برقی در پایان سال 2023 به 292 میلیون و 100 هزار دلار خواهد رسید.
روند تحول خودروهای برقی در 2024
به گزارش evchargingsummit، خودروهای برقی در سال 2023 با تحول بزرگی در صنعت شارژ مواجه شده‌اند به‌طوری که تقاضا برای باتری‌های خودروهای برقی در سال جاری 7.7 برابر افزایش یافته است. اما در این میان، برخی فرآیندهایی که برای سال 2024 در نظر گرفته شده، می‌تواند در سال‌های پیش‌رو تاثیرگذار باشد و بازار این صنعت را تحت‌تأثیر خود قرار دهد. در سال 2023، کارشناسان پیش‌بینی کرده بودند که تولیدکنندگان خودروهای برقی، برد این خودروها را افزایش دهند و خوشبختانه این پدیده اتفاق افتاد و توانست انقلابی را در این صنعت ایجاد کند. خودروهای برقی مدل S و «لوسید ایر» به گونه‌ای تولید شده‌اند که در هر مرتبه شارژ، بردی بیش از 645 کیلومتر در ساعت دارند.
طبق گمانه‌زنی‌هایی که انجام شده، انتظار می‌رود در سال جاری بسیاری از رانندگان سابق خودروهای دیزلی و گازی به خودروهای برقی روی آورند. در سال 2023 شمار دارندگان خودروهای برقی جدید 11 درصد افزایش یافته است. با در دسترس قرار گرفتن فناوری شارژ خودروهای برقی و ورود خودروهایی با برد دورتر به بازار، این تعداد همچنان افزایش می‌یابد. باوجود افزایش قیمت سوخت گازوئیل و بنزین در دنیا، مردم به دنبال راه‌حلی برای این مشکل هستند که بهترین گزینه برای جایگزینی با خودروهای سوخت فسیلی، همین خودروهای برقی است. با توجه به کمبود ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی در دنیا، در سال جاری این مراکز شارژ مخصوص رشد 45.6 درصدی داشته و انتظار می‌رود این رشد در سال آینده هم ادامه داشته باشد.
سلطه تسلا بر فضای شارژی خودروهای برقی
یکی از معایب داشتن خودروی برقی غیر از مدل تسلا، دسترسی به شارژرهای عمومی در سطح شهرهاست. شبکه شارژرهای تسلا مکان‌های راحت‌تری را برای شارژ در اختیار داشته و عملکرد بهتری دارند. از سال 2024 قرار است کمپانی تسلا شبکه‌ای را برای شارژ خودروهای برقی غیرتسلایی راه‌اندازی کند؛ این بدان معناست که صاحبان خودروهای برقی از کمپانی‌های مختلف غیرتسلایی، می‌توانند از آداپتور جدید موسوم به Magic Dock استفاده کرده و از مزایای شبکه سوپرشارژر تسلا بهره‌مند شوند. این همان جادویی است که می‌تواند تسلا را به جایگاه برتر در صنعت شارژ خودروهای برقی ارتقا دهد.
در مقایسه کمپانی‌های دنیا از منظور تولید خودروهای برقی، کمپانی تسلا با ارزش 784 میلیارد و 300 میلیون دلار با تفاوت فاحشی که نسبت به سایر کمپانی‌ها دارد، رتبه نخست را کسب کرده است. این در حالی است که ارزش بازار دومین کمپانی دنیا یعنی «لی اوتو» چین تنها 40 میلیارد و 630 میلیون دلار ارزیابی شده است. آمارها حکایت از آن دارد که سهم بازار تسلا در سه ماهه سوم 2023 حدود 50 درصد گزارش شده که در مقایسه با سهم 59 درصدی در سه ماهه دوم 2023 و نسبت به سهم 64 درصدی در سه ماهه سوم 2022 روند کاهشی را نشان می‌دهد.
فناوری‌هایی برای خودروهای برقی
در بازار خودروهای برقی، فناوری حرف اول را می‌زند که این خودروها را نسبت به نمونه‌های مشابه، متمایز کرده است. فناوری‌های روز دنیا که در این خودروها به کار گرفته می‌شوند، به داشتن محیط زیستی پایدارتر و پاک‌تر هم کمک می‌کند.
مواد کامپوزیتی: با استفاده از یکی از پیشگام‌ترین سازمان‌ها و خودروها در صنعت خودروهای الکتریکی، مواد کامپوزیتی نه‌تنها قادرند وزن خودرو را تا حد زیادی کاهش دهند، بلکه آنها را پایدارتر هم می‌کنند. کمپانی‌های سازنده خودروهای برقی از کربن ورقه‌ای برای مدل شاسی‌بلند خود، از یک ماده قابل بازیافت نهایت استفاده را می‌برند. از دلایل استفاده از کامپوزیت‌ها در این خودروها، این است که باتری‌های خودروهای برقی 15 تا 20 درصد بیشتر از موتورهای گازسوز وزن دارند. وزن یک خودرو به طور مستقیم بر بهره‌وری انرژی، زمان شتاب، سهولت در حمل و نقل و عملکرد کلی آن تأثیر می‌گذارد.
از این رو استفاده از مواد کامپوزیتی مصرف انرژی را هم به حداقل می‌رساند. مواد کامپوزیتی سبک مانند پلیمرهای تقویت‌شده با فیبر کربن می‌توانند در ساخت محفظه‌های باتری به‌کار روند. کامپوزیت‌های سبک‌وزن هم به کاهش وزن کلی بسته باتری و هم به بهبود بهره‌وری انرژی و کم‌مصرف شدن خودرو، کارایی بالا و افزایش بُرد خودرو کمک می‌کنند، بنابراین مهم است که بدنه باتری با استفاده از مواد سبک برای افزایش برد خودرو تولید شود.
سیستم پیشرفته دستیار راننده (ADAS): با ایجاد امکانات جدید در خودروهای برقی، سیستم‌های کمک‌راننده پیشرفته درحال‌حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند و راه را به‌سمت قابلیت‌های خودمختار بودن خودروهای برقی پیش‌می‌برند. این راه‌حل‌ها در سطوح مختلفی ارائه می‌شوند و نه‌تنها راحتی و آسایش بیشتری را برای رانندگان خودروهای برقی هنگام سفر در جاده فراهم می‌کنند، بلکه خودروهای آنها را ایمن‌تر می‌کنند و باعث می‌شوند خودرو ایمن‌تر در جاده حرکت کند. این سیستم ترکیبی از ویژگی‌هایی است که به رانندگان کمک می‌کند با امنیت بالاتری در جاده حرکت کنند. طراحی این سیستم باید آنچه را که در مقابل آنها قرار دارد، مشاهده کند و آنچه را که در اطراف خود می‌بیند، درک کند. خودروهای برقی که بسیاری از آنها خودروهای خودران هستند، مجهز به سیستم adas هستند که هدف نهایی آن انجام تمام کارهایی است که یک انسان به‌عنوان راننده انجام می‌دهد مانند جهت‌یابی با استفاده از GPS، تشخیص اشیا ازجمله عابران پیاده و سایر موانع، تغییر خط ایمن، تشخیص علائم راهنمایی و رانندگی، شتاب و کاهش سرعت با ترمز اضطراری خودکار (سیستم کروز کنترل تطبیقی) و نیز چرخش خودکار با سیگنال.
زیرساخت شارژ عمومی: یکی از ضروری‌ترین فناوری‌هایی است که درحال‌حاضر با توجه به حجم بالای تولید خودروهای برقی در دنیا، نیاز به ایجاد زیرساخت‌های کافی برای شارژ خودروهای برقی است. در این راستا برخی کشورها برنامه‌ریزی‌هایی برای ایجاد زیرساخت شارژ عمومی خودروهای برقی طراحی کرده‌اند که استخوان‌بندی این صنعت را شامل می‌شود و به راننده‌ها این امکان را می‌دهد که از سفر خود لذت ببرند. Ionity بزرگ‌ترین شبکه پرقدرت شارژ خودروهای برقی در اروپاست که کمپانی‌های مختلفی چون گروه فورد موتور، فولکس واگن، مرسدس بنز، هیوندای و بی‌ام‌دبلیو هم به این شبکه پرقدرت پیوسته‌اند.
سیستم‌های سرگرمی دیجیتال: اتصال به اینترنت از عوامل اصلی تمایز خودروهای مجهز به باتری است؛ چراکه فقدان موتور، راه را برای ایجاد تغییراتی متمایز نسبت به سایر خودروها باز می‌کند. در جدیدترین مدل‌های خودروهای برقی که با باتری انرژی لازم را برای حرکت کسب می‌کنند، از قابلیت اتصال به اینترنت استفاده شده تا رانندگانی که در زندگی روزمره خود از تلفن‌های هوشمند، تبلت و بسیاری دیگر از خدمات آنلاین بهره می‌برند، بتوانند داخل خودرو هم از این شیوه‌های اتصال برخوردار شوند. درواقع این سیستم، سیستم یکپارچه‌ای در داخل خودرو است که سرگرمی و دریافت اطلاعات را برای سرنشینان داخل خودرو فراهم می‌کند. این سیستم مجهز به ویژگی‌هایی چون پخش‌صوتی و ویدئویی، مسیریابی، اتصال به اینترنت و قابلیت‌های ارتباطی است. با افزایش تقاضا نسبت به این فناوری‌ها، شرکت‌ها تلاش کرده‌اند سیستم‌های هوشمندی را طراحی کنند که بتوانند مفاهیم و خدمات شخصی‌سازی‌شده‌ای را مورد استفاده قرار دهند. انتظار می‌رود با استفاده از فناوری 5G و اینترنت اشیای داخل خودروهای برقی، بتوان این خودروها را متحول کرد تا دسترسی گسترده‌تری به مفاهیم و خدمات ایجاد شود.
سیستم مدیریت باتری: به‌طورکلی دما تاثیر قابل‌توجهی روی کارایی باتری‌ها می‌گذارد و خودروهای برقی بدون‌مدیریت حرارتی قادر نخواهند بود به بُردی که باید دست پیدا کنند. برای اینکه این قبیل خودروها بتوانند نهایت استفاده را از شارژ باتری‌های تعبیه‌شده داشته باشند، نوعی سیستم مدیریت باتری برای آنها طراحی شده است که درواقع نوعی سیستم یکپارچه الکترونیک است که برای کنترل، پایش و بهینه‌سازی عملکرد باتری در خودروهای برقی تعبیه شده‌اند. هرچه سلطه خودروهای برقی در بازار خودروی دنیا بیشتر می‌شود، نقش این سیستم در بهبود عملکرد باتری این خودروها بیشتر احساس می‌شود و طول عمل باتری‌ها نیز افزایش می‌یابد. این سیستم‌های یکپارچه به قدری اهمیت دارند که میانگین رشد سالانه آن 16.2 درصد اعلام شده است به‌طوری که ارزش بازار آن از هفت‌میلیون و 500 هزار دلار در سال 2023 به 21 میلیون و 500 هزار دلار در سال 2030 خواهد رسید.
موتور الکتریکی: موتور الکتریکی نوآوری کلیدی و مهمی است که بدون آن، وجود خودروهای برقی ممکن نمی‌شد. موتور الکتریکی با ارائه مزایای بسیاری نسبت به موتور احتراق داخلی سنتی، قلب خودروهای برقی آینده هستند که حضور آنها به کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، عملکرد آرام‌تر و عدم انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌انجامد. از منظر عملکرد خودرو، موتور الکتریکی به رانندگان، شتاب بالا و سطح بالاتری از گشتاور را می‌دهد و باعث می‌شود نسبت به سایر خودروهایی که با سوخت کار می‌کنند، سریع‌تر و بهتر واکنش دهند. قدرت موتورهای الکتریکی هم مانند سایر خودروها برحسب کیلووات اندازه‌گیری می‌شود. این موتورها می‌توانند حداکثر گشتاور خود را در محدوده وسیعی ارائه دهند. بازده شارژ بسته به نوع شارژر بسیار متفاوت است و انرژی، طی فرآیند تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی از بین می‌رود.
سیستم ترمز: سیستم ترمزی که در خودروهای برقی استفاده می‌شود نوعی سیستم بازیابی انرژی جنبشی نامیده می‌شود و در خودروهای برقی می‌تواند به روش‌های مختلفی مورد استفاده قرار گیرد. ابتدایی‌ترین شکل این سیستم ترمز، بازیابی از دست دادن انرژی پتانسیلی است و زمانی اتفاق می‌افتد که راننده پای خود را از روی پدال گاز برداشته و موتور کششی در حالت معکوس برای گرفتن انرژی جنبشی استفاده می‌شود. این سیستم ترمز را می‌توان براساس تعیین محدودیت‌های اولیه برای میزان این نوع سیستم ترمز، از سوی راننده و تعیین ترمز براساس شرایط باتری تنظیم کرد. این نوع ترمز باعث کاهش سرعت خودرو می‌شود اما آن را کامل متوقف نمی‌کند. برای توقف، این سیستم ترمز باید با ترمز هیدرولیک معمولی ترکیب شود. این نوع ترمز همچنین به راننده کمک می‌کند که هنگام رانندگی در انرژی صرفه‌جویی کند.
باتری‌های حالت جامد: زمان شارژ سریع، از مهم‌ترین تقاضاهایی است که از سوی صاحبان خودروهای برقی مطرح می‌شود و یکی از چالش‌های باتری‌های حالت جامد به‌شمار می‌رود. یون‌های لیتیوم در باتری‌هایی که درحال‌حاضر در باتری‌های خودروهای برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند، زمان بیشتری برای حرکت در یک ماده سخت نسبت به یک مایع نیاز دارند. این امر باعث می‌شود دریافت انرژی بیشتر طول بکشد، زمان شارژ را کندتر می‌کند و باعث آزاد شدن کندتر انرژی می‌شود که شتاب خودرو را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد اما تولیدکنندگان باتری‌های حالت جامد مدعی هستند که در باتری‌های حالت جامد از مایع و نه الکترولیت استفاده می‌شود و می‌توانند حتی سریع‌تر از باتری‌های لیتیوم یون معمولی شارژ شوند. باتری‌های حالت جامد به‌دلیل دارا بودن لیتیوم بیشتر قیمت بالایی دارند اما با یافتن منابع بیشتر قیمت لیتیوم کاهش می‌یابد.
