بررسی فنی و بازار خودروهای الکتریکی (معرفی)

1- معرفی انواع خودرو

1-1- خودروی الکتریکی

خودروی الکتریکی، خودرویی است که سیستم حرکتی آن توسط موتور الکتریکی کارکرده و برق را از طریق باطری قابل شارژ دریافت می‌کند.
در این خودروها، بسته به ورودی‌هایی که از طریق پدال‌های گاز و ترمز اعمال می‌شوند، کنترل‌کننده‌ی خودروی الکتریکی، سیگنال کنترل مناسبی را به مبدل الکترونیکی قدرت ارسال می‌کند که وظیفه‌ی مبدل الکترونیکی قدرت، تنظیم توان جاری‌شده بین موتور الکتریکی و منبع انرژی می‌باشد. انرژی بازیافت شده از ترمز خودرو می‌تواند در منبع انرژی ذخیره شود، زیرا منبع انرژی قابلیت پذیرش این انرژی را دارد. اکثر باتری‌های وسایل نقلیه‌ی الکتریکی به آسانی توانایی پذیرش انرژی بازیافت شده را دارند. واحد مدیریت انرژی با کنترل‌کننده‌ی وسیله نقلیه همکاری می‌کند تا انرژی به‌دست‌آمده از ترمز را کنترل کند. این بخش همچنین با واحد سوخت‌گیری در ارتباط است تا میزان قابلیت استفاده از منبع انرژی را کنترل کند. خودروهای الکتریکی و نحوه‌ی عملکرد آن‌ها در ادامه به‌تفصیل توضیح داده شده است.

1-2- خودروی هیدروژنی

خودرو هیدروژنی به وسایل نقلیه‌ای اطلاق می‌شود که از هیدروژن به‌عنوان سوخت مصرفی برای تولید نیروی محرکه موتور استفاده می‌کند. موتور خودروهایی هیدروژنی انرژی شیمیایی هیدروژن را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده یا با سوزاندن هیدروژن در یک موتور درون‌سوز این نیرو را تأمین می‌نمایند. گونه‌ای دیگر از موتورهای هیدروژنی نیز از طریق واکنش هیدروژن با اکسیژن در یک سلول سوختی، نیروی موردنیاز موتورهای الکتریکی را تأمین می‌کند. استفاده گسترده از هیدروژن برای سوخت‌رسانی در حمل‌ونقل، به‌عنوان یکی از عناصر کلیدی در اقتصاد هیدروژن بشمار می‌آید.

هدف از تولید خودروهای هیدروژنی ایجاد یک چرخه سبز و بدون تولید آلودگی است. هیدروژن موردنیاز نیز باید از راه‌هایی تولید شود که آلودگی را به محیط‌زیست تحمیل نکند؛ اما تولید هیدروژن فرآیند بسیار سختی دارد. بهترین راه برای به دست آوردن گاز هیدروژن استفاده از الکترولیز برای جدا کردن هیدروژن و اکسیژن در آب است. شایان‌ذکر است که این روش در حال حاضر صرفه اقتصادی ندارد.

علاوه بر روش مذکور، تغییر ساختار گاز طبیعی راهکار دیگری است که می‌توان برای تولید هیدروژن از آن استفاده کرد، اما نکته منفی این روش تولید آلودگی است. در این روش دمای بخار آب در حدود ۷۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد و در این مرحله بخار با گاز متان مخلوط می‌شود که نتیجه آن تولید مونوکسید کربن و هیدروژن در کنار مقدار کمی دی‌اکسید کربن است. در حال حاضر بیش از ۹۵ درصد از هیدروژن تولیدشده در جهان از این روش به دست می‌آید.

خودروهای هیدروژنی همچون سایر خودروها برای تأمین انرژی موردنیاز خود به وجود ایستگاه‌هایی در فواصل مشخص نیازمند هستند، اما در حال حاضر ایستگاه‌های عرضه هیدروژن بسیار کم بوده و فاصله زیادی با هم دارند. ازجمله دلایل عمده‌ای که باعث کمبود ایستگاه‌های عرضه هیدروژن شده می‌توان به عدم تقاضا و همچنین گران بودن تأسیس چنین ایستگاه‌هایی اشاره کرد. ایستگاه‌های تأمین هیدروژن به دلیل چالش‌های انتقال هیدروژن مایع، هزینه‌ای یک تا دو میلیون دلاری را در بر دارند.

1-3- خودروی بنزینی

خودروی بنزینی به خودرویی گفته می‌شود که از بنزین به‌عنوان سوخت اصلی استفاده می‌شود. ماشین‌های بنزینی دارای یک موتور احتراق داخلی هستند که در آنجا سوخت سوزانده می‌شود. در خودروهای بنزینی نحوه کار به این صورت است که ابتدا پیستون پایین آمده تا سوخت را مکش کند که به این مرحله ” مکش ” میگویند در مرحله بعد پیستون از پایین به بالا حرکت می‌کند تا سوخت را متراکم سازد. سپس مرحله قدرت یا انفجار اتفاق میافتد در این مرحله سوخت متراکم شده با جرقه شمع موجود در سر سیلندر مشتعل شده و منفجر می‌گردد و پیستون را به سمت پایین هل می‌دهد سپس پیستون باز به سمت بالا آمده و سوپاپ دود باز می‌شود و این بار پیستون , دودها را به سمت بیرون هل می‌دهد که مرحله ” تخلیه ” اتفاق می‌افتد. افزایش نیروی حاصل از روند احتراق منجر به حرکت چرخ‌ها ، و به همین ترتیب منجر به حرکت ماشین می‌شود.

بااین‌حال، این اتومبیل‌های بنزینی بسیار ناکارآمد هستند و به علت ماهیت طراحی موتور احتراق ۶۰٪ از انرژی خود را اتلاف می‌کنند. اتومبیل‌های بنزینی دی‌اکسید کربن را به‌عنوان ناسالم‌ترین آلاینده تولید می‌کنند. ممکن است ناخالصی‌هایی نیز در سوخت وجود داشته باشد که باعث ایجاد برخی از مشکلات در موتور شود. بنزین چگالی انرژی نسبتاً بالاتری نسبت به باتری دارد. بنابراین، خودروهای بنزینی توانایی به دست آوردن سرعت بالاتر پس از یک توقف کامل در چند ثانیه را دارند.

1-4- خودروی دیزلی

خودروهای دیزلی در کنار ماشین‌هایی که با بنزین کار می‌کنند، امروزه به یکی از پرطرفدارترین انواع اتومبیل‌های معمول و پرمصرف در سطح جهان تبدیل‌شده‌اند. ماشین‌هایی که دیزلی هستند برخلاف ماشین‌هایی که بنزینی‌اند، برای سوخت نیاز به جرقه ندارند و در عوض این کار را به‌وسیله فعل‌وانفعالات شیمیایی و هوای فشرده‌شده به همراه فشار و دمای معین انجام می‌دهند‌. خودروهای دیزلی از نوع موتورهای احتراقی درون‌سوز هستند و این به آن معناست که ابتدا سوخت وارد سیلندرها و یا به‌عبارتی‌دیگر بخش اصلی موتور شده و پس از فعل‌وانفعالات شیمیایی، شروع به سوختن و تولید انرژی مکانیکی می‌کند. سپس این انرژی به انتهای پیستون‌ها که به میل‌لنگ متصل است، می‌رود و بعد باعث به وجود آمدن حرکتی به‌صورت رفت و برگشتی می‌شود که درنهایت باعث به وجود آمدن حرکات دورانی و چرخشی در میل‌لنگ می‌گردد. همین حرکات میل‌لنگ هم به‌واسطه وجود دیگر مکانیسم‌ها، به چرخ‌ها منتقل شده و درنهایت، ماشین شروع به حرکت می‌کند.از نقاط قوت موتورهای دیزلی این است که ازآنجایی‌که سوخت در داخل سیلندرها می‌سوزد، احتراقی که در درون ایجاد می‌شود، انرژی کمتری صرف می‌کند. همچنین همه‌ی این فعل‌وانفعالات در یک محل اتفاق میفتد و نتیجه هم به‌صرفه‌تر است و هم انرژی بیشتری تولید می‌کند.

موتورهای دیزلی به دو نوع، دو زمانه و چهار زمانه تقسیم می‌شوند که البته هر دو مدل، بر اساس چهار عمل اصلی که به ترتیب عبارت‌اند از: مکش، تراکم، انفجار و تخلیه عمل می‌کنند‌. فقط ممکن است که بر اساس نوع موتور، این مراحل با هم و یا جداجدا صورت بپذیرند.

سوخت خودروهای دیزلی، گازوئیل است و نسبت به دیگر سوخت‌ها، روغنی و سنگین‌تر است. همچنین دیرتر تبخیر شده و نقطه‌جوش آن نسبت به آب، بالاتر است.

با تمامی این تفاسیر، ماشین‌هایی که با موتور دیزلی کار می‌کنند علاوه بر تمامی مزایایی که دارند، معایبی همچون انتشار آلاینده‌ها و افزایش آلودگی هوا را دارند.

2- بررسی بازار

2-1-1- بازار داخلی خودروهای الکتریکی

2-1-1-1- بررسی واحدهای فعال خودروهای الکتریکی

بخش حمل‌ونقل بعد از بخش خانگی، عمومی و تجاری، در رتبه دوم مصرف انرژی قرار دارد و حدود یک‌چهارم مصرف کل انرژی را به خود اختصاص می‌دهد. فراورده‌های اصلی مورداستفاده در این بخش شامل بنزین، نفت گاز، گازوئیل، CNG و سوخت هوایی می‌باشد که با افزایش جمعیت و تعداد خودروها مصرف بنزین همواره سیر صعودی داشته است. در ادامه به بررسی واحدهای فعال در زمینه تولید خودروهای الکتریکی پرداخته شده است.

با بررسی‌های انجام‌گرفته در حال حاضر 5 واحد فعال در زمینه تولید خودروهای الکتریکی در کشور فعالیت می‌کنند. محصول اصلی تولیدکنندگان خودروی الکتریکی، مسافربری می‌باشد البته این شرکت‌ها قادر به تولید محصولات سفارشی نیز می‌باشند. همچنین لازم به ذکر است که شرکت‌های فعال در این زمینه محصولات دیگری همچون کالسکه، موتورسیکلت، آمبولانس و… نیز تولید می‌کنند. با بررسی میدانی انجام‌شده و اطلاعات اخذشده از مدیریت فروش الیز خودرو وضعیت فروش این واحد تولیدی در سال 1399 مناسب نبوده و این شرکت تنها 13 محصول در کل سال تولید نموده که هیچ‌یک از آن‌ها به فروش نرسیده است. اصلی‌ترین عامل تأثیرگذار بر روی فروش این محصولات را می‌توان کاهش گردشگران دانست. به‌گونه‌ای که کاهش گردشگران تأثیر مستقیم بر روی فروش این محصول می‌گذارد. در جدول زیر واحدهای فعال خودروهای الکتریکی ارائه شده است.

جدول واحدهای فعال خودروهای الکتریکی

ردیف

نام واحد

استان

تاریخ مجوز

نام محصول

ظرفیت (دستگاه)

1

پیشگامان خودرو پاک (دنیس خودرو)

اصفهان

29/11/1398

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

1000

2

الیز خودرو

اصفهان

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن 15-9-4 -2 نفره

متغیر

3

آریا خودرو سیمای سبز

تهران

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

4

کارمانیا

البرز

خودرو سواری

5

تفتان خودرو

مرکزی

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

با بررسی‌های انجام‌گرفته در حال حاضر واحدهای تولیدی در صورت ثبت سفارش شروع به فعالیت می‌کنند و تولید این واحدهای تولید سفارش محور می‌باشد.

2-1-1-1- مشخصات خودروهای الکتریکی تولیدشده در ایران

در جدول زیر اطلاعات و مشخصات خودروهای الکتریکی تولیدشده در کشور بر اساس نوع شرکت ارائه شده است.

جدول مشخصات خودروهای الکتریکی تولیدشده در ایران

مشخصات محصول

شرکت

وزن (KG)

مدت‌زمان شارژ

سرعت (کیلومتر)

حداکثر پیمایش با

یک‌بار شارژ در مسیر مسطح (کیلومتر)

نام شرکت

نام محصول

شرکت پیشگامان خودرو پاک
(دنیس خودرو)

6-9 نفره

740

4

40

80

12 نفره

940

4

25

80

وانت الکتریکی دو نفره

740

4

35

50

وانت الکتریکی تک نفره

270

4

20

50

14 نفره

960

4

25

80

آمبولانس

740

4

25

30

حمل متوفی

740

4

25

30

الیز خودرو (عضو گروه صنعتی دارکوب)

8 نفره

650

8

30

120

9 نفره

750

8

30

120

مینی‌بوس دور بسته

1550

28

70-80

مینی‌بوس دور باز

1300

8

28

60-80

آریا خودرو سیمای سبز

نفربر 14 نفره

1120

20

100

نفربر 14 نفره کابین‌دار

1200

25

100

گلف مدل

717

.

25

90

9 نفره کلاسیک

1180

25

100

کارمانیا

خودرو سواری ek1

1390

130

305

تفتان خودرو سبز ایرانیان

خودرو الکتریکی فرودگاهی

1300

 

45

110

خودرو الکتریکی شهری

1300

45

110

خودروی الکتریکی گردشگری و سیاحتی

1300

45

110

طرح مفهومی خودروی الکتریکی «یاس» در دانشگاه علم و صنعت ایران به زودی رونمایی می‌شود این طرح خودروی کوچک الکتریکی ۲ نفره است که با توجه به شرایط شهر تهران طراحی شده است.

 
شکل ‏1 - خودروی الکتریکی یاس

این خودرو با یک‌بار شارژ می‌تواند ۱۰۰ کیلومتر را طی کند و بالاترین سرعت آن نیز ۴۵ کیلومتر بر ساعت است. شیب خودرو نیز با توجه به شهر تهران با ۱۵ درصد شیب متوسط تعیین شده است. با توجه به پستی‌وبلندی‌های تهران نیز ارتفاع خودرو تا زمین محاسبه شده است. علاوه بر این موارد بدنه خودرو نیز به‌صورت سازه فضایی است که در پوشش آن از کامپوزیت استفاده می‌شود.

یکی از نکات جالب‌توجه درباره طرح یاس آن است که در تولید این خودرو از زنجیره تأمین داخلی استفاده می‌شود و نیازی به وابستگی به خارج از کشور نیست. البته یک یا دو قطعه باید از خارج تأمین شود، اما  پس از گذشت  یک یا دو سال از تولید، می‌توان آن‌ها را در داخل تولید کرد.

1-1-1-1- بررسی طرح‌های خودروهای الکتریکی

با بررسی‌های انجام‌گرفته و اطلاعات کسب‌شده از وزارت صمت در سال 1399، 11 طرح به‌منظور تولید خودروهای الکتریکی ارائه شده است که مجموع ظرفیت آن‌ها 312600 دستگاه می‌باشد. از 312600 دستگاه طرح تنها 4 واحد با نام‌های صنایع فناور پلاستیک سپاهان، گسترده توس، کویر خودرو دیزل، مهدی جام دارای درصد پیشرفت بالای 45 درصد می‌باشند و احتمال به بهره‌برداری رسیدن آن‌ها تا 5 سال آینده بالاتر از سایر طرح‌ها می‌باشد. مجموع ظرفیت آن‌ها 38500 دستگاه می‌باشد. در جدول زیر به بررسی طرح‌های موجود به‌منظور تولید خودروهای الکتریکی ارائه شده است.

جدول طرح‌های موجود خودرو الکتریکی (دستگاه)

نام واحد

استان

سرمایه مجوز

(میلیون ریال)

اشتغال مجوز

پیشرفت

تاریخ مجوز

نام محصول

ظرفیت

مهدی جام

سمنان

25085

51

61

30/04/1395

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

5000

کویر خودرو دیزل

سمنان

242320

300

60.71

21/06/1395

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

3000

صنایع فناور پلاستیک سپاهان

اصفهان

82498

40

54.08

16/02/1397

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

500

گسترده توس

خراسان رضوی

263689

142

47

22/01/1390

خودرو سواری الکتریکی با سرعت بیش از 30 کیلومتر

30000

مهندسی باختر نصب همدان

همدان

1173654

222

7

10/08/1396

خودروی سواری الکتریکی رده B

9000

هامون خودرو پاک شرق

سیستان و بلوچستان

40787

13

0

02/02/1399

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

100

کویر خودرو دیزل

سمنان

10637055

1500

0

25/10/1398

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

5000

علی شفیعیان

سمنان

43277

51

0

07/10/1398

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

5000

مانیان خودرو

قزوین

4359213

139

0

09/09/1398

خودروی سواری الکتریکی رده B

25000

خودروسازان جنوب

آذربایجان شرقی

4143524

5000

0

16/06/1398

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

130000

رسول وسائلی

البرز

493800

247

0

23/11/1397

خودروی الکتریکی مسافربری ویژه اماکن

100000

ایران‌خودرو دیزل

تهران

در حال همکاری با شرکت مپنا

اتوبوس الکتریکی

سایپادیزل

تهران

در حال همکاری با شرکت مپنا

خودروی سواری

تولیدی و صنعتی عقاب افشان

سمنان

در حال همکاری با شرکت مپنا

اتوبوس الکتریکی

مجموع

312600

در جدول فوق میزان هزینه سرمایه‌گذاری طرح‌های موجود نیز ارائه شده است.

1-1-1-2- میزان واردات و صادرات خودروهای الکتریکی

در این بخش به بررسی میزان واردات و صادرات خودروهای الکتریکی کشور طی سال‌های 1390-1397 با کد تعرفه 87039010 با عنوان وسایل نقلیه دارای موتور الکتریکی پرداخته شده است.

بر اساس اطلاعات اخذشده از تارنمای اتاق بازرگانی طی سال‌های 1390-1397 بیشترین واردات در سال 1395 حدود با 50 تن انجام گرفته است. بیشترین واردات خودروهای الکتریکی در سال 1395 از کشور چین انجام گرفته است.

جدول میزان واردات با کد تعرفه 87039010

سال

واردات

صادرات

مقدار (تن)

ریال

دلار

مقدار (تن)

ریال

دلار

1390

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

1391

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

1392

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

1393

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

1394

4.2

1809146999

61913

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

1395

50

8314453770

260819

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

1396

22.4

3262110240

100586

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

1397

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

در جدول زیر میزان واردات و صادرات ارابه‌های صفاف خودرو، نو، با موتور الکتریکی و ظرفیت کمتر از 5 تن با کد تعرفه 842710 ارائه شده است.

جدول – میزان واردات با کد تعرفه 842710

سال

واردات

صادرات

مقدار (تن)

ریال

دلار

مقدار (تن)

ریال

دلار

1390

4662

125,057,635,928

11,441,830

0

0

0

1391

1886

76,440,508,239

4,763,214

5

61,300,000

5000

1392

1614

143,784,261,416

5,798,513

6.3

182,421,620

7,360

1393

3165

349,568,656,327

13,128,042

8.9

1,335,650,000

50,000

1394

1722

199,479,142,383

6,727,414

3

184,177,300

6,100

1395

1653

217,867,209,099

217,867,209,099

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

1396

1708

277,725,554,643

8,048,388

2.8

1,406,272,000

38,000

1397

218

48,364,142,077

1,210,095

22.35

5,287,427,490

121,500

در جدول زیر میزان واردات و صادرات مجموع دو کد تعرفه فوق ارائه شده است.

جدول – واردات و صادرات مجموع دو کد تعرفه 842710 و 87039010

سال

واردات

صادرات

مقدار (تن)

ریال

دلار

مقدار (تن)

ریال

دلار

1390

4662

125,057,635,928

11,441,830

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

1391

1886

76,440,508,239

4,763,214

5

61300000

5000

1392

1614

143,784,261,416

5,798,513

6.3

182421620

7360

1393

3165

349,568,656,327

13,128,042

8.9

1335650000

50000

1394

1726.2

201,288,289,382

6,789,327

3

184177300

6100

1395

1703

226,181,662,869

217,867,469,918

اطلاعاتي موجود نمی‌باشد

1396

1730.4

280,987,664,883

8,148,974

2.8

1406272000

38000

1397

218

48,364,142,077

1,210,095

22.35

5287427490

121500

1-1-1-3- تراز تجاری خودروهای الکتریکی کشور

 

شکل زیر تراز تجاری خودروهای الکتریکی در طی سال‌های 1396-1397 را نشان می‌دهد.

 

 

شکل ‏2 - تراز تجاری خودروهای الکتریکی در طی سال‌های 1390-1397 با کد تعرفه 87039010 و 842710

همان‌طور که در شکل فوق نیز مشاهده می‌شود، بر اساس اطلاعات کسب‌شده طی سال‌های 1396-1397، تراز تجاری ایران همواره منفی بوده است که نشان‌دهنده آن است که ایران واردکننده این محصول بوده است.

1-1-1-1- طرح‌های مربوط به حوزه وزارت نیرو

در جدول زیر چشم‌انداز وزارت نیرو در زمینه خودروهای الکتریکی تا سال 1404 ارائه شده است.

جدول – سند چشم‌انداز وزارت نیرو تا ابتدای سال 1404

عنوان پروژه

1395

1396

1397

1398

1399

1400

1401

1402

1403

طرح ایستگاه‌های شارژ خودروی الکتریکی

تهیه و تدوین استاندارهای تجهیزات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تهیه و تدوین استاندارهای طراحی و ساخت ایستگاه‌های عمومی و خصوصی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مطالعه و برسی انواع جایگاه‌های شارژ و تجهیزات به‌کاررفته

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جابه‌جایی بهینه ایستگاه‌های شارژ عمومی با توجه به ملاحظات فنی/اقتصادی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تهیه و تدوین نرم‌افزار جابه‌جایی بهینه ایستگاه‌های شارژ عمومی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تدوین دستورالعمل‌ها و نیازمندی‌های احداث/ نصب/راه‌اندازی ایستگاه شارژ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تهیه و تدوین استانداردهای ایمنی و حفاظتی ایستگاه‌های شارژ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ایجاد حداقل زیرساخت‌های شارژ به‌منظور شارژ خودروهای عمومی الکتریکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تعیین استانداردهای مصرف انرژی و ساخت قطعات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تأمین و تبادل انرژی بین خودروهای الکتریکی و شبکه قدرت

مطالعه شبکه انتقال و توزیع قدرت

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مطالعه روش‌های مختلف تزریق و اتصال انرژی الکتریکی به ایستگاه‌ها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تعیین مدل‌های مختلف ریاضی جهت درخواست شارژ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مطالعه پیش‌ساخت‌ها و زیرساخت‌های شبکه توزیع

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بررسی تأمین انرژی موردنیاز ایستگاه‌های شارژ توسط انرژی‌های تجدیدپذیر

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مطالعه الگوهای شرکت‌های تولید و توزیع برق در خصوص گسترش خودروهای الکتریکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح کنترل و مانیتورینگ ایستگاه‌های شارژ

مطالعه و بررسی محیط مخابراتی و ارتباطی انتقال داده

 

 

 

 

 

 

 

 

 

برنامه‌ریزی شارژ خودروهای الکتریکی در محیط‌های اختصاصی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تدوین نرم‌افزار کنترل مانیتورینگ ایستگاه‌های شارژ عمومی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

استاندارد و پروتکل کنترل شارژ خودروی الکتریکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نرم‌افزار خریدوفروش انرژی در ایستگاه‌های شارژ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

سامانه شارژ بدون دخالت نیروی انسانی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بومی‌سازی فناوری سامانه‌های کنترل مانیتورینگ ایستگاه‌های شارژ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح بومی‌سازی فناوری ساخت شارژرهای خودروهای الکتریکی

مطالعه و تحقیق در زمینه شارژ سریع

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مطالعه و تحقیق در زمینه شارژر بی‌سیم خودرو

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مطالعه و تحقیق در زمینه شارژ ابر خازن

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مطالعه و تحقیق در زمینه شارژر کلاس‌های 1 و 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مطالعه و تحقیق در زمینه شارژرهای غیرمتعارف

 

 

 

 

 

 

 

 

 

توسعه تأمین‌کنندگان قطعات و لوازم ایستگاه‌های شارژ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ایجاد بستر مناسب و تسهیل شده برای انتقال فناوری ایستگاه‌های شارژ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح بررسی اقتصادی و مدیریتی ایستگاه‌های شارژ

روش‌های مختلف مالکیت بازیگران اصلی و سرمایه‌گذاری

 

 

 

 

 

 

 

 

 

خوشه‌های ارزش اقتصادی ایستگاه‌های شارژ با استفاده از پایگاه داده بازیابی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ارائه طرح‌های تشویقی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح یک شبکه پایلوت به‌منظور پیاده‌سازی و بررسی

مطالعه و تعیین محل مناسب

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مطالعه و بررسی شبکه قدرت، توزیع و شبیه‌سازی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مطالعه و طراحی تفضیلی پایلوت

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تأمین منابع مالی و ادوات و تجهیزات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اجرا و نصب و مانیتورینگ سامانه پایلوت

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نقشه راه ایستگاه شارژ عمومی

تعیین روش و مدل اجرایی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تدوین برنامه راهبردی و نقشه راه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مدیریت دانش و زیرساخت آزمایشگاهی

مدیریت دانش

 

 

 

 

 

 

 

 

 

زیرساخت آزمایشگاهی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح بومی‌سازی ذخیره‌سازهای انرژی

طرح باتری‌های شیمیایی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح ذخیره‌سازهای خورشیدی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح ذخیره‌سازهای ابر خازنی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح ذخیره‌سازهای اتمی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح ذخیره‌سازهای ابررسانا

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح ذخیره‌سازهای مکانیکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح ذخیره‌سازهای پیلهای سوختی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح نیروی پیشران یا نیروی محرکه

طرح انواع موتورهای الکتریکی مناسب جهت خودروهای الکتریکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح ساخت موتور الکتریکی جریان مستقیم بدون جاروبک

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح ساخت موتور الکتریکی رلوکتانسی برای کاربرد در خودروی الکتریکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح ساخت موتورهای ابر رسانا

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح ساخت موتورهای الکتریکی BLDC درون چرخ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح موتورهای الکتریکی جریان متناوب برای خودروهای الکتریکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح موتورهای الکتریکی غیرمتعارف

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح بومی‌سازی فناوری راه‌اندازها و کنترلر

طرح کنترلر و راه‌انداز موتورهای الکتریکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح سامانه‌های کنترلی ذخیره‌ساز خودرو الکتریکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح سامانه‌های کنترلی بدنه و داخل خودرو

 

 

 

 

 

 

 

 

 

طرح هدایت و راهبری خودروهای الکتریکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1-1-2- اتوبوس و ون‌های الکتریکی در ایران

سابقه تردد اولین اتوبوس‌های الکتریکی در شهر تهران به 25 سال قبل بازمی‌گردد. یکی از مشکلات جدی اتوبوس‌های الکتریکی، چالش شبکه برق سیمی بالاسری آن‌ها بود که علاوه بر آنکه آلودگی بصری ایجاد کرده، مشکلاتی در حرکت اتوبوس ایجاد می‌کرد.

طی سال‌های گذشته شرکت‌های خودروسازی مطرح فعالیت‌هایی در زمینه تولید خودروهای الکتریکی انجام داده‌اند که در ادامه به آن‌ها پرداخته شده است. سال‌ها پیش، طرح اتوبوس الکتریکی با همکاری، دانشگاه تهران، ایران‌خودرو دیزل، شرکت زرین خودرو و نهاد علمی و فناوری ریاست جمهوری تعریف شد.

ایران‌خودرو دیزل

ایران‌خودرو دیزل در آبان سال 1399، آمادگی خود را جهت تولید اتوبوس‌های الکتریکی اعلام کرده است. این شرکت، در آذرماه سال 1399 امکان عرضه اتوبوس الکتریکی ساخت ایران را ارائه داده است. این در حالی است که شهرداری تهران قصد واردکردن این نوع از اتوبوس را با قیمت 9 میلیارد تومان دارد. لازم به توضیح می‌باشد که ظرفیت تولید ایران‌خودرو دیزل جهت تولید اتوبوس (دیزلی و سوختی) 5 هزار دستگاه در سال می‌باشد. همچنین تولید این دسته از اتوبوس توسط ایران‌خودرو دیزل نیازمند واردات اکسل الکتریکی و موتور الکتریکی می‌باشد. یکی از برنامه‌های ایران‌خودرو دیزل تبدیل اتوبوس سی ۱۲۳۰ به اتوبوس‌های الکتریکی می‌باشد، زیرا تمام اجزای آن در کشور تولید می‌شود که بعد از ۱۵ سال ایران‌خودرو دیزل آن را راه‌اندازی کرده است. درحالی‌که حاضر روزانه دو شاسی اتوبوس جمع و تکمیل می‌شود.

با توجه به بررسی‌های انجام‌شده، در حال حاضر شرکت مپنا و ایران‌خودرو دیزل درصدد تولید اتوبوس‌های الکتریکی می‌باشند.

مپنا

بر اساس اخبار منتشرشده، شهرداری مشهد قراردادی با گروه مپنا جهت انجام مطالعات الکتریکی کردن خط یک BRT مشهد و تولید آزمایشی اولین اتوبوس الکتریکی ایرانی توسط این شرکت منعقد کرده است و در خردادماه سال 1400 اولین اتوبوس تمام الکتریکی در خط یک اتوبوس‌رانی مشهد به‌صورت آزمایشی به حرکت در خواهد آمد.

قراردادهای همکاری توسعه دانش فنی و طراحی خودرو الکتریکی و تولید پیشرانه خودرو الکتریکی باهدف طراحی، توسعه، تأمین قطعات و تولید خودرو الکتریکی به امضای مدیران عامل شرکت مهندسی و ساخت برق و کنترل مپنا (مکو) و کرمان موتور رسید. طبق مفاد قرارداد تولید پیشرانه خودرو الکتریکی، شرکت مکو 37 هزار دستگاه باتری پک و تجهیزات پیشرانه شامل موتور، گیربکس، درایو، سیستم شارژ و … را در فاصله 5 سال برای تولید خودروهای الکتریکی به شرکت کرمان موتور ارائه می‌کند.

کرمان موتور

شرکت کرمان موتور با همکاری شرکت مپنا درصدد اقدام برای تولید خودروهای الکتریکی می‌باشد. پیش‌بینی می‌شود خودرو الکتریکی تولیدشده در شرکت کرمان موتور با تجهیزات پیشرانه الکتریکی و باتری پک ساخت مپنا دارای پیمایشی بیش از 250 کیلومتر و سرعت 160 کیلومتر بر ساعت و شتاب صفر تا 100 کمتر از 10 ثانیه داشته باشد. این خودرو علاوه بر ویژگی امکان بازگشت انرژی از شارژرهای سریع و کند نیز بهره می‌برد.

سایپا

بر اساس اطلاعات ارائه‌شده کمتر از دو سال از معرفی ساینا الکتریکی، اولین خودرو الکتریکی سایپا می‌گذرد. این در حالی است که همچنان تولید این خودرو در پرده‌ای از ابهام است. ساینا الکتریکی در زمستان ۱۳۹۶ معرفی شد. تفاهم‌نامه همکاری “توسعه و تولید خودرو الکتریکی” باهدف طراحی، توسعه، تأمین قطعات و تولید خودرو الکتریکی با گروه مپنا و گروه خودروسازی سایپا انجام شده است. بر اساس مفاد این تفاهم‌نامه، شرکت‌های سایپا و مپنا اقدام به مشارکت و همکاری در خصوص طراحی، نمونه‌سازی، تست، تجاری‌سازی و تولید خودروهای جدید با پلتفرم الکتریکی خواهند کرد. مجموعه مپنا با همکاری گروه خودروسازی سایپا، پروژه مشترک تولید نخستین خودرو الکتریکی ایرانی را آغاز کردند. گروه مپنا نیز از مدت‌ها پیش برنامه ایجاد زیرساخت برای خودروهای الکتریکی را دنبال کرده و قصد دارد با مشارکت سایپا نخستین خودرو الکتریکی را در کشور طراحی و عرضه کند.

زرین خودرو

شرکت زرین خودرو اعلام کرده است که پتانسیل ساخت اتوبوس الکتریکی برای ناوگان حمل‌ونقل را عمومی دارد. شرکت زرین خودرو برای به حرکت درآوردن اتوبوس‌ الکتریکی ساخته‌شده از باتری‌ شرکت صبا باتری استفاده کرد. موتور الکتریکی این اتوبوس در کشور تأمین شده بود و قدرت باتری‌ به‌کاررفته در آن فقط محدود به حرکت خودرو بود.

شتاب

لازم به ذکر می‌باشد پروژه طراحی و ساخت اتوبوس الکتریکی با تأسیس شرکت شتاب که حاصل همکاری شرکت مپنا و شرکت عقاب افشان است از بهمن‌ماه سال 1398 آغازشده که بر اساس اعلام شرکت شتاب، در سال 1400 آمادگی تولید این اتوبوس الکتریکی به‌صورت انبوه وجود خواهد داشت. بر اساس اعلام شرکت شتاب، اتوبوس الکتریکی این شرکت در نسخه اولیه با ظرفیت پک باتری 340 کیلووات ساعت ارائه می‌گردد. در پک‌های باتری این اتوبوس از سلول‌های پریزماتیک لیتیوم یونی بهره گرفته شده است. همچنین، در خنک کاری پک باتری از یک سیستم سرمایشی مستقل جهت عملکرد در اقلیم‌های بسیار گرم ایران و یک سیستم گرمایشی برای اقلیم‌های سرد استفاده شده است. میزان مسافتی که با یک‌بار شارژ کردن، می‌توان حرکت کرد چیزی در حدود 251 کیلومتر است. زمان حدودی شارژ در نسخه ECE، 340 کیلووات ساعتی با استفاده از یک شارژر 600 کیلوواتی حدود 35 دقیقه می‌باشد و در صورت بهره‌گیری از یک شارژر صد کیلوواتی سه ساعت و نیم طول می‌کشد. همچنین این اتوبوس قابلیت شارژ شدن با مکانیسم AC از شارژرهای پانتوگراف ترتیبی و ایستگاهی را دارد.

1-1-1-3- پذیرش جامعه ایران در مقابل تغییر سوخت خودرو

طرح گازسوز شدن موتور خودروهای ایرانی به شکل گسترده در سال 1370 کلید خورد و اولین جایگاه سوخت‌گیری گاز طبیعی ایران در سال 1374 تأسیس شد. از آن زمان ایران اولین بار در تاریخ خود توانسته به استفاده گسترده از موتورهای گازسوز بپردازد و در سال 1380 توانست با 2 میلیون و 860 هزار دستگاه خودرو گازسوز، جایگاه اول جهان در ناوگان خودروهای گازسوز را به دست آورد. همان‌طور که بیان‌ شده، جامعه ایران در بخش استفاده از سوخت گاز به‌جای بنزین و تغییر رویه الگوی مصرف طی سال‌های گذشته بسیار منعطف بوده که می‌توان نتیجه گرفته که در صورت وجود امکانات کافی و همچنین وجود مزایا برای تشویق مردم به استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی همان‌طور که پیش‌تر جامعه انعطاف لازم برای استفاده از سوخت گاز را داشته است می‌توان این انتظار را داشت که استفاده از وسایل نقلیه عمومی از اقبال جامعه برخوردار باشد. شکل زیر نسبت خودروهای بنزینی و دوگانه‌سوز کشور را نشان می‌دهد.

 

 

شکل ‏3 - نسبت خودروهای بنزینی و دوگانه‌سوز کشور (دستگاه)

همان‌طور که در شکل زیر مشاهده می‌شود، در سال 1380 تعداد خودروهای کشور برابر با 10،744،539 دستگاه خودروی بنزینی و 2،860،000 دستگاه خودروی گازسوز بوده است. این در حالی است که در سال 1399 تعداد خودروهای گازسوز کشور 3،908،624 و تعداد خودروهای بنزینی 17،869،376 دستگاه بوده است.

1-1-1-1- جمع‌بندی بازار داخلی

بخش حمل‌ونقل بعد از بخش خانگی، عمومی و تجاری، در رتبه دوم مصرف انرژی قرار دارد و حدود یک‌چهارم مصرف کل انرژی را به خود اختصاص می‌دهد. فراورده‌های اصلی مورداستفاده در این بخش شامل بنزین، نفت گاز، گازوئیل، CNG ،سوخت هوایی و الکتریسیته هست که متقابلاً با افزایش جمعیت و تعداد خودروها ،مصرف این سوخت‌ها همواره سیر صعودی داشته است.

با بررسی‌های انجام‌گرفته در حال حاضر 5 واحد فعال در زمینه تولید خودروهای الکتریکی در کشور فعالیت می‌کنند. محصول اصلی تولیدکنندگان داخلی خودروهای الکتریکی، مسافربری می‌باشد البته این شرکت‌ها قادر به تولید محصولات سفارشی نیز می‌باشند. همچنین لازم به ذکر است که شرکت‌های فعال در این زمینه محصولات دیگری همچون کالسکه، موتورسیکلت، آمبولانس و… نیز تولید می‌کنند که البته تقاضای کمتری نسبت به نفربرها دارند.

بازار خودروهای الکتریکی در کشور بازاری جوان بوده و تمرکز این تولیدکنندگان همان‌طور که پیش‌تر اشاره‌شده در چند نوع خودروی به‌خصوص می‌باشد. در واقع بیشترین تقاضا خودروهای الکتریکی در کشور در بخش خودروهای نفربر می‌باشد که در حوزه گردشگری از آن استفاده می‌شود. تقاضا این محصول ارتباط مستقیم با این صنعت داشته و بر اساس اطلاعات به دست آماده از شرکت‌های تولیدکننده کاهش گردشگران تأثیر مستقیم بر روی فروش این محصولات گذاشته است. همان‌طور که پیش‌تر بیان شد شرکت‌های تولیدکننده تمام قطعات موردنیاز به‌منظور تولید خودرو را تولید نکرده و برای تولید محصول نهایی نیاز به واردات قطعات دارند. البته وزارت نیرو برنامه زمان‌بندی خود برای بومی ساز و چگونگی بومی‌سازی این محصول را ارائه داده که پیش‌تر به آن پرداخته شده است. ایران طی سال‌های گذشته با وجود دار بودن تولید همواره واردکننده این محصول بوده است که این امر نشان‌دهنده وجود نیاز در داخل و همچنین پتانسیل بالای خودروهای الکتریکی در کشور می‌باشد. قیمت سوخت در ایران برای اقشار ضعیف و متوسط جامعه برحسب نسبتی از درآمدها، چندان ارزان نیست؛ با اینکه در مقیاس جهانی قیمت پایینی برحسب دلار دارد. بدون در نظر گرفتن هزینه‌های ناشی از آلودگی، قیمت اولیه خودروهای هیبریدی و تمام الکتریکی تقریباً دو برابر خودروهای درون‌سوز است؛ اما اگر هزینه ناشی از آلودگی خودروهای درون‌سوز به قیمت اولیه آن‌ها اضافه شود. قیمت تمام‌شده یک خودروی الکتریکی به‌صرفه‌تر از یک خودروی درون‌سوز در شهر بزرگی مانند تهران خواهد شد. علاوه بر موارد فوق پیش‌بینی می‌شود طی 15 سال آینده تعداد خودروهای الکتریکی از تعداد خودروهای متداول فراتر رفته و خودروهای کنونی جایگاهی در ناوگان حمل‌ونقل جهانی نداشته باشند. ایران هم از این قافله مستثنا نبوده و برای پیدا کردن جایگاه خود در این صنعت و صنایع توابع آن می‌بایست علاوه بر بومی‌سازی کامل فنّاوری تمام وسایل نقلیه الکتریکی به دنبال توسعه سریع آن‌ها نیز باشد. انتظار می‌رود با توسعه فنّاوری و همچنین تحقق سیاست‌های موجود در این صنعت طی سال‌های آتی شاهد استفاده بیشتر از وسایل نقلیه عمومی الکتریکی در سرتاسر کشور و به‌خصوص در شهرهای بزرگ باشیم.

1-2- بررسی بازار شارژر خودروهای الکتریکی

1-2-1- بررسی بازار داخلی شارژر خودروهای الکتریکی

در خصوص شارژرهای کابلی به‌منظور استفاده در خودروهای برقی اطلاعات کافی موجود نمی‌باشد با بررسی‌های انجام‌گرفته در حال حاضر تنها شرکت مپنا به فنّاوری تولید شارژر دست پیداکرده است. تفاوت شارژرهای تولید داخل (شارژر کابلی تولیدشده توسط شرکت مپنا) با نمونه خارجی در قیمت تمام‌شده آن است. اکنون شرکت مپنا به دانش فنی این فناوری دست پیداکرده است و این محصول با توجه به فرهنگ و مبلمان شهری قابل طراحی و ساخته می‌باشد. شرکت‌های فعال در زمینه تأمین  شارژرهای کابلی در کشور به شرح زیر می‌باشند.

جدول – شرکت‌های فعال در زمینه تأمین  شارژرهای کابلی در کشور

ردیف

نام شرکت

محصولات

نوع فعالیت

1

ولتی

ایستگاه شارژ

واردکننده

شارژر خودرو برقی

2

BESEN

ایستگاه شارژ

واردکننده

شارژر خودرو برقی

3

Teison

شارژر خودرو برقی

واردکننده

1-3- بررسی بازار ایستگاه‌های شارژر خودروهای الکتریکی

1-3-1- بازار داخلی ایستگاه‌های شارژ خودرو الکتریکی

در این بخش به بررسی بازار ایستگاه‌های شارژ در کشور پرداخته‌شده است. از ورود شرکت مپنا به عرصه خودروهای برقی  حدود دو سال می‌گذرد و یکی از دستاوردهای این شرکت ایجاد زیرساخت‌های لازم برای تولید خودروهای برقی بوده که مهم‌ترین بخش آن ساخت ایستگاه‌های شارژ سریع و کند است. طی دو سال گذشته شرکت مپنا موفق به ساخت 20 نوع شارژر خودرویی شده است. این شارژرها شامل دودسته شارژرهای سریع و کند هستند. شارژرهای سریع که در مکان‌های عمومی نصب می‌شوند و شارژرهای کند که در مجتمع‌های تجاری و پارکینگ‌های عمومی قابلیت نصب دارند.زیرساخت‌هایی که برای خودروهای برقی لازم است منحصر به ایستگاه‌های شارژ نمی‌شود و به یک شبکه سخت‌افزار و نرم‌افزاری احتیاج دارد که آن را مدیریت کرده و ارتباط آن را با مراکز توزیع برق، شبکه بانکی و سیستم اطلاعاتی برقرار کند. بدین ترتیب مالک خودرو برقی از طریق نرم‌افزاری که در اختیارش قرار می‌گیرد از نزدیک‌ترین ایستگاه به محل موردنظر خودآگاه شده و برای شارژ خودرو اقدام خواهد کرد. بنابراین می‌توان گفت شرکت مپنا به سیستم‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری شارژرهای برقی نیز دست‌یافته است. اولین ایستگاه شارژ برقی در برج میلاد تهران پیاده‌سازی شده و سه‌نقطه دیگر در شمال تهران برای راه‌اندازی ایستگاه‌های شارژ برقی در نظر گرفته‌شده اما توافقات آن هنوز قطعی نشده است.زمانی که خودروساز خودرو برقی تولید می‌کند نیاز به زیرساخت‌های لازم دارد سازمانی که قصد احداث زیرساخت را دارد با توجه به اینکه خودرو برقی زیادی در کشور وجود ندارد این امر برای سازمان توجیه اقتصادی ندارد بنابراین این زنجیره باید شکسته شود. شرکت مپنا با صرف هزینه‌های لازم این زنجیره را شکسته و هم‌زمان با برنامه‌ریزی برای تولید خودرو برقی، زیرساخت آن را نیز فراهم می‌کند.یکی از تصمیمات شرکت مپنا ساخت ایستگاه‌های شارژ برقی در هر استان است اما این موضوع بستگی به همکاری مسئولین هر استان دارد و تاکنون استان خراسان رضوی برای احداث ایستگاه شارژ برق اعلام آمادگی کرده و اولین ایستگاه شارژ خارج از تهران در استان خراسان رضوی ساخته‌شده است. همچنین در تهران تعداد ایستگاه‌ها افزایش خواهد یافت. با بررسی‌های انجام‌گرفته تنها شرکت پیشرو در زمینه تولید ایستگاه‌های شارژ خودروی برقی شرکت مپنا می‌باشد.

با بررسی‌های انجام‌گرفته در حال حاضر هیچ شرکتی موفق به تولید شارژر بی‌سیم به منظور شارژ خودروهای برقی در ایران نشده است. طرح‌های ارائه‌شده به منظور تولید شارژر بی‌سیم در جدول زیر ارائه شده است.

جدول – طرح‌های ارائه‌شده به منظور تولید شارژر بی‌سیم

ردیف

نام شرکت

محصولات

نوع فعالیت

1

دانشگاه  تهران

شارژر بی‌سیم

طرح – فعالیت در خصوص  ساخت شارژر بی‌سیم

2

دانشگاه صنعتی جندی‌شاپور

شارژر بی‌سیم

طرح – فعالیت در خصوص  ساخت شارژر بی‌سیم – همکاری با وزارت نیرو

 

یک دیدگاه ارسال کنید

ایده خود را ارسال کنید

Fill in the form below to book a 30 min no-obligation consulting session.

I will reply within 24 hours.