کاربرد شمش نقره در صنعت خودرو های برقی
کاربرد شمش نقره در صنعت خودرو های برقی
گسترش استفاده از خودروهای فسیلی، چالش های بسیار زیادی به ویژه برای محیط زیست به وجود آورده است. از اینرو تمرکز جوامع مدرن بر حذف این خودروها و جایگزین کردن خودرو های برقی به جای آنها است. فرایند تولید و شیوه عملکرد خودروهای برقی بسیار متفاوت از خودروهای فسیلی است. از طرف دیگر دنیای علم بر توسعه و پیشرفت این خودروها متمرکز شده است. به طوری که با استفاده از فلزات گرانبها همچون نقره در تلاش برای بهینه سازی این محصول است. در این مقاله صنعت خودروهای برقی و نقش شمش نقره در روند ساخت آن مورد بررسی قرار گرفته است.
خودروهای فسیلی و چالش های آنها
قبل از پرداختن به خودروهای برقی و نقش شمش نقره در ساخت آنها، لازم است معایب و چالش های خودروهای فسیلی مورد بررسی قرار گیرد. همانگونه که بر همگان مشهود است، سوخت مورد نیاز خودروهای دیزلی از سوخت های فسیلی که منابع محدودی دارند، تامین می شود. این خودروها سوخت دریافتی خود را به صورت آلاینده های محیط زیست منتشر می کنند. از اینرو استفاده از آنها با چالش های بسیار زیادی همراه است که از جمله ی آن می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- خودروهای فسیلی در طول فعالیت خود مقادیر بسیار زیادی اکسید نیتروژن، ذرات معلق و ترکیب آلی فرار را تولید می کنند. مواد ذکر شده به واسطه افت کیفیت هوا منجر به بروز بیماری های تنفسی می شوند. از طرف دیگر چرخه طبیعت را نیز دستخوش تغییرات شگرفی می کنند.
- موتور احتراق داخلی این خودروها در حین شتاب گیری سر و صدای زیادی ایجاد می کند که موجب آلودگی صوتی می شود.
- انتشار گازهای گلخانه ای، یکی دیگر از چالش های استفاده از خودروهای فسیلی است که موجب گرم شدن کره زمین و تغییرات آب و هوایی شده است.
- سوخت فسیلی در دسته منابع تجدید ناپذیر قرار دارد و حجم زیادی از آن، توسط این خودروها به گرما تبدیل می شود و به هدر می رود. از طرف دیگر روند تولید و عرضه این خودروها در گرو قیمت جهانی نفت و همچنین شرایط اقتصادی و سیاسی حاکم بر جهان است. دلیل بسیاری از جنگ های خاورمیانه نیاز به سوخت های فسیلی و تلاش دولتمردان برای کسب سهمیه بیشتر است.
خودروهای برقی و مزایای استفاده از آن
امروزه تولید و طراحی خودروهای برقی مورد توجه بسیاری از فعالان صنعت خودروسازی قرار گرفته است. در ساختار این خودروها از باتری های قابل شارژ استفاده می شود. از اینرو عملکرد آنها نه تنها به سوخت فسیلی وابسته نیست بلکه با محاسن زیر نیز همراه است.
- اولین و مهمترین حسن استفاده از خودروهای برقی، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و به تبع آن بهبود کیفیت هوا است. به دلیل عدم وابستگی این خودروها به سوخت فسیلی، تولید آلاینده های آنها صفر است. این امر نه تنها به محیط زیست کمک شایانی می کند، بلکه سلامت انسان ها و کاهش بیماری های حاصل از سوخت های فسیلی را نیز در پی خواهد داشت.
- برق در دسته منابع تجدیدپذیر و در دسترس قرار دارد. به همین دلیل استفاده از این خودروها می تواند پایان نبرد بر سر سوخت های فسیلی باشد.
- استهلاک بالای خودروهای فسیلی، هزینه های جانبی آنها را افزایش داده است. خودروهای برقی به دلیل استفاده کمتر از قطعات متحرک، نیاز به تعمیر کمتری دارند. موتور آنها از تعویض روغن بی نیاز است. از طرف دیگر پارگی و سایش در لنت ترمز آنها به ندرت رخ می دهد. حذف سرویس دهی و تعمیر گیربکس و سیستم اگزوزی از دیگر مزایای خودروهای برقی است. به همین دلیل می توان مدعی شد که هزینه نگهداری از این خودروها به مراتب کمتر از خودروها فسیلی است.
- خودروهای فسیلی بخشی از انرژی دریافتی خود را صرف حرکت می کنند و مابقی آن را به صورت گرما هدر می دهند. در نقطه مقابل خودروهای برقی صد درصد انرژی ذخیره شده خود را به نیروی حرکت تبدیل می کنند. از طرف دیگر سیستم ترمز احیا کننده این خودروها، انرژی جنبشی حاصل از کاهش سرعت و ترمز را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند و آن را به چرخه حرکت خودرو و ذخیره باتری بر می گرداند.
- خوردهای برقی شتاب بالایی دارند به همین دلیل رانندگی با آنها متفاوت و هیجان انگیز است. از طرف دیگر حالت های مختلفی برای رانندگی با این خودروها در نظر گرفته شده است. به طور مثال حالت اکونومیک مصرف انرژی را بهینه می کند و حالت اسپورت شتاب خودرو را افزایش می دهد.
- خودروهای برقی کاملا بی صدا هستند به همین دلیل استفاده از آنها هیچ گونه آلودگی صوتی را به وجود نمی آورد.
- خودروهای برقی در دسته خودروهای جوان قرار دارند. به همین دلیل در آینده نزدیک می توان شاهد پیشرفت چشمگیر این خودرو ها بود. بدون شک این خودروها می توانند در مسیرهای طولانی با مصرف کمترین مقدار انرژی به یک ابرقدرت در حوزه صنعت حمل و نقل تبدیل شوند.
بررسی نحوه کار خودروهای برقی
به منظور بررسی نحوه کار خودروها برقی لازم است که بخش های مختلف این خودرو مورد بررسی قرار گیرد.
باتری:
باتری های مورد استفاده در خودروهای برقی، لیتیوم یون پیشرفته است. استفاده از این باتری ها در دستگاه الکترونیکی بسیار متداول است. باتری ها به واسطه قابلیت ذخیره انرژی در خود، می توانند انرژی مورد نیاز خودرو را برای طی مسافت های طولانی تامین کنند. به طور معمول آنها انرژی لازم برای طی مسافتی حدود 520 کیلومتر را فراهم می کنند. دنیای علم در تلاش است با استفاده از شمش نقره، قابلیت های این خودروها را افزایش دهد.
موتور الکتریکی:
موتور الکتریکی وظیفه دارد انرژی لازم برای حرکت چرخشی خودرو را فراهم کند. بدین منظور جریان مستقیم الکتریسیته از باتری به Inverter منتقل می شود تا جریان برق DC را به AC تبدیل کند. سپس موتور، جریان برق AC را به حرکت چرخشی تبدیل می کند و آن را به روتور انتقال می دهد. در همان لحظه ی شروع حرکت، موتورهای الکتریکی قادر به تولید حداکثر گشتاور هستند. همچنین میزان هدر رفت انرژی آنها تقریبا صفر است.
ترمز احیاکننده:
این تکنولوژی نه تنها پیمایش خودروهای برقی را افزایش می دهد، بلکه اثر مثبتی بر حفظ محیط زیست و ذخیره انرژی دارد. در هنگام ترمز یا کاهش سرعت، ترمزهای احیاکننده نقش خود را معکوس می کنند و به ژنراتور تبدیل می شوند. در واقع کاهش سرعت، موجب کندتر شدن سرعت حرکت موتور و و ذخیره انرژی جنبشی در باتری می شود. این امر علاوه بر جلوگیری از پارگی و سایش ترمز، عمر لنت را نیز افزایش می دهد.سیستم کنترل
سیستم کنترل، وظیفه ی مدیریت، بهینه سازی و توزیع نیرو را بر عهده دارد. این سیستم از شبکه پیچیده نرم افزاری و سخت افزاری تشکیل شده است. مهمترین بخش این سیستم، واحد کنترل نیرو (PCU ) است که سرعت موتور، ولتاژ باتری و دما را مورد بررسی قرار می دهد. بخش دیگر این سیستم، کنترل پایداری الکترونیکی یا ESC است که وظیفه ی کنترل سرعت چرخ، زاویه فرمان و شتاب جانبی را بر عهده دارد.
کاربرد نقره در صنعت خودرو های برقی
شمش نقره نقش مهمی را در صنعت خودروهای برقی ایفا می‌کند و انتظار میرود این نقش در آینده نزدیک نیز پررنگ تر شود. شمش نقره یا ساچمه نقره، به دلیل خواص منحصر به فرد خود، در طیف گسترده‌ای از اجزای کلیدی این وسیله ی نقلیه مورد استفاده قرار می گیرد که در ادامه به برخی از آنها اشاره می شود.
آند باتری:
استفاده از نقره، به عنوان جایگزینی برای کبالت در آند باتری های لیتیوم یونی، در حال بررسی است. کبالت، ماده‌ای سمی و کمیاب است که استخراج آن می‌تواند پیامدهای زیست محیطی منفی داشته باشد. نقره از طرفی، نه تنها سمی نیست، بلکه قابلیت بازیافت بالایی نیز دارد. همچنین نقره به دلیل قابلیت رسانایی الکتریکی بالا، کاربرد گسترده ای در ساخت رساناهای باتری‌ها، به ویژه در اتصالات بین سلول‌ها دارد. همچنین از آن می توان در سیستم مدیریت باتری یا BMS نیز استفاده کرد.
سیم‌پیچی:
سیم‌های مسی که در سیم‌پیچی موتورهای الکتریکی به کار می‌روند، اغلب با لایه‌ای نازک از نقره روکش می‌شوند. این کار به افزایش راندمان و قدرت موتور کمک می‌کند.
کموتاتور:
کموتاتور، قطعه‌ای است که در موتورهای الکتریکی، جریان الکتریکی را تغییر می دهد. از نقره در ساخت برس‌های کربنی کموتاتور استفاده می‌شود تا اصطکاک و سایش را کاهش و عمر مفید موتور را افزایش دهد.
مدارات چاپی
نقره به دلیل رسانایی الکتریکی بالا و قابلیت لحیم‌کاری آسان، در ساخت مدارهای چاپی که در سیستم‌های الکترونیکی خودروهای برقی استفاده می‌شوند، به کار میرود.اتصالات:
از نقره در ساخت انواع اتصالات الکتریکی، مانند سوئیچ‌ها، رله‌ها و کانکتورها استفاده می‌شود.
سیال خنک‌کننده:
در برخی از خودروهای برقی، از نانو ذرات نقره در سیال خنک‌کننده باتری استفاده می‌شود. این ذرات به افزایش هدایت گرمایی و خنک‌سازی کارآمدتر باتری کمک می‌کنند.آینه‌ها:
از روکش نقره در آینه‌های جانبی و داخلی خودرو برقی برای افزایش بازتاب نور و بهبود دید راننده استفاده می‌شود.سنسورها:
از نقره در ساخت سنسورهای مختلف، مانند سنسورهای نور و باران استفاده می‌شود.بلندگوها:
از نقره در سیم‌پیچی بلندگوها برای تولید صدای با کیفیت بالا استفاده می‌شود.
مزایای استفاده از شمش نقره در خودروهای برقی
استفاده از شمش نقره در ساخت خودروهای برقی با مزایای بسیاری همراه است که از جمله ی آن می توان به موارد زیر اشاره کرد.
راندمان بالا:
نقره رسانایی الکتریکی و گرمایی بالایی دارد که به افزایش راندمان اجزای مختلف خودرو مانند باتری‌ها و موتورها کمک می‌کند.وزن کم:
نقره از فلزات دیگری مانند مس و طلا سبک‌تر است که می‌تواند به کاهش وزن کلی خودرو و افزایش کارایی آن کمک کند.طول عمر بالا
نقره در برابر خوردگی مقاوم است و می‌تواند در شرایط سخت محیطی قابلیت های خود را حفظ کند.قابلیت بازیافت
نقره به طور کامل قابل بازیافت است. این امر به کاهش ضایعات و حفظ منابع کمک می‌کند.
در کنار مزایای ذکر شده لازم است به چالش های استفاده از شمش نقره (یا ساچمه نقره) در ساخت خودروهای برقی نیز اشاره شود.
- نقره یک فلز گرانبها است که می‌تواند هزینه تولید خودروهای برقی را افزایش دهد.
- منابع نقره محدود است، از اینرو افزایش تقاضا برای آن در صنعت خودروهای برقی می‌تواند نوسانات قیمت را در پی داشته باشد.
اثر استفاده از شمش نقره در خودروهای برقی بر بازار معاملات آن
رشد چشمگیر صنعت خودروهای برقی در سال‌های اخیر، تقاضا برای نقره را به طور قابل توجهی افزایش داده است. این فلز به دلیل خواص منحصر به فردی مانند هدایت الکتریکی بالا، رسانایی گرمایی عالی و مقاومت در برابر خوردگی، در بسیاری از اجزای کلیدی خودروهای برقی از جمله باتری‌ها، موتورها، سیستم‌های الکترونیکی و سیم‌کشی استفاده می‌شود.
پیش‌بینی می‌شود تقاضای شمش نقره برای خودروهای برقی تا سال 2030 به طور قابل توجهی افزایش یابد. برخی تحلیلگران تخمین می‌زنند که تقاضا برای این فلز در این بخش می‌تواند تا پنج برابر نیز شود. در حالی که تقاضا در حال افزایش است، یافتن سریع منابع جدید نقره امری دشوار است. این امر می‌تواند منجر به کمبود عرضه و افزایش قیمت شمش و ساچمه نقره در بلندمدت شود.
در سال‌های اخیر، قیمت نقره به دلیل افزایش تقاضای صنعتی و سرمایه‌گذاری، به طور پیوسته در حال افزایش است. با این حال، قیمت نقره در کوتاه‌مدت می‌تواند تحت تاثیر عوامل مختلفی مانند نرخ بهره، تورم و شرایط اقتصادی کلان نوسان داشته باشد. پیش بینی می شود، پیشرفت تکنولوژی باتری‌ها و سایر اجزای خودروهای برقی بتواند بر تقاضای نقره در آینده تاثیر بگذارد. به همین دلیل است که سرمایه‌گذاران، نقره را سبد سرمایه گذاری خود قرار داده اند. این امر بر افزایش تقاضا و قیمت آن موثر است.
سخن پایانی
ساخت و عرضه خودروهای برقی نقطه امیدی بر پایان گرمایش زمین و آلودگی های حاصل از سوخت های فسیلی است. تولید این خودروها در مراحل اولیه خود به سر می رود و انتظار می رود پیشرفت تکنولوژی منجر به افزایش کارایی آنها شود. در این راستا استفاده از شمش نقره بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است.
شمش نقره نقشی حیاتی در توسعه و تولید خودروهای برقی ایفا می‌کند. این فلز به دلیل خواص منحصر به فرد خود، مزایای متعددی را برای این وسایل نقلیه به ارمغان می‌آورد. با این حال، چالش‌هایی مانند هزینه بالا و محدودیت منابع نیز وجود دارد که باید برای استفاده گسترده از نقره در صنعت خودروهای برقی برطرف شوند. افزایش استفاده از نقره در صنعت خودروهای برقی، تقاضا برای این فلز را به طور قابل توجهی افزایش داده است و انتظار میرود، این روند در سال‌های آینده نیز ادامه یابد. این امر می‌تواند منجر به کمبود عرضه و افزایش قیمت نقره در بلندمدت شود.
