İçten yanmalı motorlu araçlardan elektrikli araçlara olan geçiş çoktan başladı ve her geçen gün de bu geçiş hızlanmaktadır. Peki elektrikli araçlar nasıl çalışıyor? İlk elektrikli araç ne zaman trafiğe çıktı? Gelin tüm bu soruların cevabını ve daha fazlasını içeriğimizde beraber inceleyelim.
Elektrikli Araç Nedir?
Şarj edilebilir bir batarya veya yakıt pili, güneş paneli gibi portatif bir elektrik enerjisi kaynağından güç alan bir elektrik aktarım sistemiyle çalışan araçlara elektrikli araç denir.
Elektrikli Aracın Tarihi
İlk elektrikli araçlar 19. yüzyıl sonları ve 20. yüzyıl başlarında üretildi. Aynı tarihlerde fosil yakıtlı içten yanmalı motorla çalışan arabalar da piyasaya sürüldü. Bu iki farklı araç türü arasında büyük bir rekabet başladı. Ancak o dönemde batarya teknolojisi ve elektrik motor sistemleri çok ilkeldi. Bu da elektrikli araçların uzun şarj sürelerine ve kat ettiği mesafelerin çok kısa olmasına yol açıyordu. Bu yüzden fosil yakıtlı araçlar bu yarışı kazanarak insanlığın bugüne kadar kullandığı vazgeçilmez araçları oldu.
Elektrikli araçların tarihi sanılandan çok eski bir tarihe dayanıyor. Öyle ki, 1900 yılında ABD’de satılan 4200 otomobilin, 1681’i buharlı, 1575’i elektrikli, 936’sı ise içten yanmalıydı.
1917 yılına geldiğimizde ise otomobil piyasasında durum tam olarak tersine dönmüştü. Trafikte yer alan 50.000 elektrikli otomobile karşın 3,5 milyon içten yanmalı motora sahip otomobil bulunmaktaydı. Buharlı otomobiller de tamamen piyasadan kalkmıştı. 1899 yılında elektrikli araçlar günlük ulaşım ihtiyacını iyi bir şekilde karşılayabiliyordu. Elektrikli otomobiller hem güçlü olması hem de diğer araçlara göre daha iyi frenleme sistemine sahipti. Fakat sürüş menzilinin 60 km gibi bir mesafe ile sınırlı olması ve sürekli düzenli aralıklarda akü bakım veya değişim gerektirmesi bu araçların o dönem piyasadan çekilmesinin en belirgin nedenleri arasındadır.
Elektrik hatlarının şehirler arasında pek yaygın ve gelişmiş olmaması da kısa menzile sahip elektrikli otomobillerde yolda şarj problemine sebep oluyordu. Kullanılan elektrik motorunun da küçük ve kullanışlı olmaması ve düzenli olarak değiştirilmesi gereken kurşun asit akülerin pahalılığı nedeniyle de elektrikli otomobiller piyasadan silindi ve sonraki 100 yıl gündeme gelmedi. Günümüzde ise hala bu tarz problemler olsa da elektrik araç teknolojisi çok gelişti ve giderek de günlük hayatta yaygınlaşmaya başladı.
Onlarca yıl süren batarya, motor ve güç elektroniğindeki araştırma geliştirmeler sonucu bu sistemlerin daha verimli hale getirilmesiyle elektrikli araç sistemleri yeniden ön plana çıktı. Günümüzde ise 1 saatten daha az bir süreyle şarj olup yaklaşık 500 km yol katedebilen elektrikli araçlar mevcut.
Elektrikli Araç Bileşenleri Nelerdir?
Elektrikli araçlar, standart araçlara göre çok farklı sistem bileşenlerine sahiptir. Elektrikli otomobillerin en temel bileşenleri şu şekildedir:
- Elektrik motoru
- Batarya Sistemi
- Glikol bazlı batarya soğutucusu
- Yedek batarya
- Kontrol ünitesi
- Sıcaklık kontrol sistemi
- Akım dönüştürücüsü
- Araç içi şarj ünitesi
- Şarj girişi
- Güç elektroniği kontrolcüsü
- Aktarım organları
- Standart araç aksamları
Elektrikli Araç Nasıl Çalışır?
Elektrikli araçların çalışma prensibini şimdi madde madde size açıklayalım.
- Lityum-Ion bataryalarda depolanmış DC elektrik enerjisi, elektrik motoruna bağlı invertöre aktarılır.
- İntervörde DC elektrik, 3 fazlı AC motoru çalıştıracak AC elektrik enerjisine dönüştürülür.
- Elektrik motorunun çalışması ile de tekerlekler dönmeye başlar.
- Batarya voltajı belirli bir seviyenin altına düştüğünde ise şarj istasyonunda araç şarj edilir.
- Şarj istasyonundan gelen elektrik de DC-DC düzenleyici ile bataryaları şarj eder.
- İnvertör ile elektrik motoru arasında yer alan dişli kutusu ile de aracın tork ve hız ayarı yapılabilir.
- Bataryalar glikol sıvı soğutma sistemi ile soğutularak daha uzun bir çalışma ömrü sağlanır.
- Rejeneratif fren sistemi ile daha güvenli bir sürüş sistemi sağlar.
Aşağıdaki videoda Tesla Model 3 üzerinden elektrikli araçların çalışma prensibini izleyebilirsiniz. Videoda Türkçe alt yazı da mevcut.
Elektrik Araçların Avantajları
Elektrikli araçların sürdürülebilirlik, uygunluk, verimlilik ve ekonomik alanlarında birçok avantajı vardır.
- Elektrikli araçlar çevre dostudur ve sıfır egzoz emisyonuna sahiptirler.
- Karbondioksit (CO2) , kükürtdioksit ve azotdioksitin şehirlerde neden olduğu hava kirliliğini düşürürler.
- Elektrikli araçlar yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen elektrikle şarj edilebilirse kullanımının her aşamasında sıfır emisyona sahip olabilir.
- Elektrikli araçlar yenilenebilir enerjiye geçişte çok önemli bir role sahiptir. Bünyesindeki bataryalar ile enerjiyi depolayabildiği için gündüzleri güneş enerjisiyle, geceleri de rüzgar enerjisi ile doğrudan şarj edilebilir.
- Rejeneratif fren sistemi ile güvenli bir sürüş sağlar.
- Elektrikli araçlar, yüksek tork ve beygir gücü sağlar.
Elektrikli Araçların Dezavantajları
- Elektrikli araçlar batarya ve diğer yüksek teknolojik ürünlere sahip olduğu için maliyetlidir.
- Yüksek tork ve beygir gücü sağlasa da bu performansı kısa bir süre için sağlar.
- Elektrikli araçların şarjı için kullanılan elektrik enerjisi fosil yakıtlı güç santrallerinden üretiliyorsa, bu araçlar çevreye yarardan çok zarar verir.
- Elektrikli araçları şarj edecek, şarj istasyonlarının verimli bir şekilde kurulup yaygınlaşması ve bunları besleyen elektrik alt yapısının güçlendirmesi yüksek maliyet gerektirir.
Sonuç
Elektrikli araçlar hiç şüphesiz gelecekte içten yanmalı araçların yerini alabilecek en iyi alternatif konumundadır. Ülkelerin petrole olan bağlılığın azaltılmasında ve doğaya salınan karbon miktarının azaltılmasında önemli bir rol oynamaktadır. Ancak elektrikli araçların sürdürülebilir olması, şarjı için kullanılan elektriğin de yenilenebilir kaynaklardan üretilmesine bağlıdır. Bu sebepten de ülkeler öncelikle enerji sistem yapısını sürdürülebilir bir hale getirip, elektrikli araçları yaygınlaştırmalıdır. Elektrikli araçların çevre dostu olması da buna bağlıdır.
