هزینه تجزیه و تحلیل مالکیت باتری ها در خودروهای هیبریدی تمام الکتریکی و پلاگین

A cost of ownership analysis of batteries in all-electric and plug-in hybrid vehicles

چکیده

1 مقدمه

2 زمینه

3 مدل هزینه

4 نتایج

5 نتیجه گیری

منابع

چکیده

     تحول سریعتر خودروهای جاده ای از موتورهای سوخت سنتی به موتورهای برقی منجر به انجام تحقیقات گسترده و فزاینده درباره خودروهای برقی و زیرساخت های مرتبط با آنها (و توسعه آنها) گشته است. در همین زمینه در مقاله حاضر جنبه هزینه باتری ها را از دیدگاه مالک بررسی می کنیم. ما خصوصاً یک تحلیل از هزینه استفاده بهینه باتری ها را ارائه می دهیم تا نسبت هزینه-منفعت و فواصل زمانی تعویض باتری به حداکثر رسانده شود. به منظور تجزیه و تحلیل فرسایش باتری، آزمایشات مختلفی را برای خودروی برقی با باتری کامل (BEV) و خودروی برقی هیبریدی پلاگین (PHEV) انجام دادیم. نتایج نشان داد که زمانی که خودرو در حالت پایداری شارژ قرار دارد باتری خودروی برقی هیبریدی پلاگین (PHEV) دچار فرسایش بیشتری می شود؛ حالت پایداری شارژ به زمانی گفته می شود که از موتور احتراق استفاده می شود و توقف و حرکت مجدد زیادی در رانندگی رخ می دهد. از طرف دیگر، هزینه های فرسایش باتری خودروی برقی با باتری کامل (BEV) در هر سناریویی که پارامتر اصلی تأثیرگذار بر فرسایش باتری میانگین مسافت طی شده روزانه (بر حسب مایل) است، عموماً نزدیک به بهینه است.

زمینه
     اغلب خودروهای برقی (EV) را می توانیم در دو گروه بزرگ طبقه بندی کنیم: خودروهای برقی (باتری دار) و خودروهای برقی هیبریدی، که در گروه دوم هنوز هم موتور احتراق داخلی سنتی به عنوان منبع قدرت اصلی حفظ شده است. این گروه ها نیز به نوبه خود به زیرگروه هایی تقسیم می شوند. گروه اول زیرگروه های خودروهای برقی با باتری کامل (BEV) و خودروهای برقی با محدوده گسترش یافته (BEVx یا REEV) را شامل می گردد. گروه دوم نیز زیرگروه های خودروهای برقی تمام هیبریدی (FHEV یا HEV)، خودروهای برقی هیبریدی پلاگین (PHEV) و خودروهای برقی نیمه هیبریدی (MHEV) را شامل می گردد (به ترتیب رنگ های سبز و آبی در شکل 1).

     همان طور که در پژوهش شرکت LMC Automotive با مسئولیت محدود (2021) گزارش شده است، تقاضای جهانی برای خودروهای برقی با باتری کامل (BEV)، خودروهای برقی تمام هیبریدی (FHEV) و خودروهای برقی نیمه هیبریدی (MHEV) عموماً به صورت یکنواخت تقسیم شده است اما تقاضا برای خودروهای برقی هیبریدی پلاگین (PHEV) حدوداً نصف تقاضا برای خودروهای برقی با باتری کامل (BEV) یا خودروهای برقی نیمه هیبریدی (MHEV) است. با این حال این توزیع به علت رشد سالانه چشمگیر (نسبت به مدت مشابه در سال قبل) در تولید و فروش خودروهای برقی (EV) ممکن است به راحتی تغییر کند و بنابراین پیش بینی سهام بازار را دشوارتر سازد.

     در حقیقت یک خودروی برقی با محدوده گسترش یافته (BEVx) دارای یک واحد قدرت کمکی (APU) سوخت است تا ماکزیمم مسافت طی شده (بر حسب مایل) را گسترش دهد. با این حال یک خودروی برقی با محدوده گسترش یافته (BEVx) هنوز هم به عنوان یک خودروی برقی با باتری کامل شناخته می شود چون استفاده کردن از یک واحد کمکی یا گزینه ذخیره سازی برای شارژ کردن باتری در مواقع تخلبه بخش عمده باتری است، و یک شرایط کارکرد نرمال به حساب نمی آید