چالش خودروهای برقی هنگام غوطهور شدن درآب
فهرست مطالب:
مجله ماشین – نویسنده: مهندس کیوان بنیهاشمی / در پاسخ به این پرسش آنهایی که از همه چیز مطلع هستند میگویند هیچ چیز! چون جریان آب زیاد مانند سیل نمیتواند خودرویی را که فاقد موتور احتراقی است از حرکت باز دارد.
در این مورد حتی افراد شکاک نیز پی بردهاند که خودروی برقی در صورت غوطهور شدن در آب میتواند به حرکت خود ادامه دهد.
شایعاتی نیز مطرح شده مبنی بر اینکه فردی در ایالت تگزاس آمریکا موفق شد خودروی برقی خود را از یک منطقه سیل زده در حالی که تمامی خودروهای با موتور احتراقی از ادامه حرکت بازمانده بودند به سلامت بدون کوچکترین آسیبی عبور دهد.
هنگامی که یک خودرو مجهز به موتور احتراقی وارد منطقهای میشود که آب با عمق زیادی در آن جریان دارد اتفاقات ناگواری برای آن روی میدهد.
مجاری تنفسی موتور که آب را مکیده و مستقیماً به سمت موتور هدایت میکنند مانع هوارسانی به موتور و از کار افتادن آن میشوند.
مسدود کردن و بلوکه کردن لولههای اگزوز که به فاصله نه چندان زیادی در پشت اتومبیل و از زمین قرار دارند نیز تأثیرات سویی روی آن میگذارد.
با عنایت به موارد فوق در مییابیم که یک خودروی احتراقی نمیتواند هیچ عملکردی در حالت غوطهور شدن در آب داشته باشد.
اما خودروهای برقی فاقد موتورهای احتراقی بهعنوان نیرو محرکه هستند چون نیروی حرکتی خود را موتور یا موتورهای برقی تأمین میکنند.
چرا موتورهای احتراقی در حالت غوطهور شدن قادر به انجام کار نیستند؟
فرض را بر این میگیریم که خودروی مجهز به موتور احتراقی قبل از غوطهور شدن در آب در حال کار بوده است.
چنانچه موتور احتراقی در حالت خاموش در آب غوطهور شود، هیچ مانعی جلودار جریان یافتن آب به صورت مستقیم به سوی بلوکه موتور نیست.
یک موتور احتراقی یا درونسوز اصولاً یک پمپ هوای بزرگ است که با استفاده از یک احتراق کنترل شده پمپ را به حرکت در میآورد و در چنین حالتی پیستونها در سیلندرهایی که به وسیله جریان هوا کاملاً عایق کاری شده از طریق سوپاپهای ورودی و خروجی به داخل آنها امکان راه یافتن میتوان پیدا کرد.
هوا همانند سایر انواع گازها تأثیرپذیر بوده و موتورهای احتراقی از همین ویژگی فیزیکی برای به حرکت درآمدن و برخورداری از کارآیی لازم استفاده میکنند.
چنانچه موتور احتراقی انباشته از مایعاتی مانند آب شود کارآیی خود را از دست میدهد چون دیگر تأثیرپذیر نبوده و به همین دلیل است که پمپهای هیدرولیکی در مقایسه با میزان انرژی که صرف میکنند کار و وظایف به مراتب بیشتری را به انجام میرسانند.
اما موتورهای برقی برای انجام کارها و وظایف خود تحت تأثیر خواص فیزیکی گازها قرار نمیگیرند.
آیا موتورهای برقی در زیر آب کار میکنند؟
هر موتور برقی دارای فقط یک بخش متحرک بوده و آن هم یک شافت چرخشی انتقال نیرو است و به وسیله جریان مغناطیسی که باعث پمپ کردن الکترونها از داخل سیم پیچی که شافت در میان آنها قرار گرفته به حرکت در میآید.
بنابراین اگر جریان برقی وجود نداشته باشد حرکتی نیز به وجود نمیآید.
شافت حرکتی در اغلب موارد حالت استوانهای داشته و صرفاً از دو طرف و دو انتها از طریق بلبرینگها به محفظه موتور متصل است، بنابراین اگر فضای خالی بین شافت چرخشی و سیسم پیچی که اطراف آن را احاطه کرده پر از آب شود چه چیزی میتواند مانع چرخش شافت شود؟ در پاسخ باید گفت هیچ چیز اما موضوع به این سادگی نیست.
آب، هادی الکتریسیته است به خصوص اگر حاوی انواع نمک و مواد معدنی باشد که معمولاً در طبیعت اینگونه یافت میشود.
کوسهها و سایر انواع آبزیان کار شکار کردن را از طریق تشخیص سیگنالهای ضعیف الکتریسته که جریان عصبی را تحریک میکند تا ماهیچهها به فعالیت بیفتند انجام میدهند.
جریانهای قدرتمند الکتریسته قادرند در آب مسافتی حدود ۱۵ متر را طی کنند و به همین دلیل است که افراد باید در شرایط بارندگی از خطوط انتقال نیرو دور بمانند.
برای به حرکت درآمدن یک خودروی برقی با وزن حدود ۱۶۰۰ کیلوگرم نیاز به نیروی زیادی است و قدرتمندترین خودروهای برقی امروزی مانند پورشه تایکان دارای سیستم باتری با ولتاژ بالا بوده که قادرند در سقف کارآیی ۸۰۰ ولت برق با شدت جریان ۱۰۰ آمپر تولید کنند.
جریانات الکتریستهای که کوسهها قادر به تشخیص آن در آب هستند میلیونها برابر کمتر از چیزی است که خودروهای برقی تولید میکنند اما هنوز این سؤال مطرح است که هنگام حرکت یک خودروی برقی در داخل آب چه اتفاقی روی میدهد؟
آیا حرکت خودروهای برقی درون آب همراه با ایمنی است؟
بدن انسان در مقابل جریان برق غیرقابل نفوذ نیست.
البته ما انسانها در مقایسه با هادیهایی مانند سیمهای مسی مقاومت ظاهری بیشتری در مقابل جریان الکتریسته داریم معنای آن این است که قادریم چند ولت از شوک الکتریکی را تحمل کنیم اما خطر برای ما انسانها مربوط به ولتاژ نیست بلکه شدت جریان برق است.
شوکدهندههای الکتریکی که برای دفاع شخصی مورد استفاده قرار میگیرند محدوده ولتاژی آنها ۵۰ هزار است ولی شدت جریان در حد یک میلیآمپر یا یک هزارم آمپر است.
بنابراین فقط میتواند به انسان صدمه بزند ولی برای کشتن او کافی نیست.
میانگین سامانه ولتاژ بالای خودروهای برقی به مراتب بیش از مقداری است که باعث بروز مرگ و میر در انسان میشود.
البته خودروسازان تا جایی که میتوانند تجهیزات الکترونیکی را تحت محافظت قرار میدهند اما آیا این مقدار حفاظت برای در امان نگه داشتن افراد در مقابل شوکهای برقی کشنده در صورتی که اختلالی در سیستم به وجود آید کافی است؟
چه اتفاقی برای سایر تجهیزات الکترونیکی خودرو روی میدهد؟
سامانه ولتاژ بالا که انرژی مورد نیاز خودروهای برقی را تأمین میکند به مراتب بیش از توان سیستمهایی است که با برق ۱۲ ولت کار میکنند مانند سیستمهای سرگرمی اطلاعاتی اتومبیل و صفحه نمایشگر آن و یا سامانه نورپردازی داخل کابین.
حال در صورت بروز یک اتصالی ناشی از فرو رفتن در آب میتواند باعث از کار افتادن کامل اتومبیل شود.
تنها یک راه برای پی بردن به اینکه یک خودروی برقی میتواند در آب دوام بیاورد وجود دارد و آن این است که آن را وارد یک استخر آب کنید.
البته این کار را افراد حرفهای که تجهیزات کامل دارند با انجام آزمایشهای مختلف صورت میدهند که یکی از این تجهیزات مربوط به تجهیزات واکنش سریع است.
