سيارة كهربائية تعمل بالبطارية

• Battery electric railcars:

Battery electric trains in the form of BEMUs (battery electric multiple units) are operated commercially in Japan.^[19] They are charged via pantographs, either when driving on electrified railway lines or during stops at specially equipped train stations. They use battery power for propulsion when driving on railway lines that are not electrified, and have successfully replaced diesel multiple units on some such lines.^[20]

Other countries have also tested or ordered such vehicles.

• Locomotives:
• Electric rail trolley

Battery electric trams

Battery electric trams eliminate the need for overhead wires, which can be beneficial in historic city centers or where overhead wires are not desirable otherwise.^[21][22] Due to the frequent stops of trams, the batteries can be charged at every stop, where energy is rapidly stored in a combination of supercapacitors and batteries.^[23]

تُشغّل مدينة تشاتانوغا بولاية تينيسي تسع حافلات كهربائية مجانية ، تعمل منذ عام 1992، وقد نقلت 11.3 مليون راكب وقطعت مسافة 3,100,000 كيلومتر (1,900,000 ميل) . صُنعت هذه الحافلات محليًا بواسطة شركة أنظمة المركبات المتقدمة. استُخدمت اثنتان منها في دورة الألعاب الأولمبية الصيفية لعام 1996 في أتلانتا. ^{[ 24 ] [ 25 ]} 

بدأ مطار هونغ كونغ، في صيف عام 2000، تشغيل حافلة نقل كهربائية من طراز ميتسوبيشي روزا تتسع لـ 16 راكباً، وفي خريف العام نفسه، بدأت مدينة نيويورك باختبار حافلة مدرسية تعمل بالبطارية تتسع لـ 66 راكباً ، وهي نسخة كهربائية بالكامل من حافلة بلو بيرد TC/2000 . ^{[ 26 ]} كما تم تشغيل حافلة مماثلة في وادي نابا بولاية كاليفورنيا لمدة 14 شهراً انتهت في أبريل 2004. ^{[ 27 ]}

استخدمت دورة الألعاب الأولمبية في بكين عام 2008 أسطولاً من 50 حافلة كهربائية، يبلغ مداها 130 كيلومتراً (81 ميلاً) مع تشغيل مكيف الهواء. تعمل هذه الحافلات ببطاريات الليثيوم أيون ، وتستهلك حوالي 1 كيلوواط ساعة/ميل (0.62 كيلوواط ساعة/كيلومتر؛ 2.2 ميغا جول/كيلومتر) . صُممت هذه الحافلات من قِبل معهد بكين للتكنولوجيا، وصُنعت من قِبل شركة جينغهوا كوتش. ^{[ 28 ]} تُستبدل البطاريات بأخرى مشحونة بالكامل في محطة إعادة الشحن لضمان تشغيل الحافلات على مدار الساعة. ^{[ 29 ]}     

في فرنسا ، لا تزال ظاهرة الحافلات الكهربائية قيد التطور، لكن بعض الحافلات تعمل بالفعل في العديد من المدن. ^{[ 30 ]} وتُعدّ شركة PVI، وهي شركة متوسطة الحجم مقرها في منطقة باريس، من الشركات الرائدة في السوق بعلامتها التجارية Gepebus (التي تُقدّم نكهتي Oreo 2X و Oreo 4X ). ^{[ 31 ]}

في الولايات المتحدة ، بدأ تشغيل أول حافلة كهربائية تعمل بالبطارية وتتميز بخاصية الشحن السريع في بومونا، كاليفورنيا ، منذ سبتمبر 2010 في شركة فوتهيل ترانزيت . تستخدم حافلة بروتيرا إيكورايد BE35 بطاريات تيتانات الليثيوم ، ويمكن شحنها بسرعة في أقل من 10 دقائق. ^{[ 32 ]}

في عام 2012، ساهمت الشاحنات والحافلات الثقيلة بنسبة 7% من انبعاثات الاحتباس الحراري في كاليفورنيا. ^{[ 33 ]}

In 2014, the first production model all-electric school bus was delivered to the Kings Canyon Unified School District in California's San Joaquin Valley. The bus was one of four the district ordered. This battery-electric school bus, which has four sodium nickel batteries, is the first modern electric school bus approved for student transportation by any state.^[34]

In 2016, including the light heavy-duty vehicles, there were roughly 1.5 million heavy-duty vehicles in California.^[33]

The same technology is used to power the Mountain View Community Shuttles. This technology was supported by the California Energy Commission, and the shuttle program is being supported by Google.^[35]

خلال معظم القرن العشرين، كانت غالبية المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات في العالم عبارة عن شاحنات توزيع الحليب البريطانية . ^{[ 41 ]} وشهد القرن الحادي والعشرون تطوراً هائلاً في شاحنات BYD الكهربائية. ^{[ 42 ]}

في مارس 2012، أعلنت شركة سميث للسيارات الكهربائية عن إطلاق نيوتن ستيب-فان، وهي مركبة كهربائية بالكامل وخالية من الانبعاثات مبنية على منصة نيوتن متعددة الاستخدامات وتتميز بهيكل قابل للدخول من إنتاج شركة يوتيليماستر التي تتخذ من ولاية إنديانا مقراً لها . ^{[ 43 ]}

نظراً لقلة عروض شاحنات النقل الكهربائية التي تعمل بالبطاريات من قبل شركات صناعة السيارات التقليدية، استحوذت شركة دويتشه بوست دي إتش إل في ديسمبر 2014 على شركة ستريت سكوتر، ومقرها آخن ، لإنتاج شاحنات توصيل بريد كهربائية تعمل بالبطاريات وفقاً لاحتياجاتها. إضافةً إلى ذلك، تزود شركة بي واي دي شركة دي إتش إل بأسطول توزيع كهربائي من شاحنات بي واي دي تي 3 التجارية . ^{[ 44 ]}

على الرغم من أن السيارات الكهربائية غالبًا ما تتميز بتسارع جيد وسرعة قصوى مقبولة عمومًا، إلا أن انخفاض الطاقة الكهربائية الكامنة في بطاريات الإنتاج المتوفرة في عام 2015 مقارنةً بالطاقة الكيميائية الكامنة في الوقود الأحفوري يعني أن السيارات الكهربائية تحتاج إلى بطاريات تشكل نسبة كبيرة من كتلة السيارة، ولكنها مع ذلك غالبًا ما توفر مدى سير قصيرًا نسبيًا بين عمليات الشحن. كما أن إعادة الشحن قد تستغرق وقتًا طويلًا. بالنسبة للرحلات التي لا تتطلب شحنة بطارية واحدة، بدلًا من الرحلات الطويلة، تُعد السيارات الكهربائية وسيلة نقل عملية، ويمكن إعادة شحنها طوال الليل.

Electric cars can significantly reduce city pollution by having zero emissions.^[45][46][47] Vehicle greenhouse gas savings depend on how the electricity is generated.^[48][49]

Electric cars are having a major impact in the auto industry^[50][51] given advantages in city pollution, less dependence on oil and combustion, and scarcity and expected rise in gasoline prices.^[52][53][54] World governments are pledging billions to fund development of electric vehicles and their components.^[55][56]

Formula E is a fully electric international single-seater championship. The series was conceived in 2012, and the inaugural championship started in Beijing on 13 September 2014. The series is sanctioned by the FIA. Alejandro Agag is the current CEO of Formula E.^[57][58]

The Formula E championship is currently contested by ten teams with two drivers each (after the withdrawal of Team Trulli, there are temporarily only nine teams competing). Racing generally takes place on temporary city-center street circuits which are approximately 2 to 3.4 kilometres (1.2 to 2.1 mi) long. Currently, only the Mexico City ePrix takes place on a road course, a modified version of the Autódromo Hermanos Rodríguez.^[59][60]

Special-purpose vehicles come in a wide range of types, ranging from relatively common ones such as golf carts, things like electric golf trolleys, milk floats, all-terrain vehicles, neighborhood electric vehicles, and a wide range of other devices. Certain manufacturers specialize in electric-powered "in plant" work machines.^[61][62]

تشمل المركبات ثلاثية العجلات عربات الريكاشة الكهربائية ، وهي نسخة آلية من عربات الريكاشة الهوائية . ويمكن أن يساهم الانتشار الواسع للدراجات الكهربائية ذات العجلتين في الحد من ضوضاء المرور وازدحام الطرق، ولكنه قد يستلزم تعديلات على البنية التحتية الحضرية القائمة ولوائح السلامة. ^{[ 63 ]}

أطلقت شركة آثر إنرجي الهندية دراجتها الكهربائية آثر 450 المزودة بمحرك BLDC وبطاريات ليثيوم أيون في عام 2018. ^{[ 64 ] [ 65 ]} كما تعتزم شركة أفيرا الهندية ^{[ 66 ]} ، المتخصصة في الطاقة المتجددة، إطلاق طرازين من الدراجات الكهربائية ^{[ 67 ]} في نهاية عام 2010، بتقنية بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم . ^{[ 68 ]}

في عام 2024، بلغ حجم سوق الدراجات الكهربائية ذات العجلتين 1.3 مليون دولار في الهند. ^{[ 69 ]}

تُعدّ الصين أكبر سوق في العالم للدراجات الكهربائية ذات العجلتين، حيث بلغت مبيعاتها 6.9 مليون دولار أمريكي في عام 2024. ^{[ 70 ]} ويتجه سوق الدراجات ذات العجلتين نحو طرازات الدراجات النارية ذات القيمة الأعلى. ونتيجةً لذلك، أطلقت الحكومة الصينية برنامجًا لاستبدال الدراجات الكهربائية في عام 2024 بهدف تعزيز مبيعات المركبات الكهربائية ذات العجلتين والثلاث عجلات. ومع ذلك، تُحظر الدراجات ذات العجلتين في بعض المناطق، لذا تحظى الدراجات الكهربائية بشعبية واسعة بين مستخدميها. ^{[ 71 ]}

تُعد الهند أكبر سوق للدراجات الهوائية في العالم حيث يبلغ حجم مبيعاتها 22 مليون وحدة سنوياً.

تُطلق الحكومة الهندية برامج وحوافز لتشجيع استخدام السيارات الكهربائية في البلاد، وتطمح إلى أن تصبح مركزًا لتصنيع السيارات الكهربائية خلال السنوات الخمس المقبلة. ^{[ 72 ] [ 73 ]}

شهدت الصين نموًا هائلاً في مبيعات الدراجات الكهربائية غير المساعدة، بما في ذلك نوع السكوتر، حيث قفزت المبيعات السنوية من 56000 وحدة في عام 1998 إلى أكثر من 21  مليون وحدة في عام 2008، ^{[ 74 ]} ووصلت إلى ما يقدر بنحو 120  مليون دراجة كهربائية على الطريق في أوائل عام 2010.

يتم تصنيع مجموعة متنوعة متزايدة من وسائل النقل الشخصية ، بما في ذلك الدراجات أحادية العجلة ذاتية التوازن ، والدراجات البخارية ذاتية التوازن ، والدراجات البخارية الكهربائية ، وألواح التزلج الكهربائية .

تعمل العديد من السفن الكهربائية التي تعمل بالبطاريات في جميع أنحاء العالم، بعضها لأغراض تجارية. كما يجري تشغيل وبناء عبّارات كهربائية. ^{[ 75 ]}

يستقبل مُتحكّم المحرك إشارةً من مقاييس الجهد المتصلة بدواسة الوقود، ويستخدم هذه الإشارة لتحديد مقدار الطاقة الكهربائية اللازمة. ^{[ 76 ]} يتم توفير هذه الطاقة المستمرة من حزمة البطارية، وينظم المُتحكّم الطاقة المُوَجَّهة إلى المحرك، مُوَفِّرًا إما تيارًا مستمرًا متغير العرض النبضي أو تيارًا مترددًا متغير التردد والسعة، وذلك حسب نوع المحرك. كما يُدير المُتحكّم أيضًا الكبح التجديدي ، حيث يتم تجميع الطاقة الكهربائية أثناء تباطؤ المركبة، وتُستخدم هذه الطاقة لإعادة شحن البطارية. ^{[ 76 ]} بالإضافة إلى إدارة الطاقة والمحرك، يُجري المُتحكّم فحوصات أمان مُتعددة، مثل اكتشاف الأعطال، واختبارات السلامة الوظيفية، وتشخيص الأعطال. ^{[ 77 ]}

تستخدم معظم المركبات الكهربائية اليوم بطارية كهربائية ، تتكون من خلايا كهروكيميائية ذات وصلات خارجية لتوفير الطاقة للمركبة. ^{[ 79 ]}

Battery technology for EVs has developed from early lead-acid batteries used in the late 19th century to the 2010s, to lithium-ion batteries which are found in most EVs today.^[77] The overall battery is referred to as a battery pack, which is a group of multiple battery modules and cells. For example, the Tesla Model S battery pack has up to 7,104 cells, split into 16 modules with 6 groups of 74 cells in each. Each cell has a nominal voltage of 3–4 volts, depending on its chemical composition.^[80]

Electric cars have traditionally used series wound DC motors, a form of brushed DC electric motor. Separately excited and permanent magnet are just two of the types of DC motors available. More recent electric vehicles have made use of a variety of AC motor types, as these are simpler to build and have no brushes that can wear out. These are usually induction motors or brushless AC electric motors which use permanent magnets. There are several variations of the permanent magnet motor which offer simpler drive schemes and/or lower cost including the brushless DC electric motor.

Once electric power is supplied to the motor (from the controller), the magnetic field interaction inside the motor will turn the drive shaft and ultimately the vehicle's wheels.^[76]

Electric vehicles produce no greenhouse gas (GHG) emissions in operation, but the electricity used to power them may do so in its generation.^[82] The two factors driving the emissions of battery electric vehicles are the carbon intensity of the electricity used to recharge the Electric Vehicle (commonly expressed in grams of CO₂ per kWh) and the consumption of the specific vehicle (in kilometers/kWh).^[83]

تختلف كثافة الكربون في الكهرباء باختلاف مصدر الكهرباء في البلد المستهلك. فالدول التي تعتمد بشكل كبير على الطاقة المتجددة في مزيجها الكهربائي تتميز بانخفاض كثافة الكربون. وفي الاتحاد الأوروبي، شهدت كثافة الكربون تباينًا جغرافيًا ملحوظًا عام 2013، إلا أن السيارات الكهربائية كانت في معظم الدول الأعضاء "أكثر مراعاة للبيئة" من السيارات التقليدية. ففي المتوسط، وفرت السيارات الكهربائية ما بين 50 و60% من انبعاثات _ثاني أكسيد الكربون مقارنةً بمحركات الديزل والبنزين. ^{[ 84 ]}

علاوة على ذلك، تُسهم عملية خفض الانبعاثات الكربونية باستمرار في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن استخدام المركبات الكهربائية. ففي الاتحاد الأوروبي، انخفض متوسط ​​كثافة الكربون في قطاع الكهرباء بنسبة 17% بين عامي 2009 و2013. ^{[ 85 ]} ومن منظور تقييم دورة الحياة ، مع الأخذ في الاعتبار غازات الاحتباس الحراري اللازمة لتصنيع البطارية ونهاية عمرها الافتراضي، فإن وفورات غازات الاحتباس الحراري أقل بنسبة 10-13%. ^{[ 86 ]}

يمكن استخدام إطار عمل نموذج VencoPy مفتوح المصدر لدراسة التفاعلات بين المركبات والمالكين ونظام الكهرباء بشكل عام. ^{[ 87 ]}

تُنبعث غازات الدفيئة أيضًا أثناء تصنيع السيارة الكهربائية. وتتطلب بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في السيارة كميات أكبر من المواد والطاقة لإنتاجها، نظرًا لعملية استخراج الليثيوم والكوبالت الضروريين لتكوينها. ^{[ 88 ]} وهذا يعني أنه كلما زاد حجم السيارة الكهربائية، زادت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وينطبق هذا المبدأ نفسه على تصنيع جميع المنتجات.

في الولايات المتحدة، تؤثر الأيديولوجية السياسية على تبني السيارات الكهربائية. ^{[ 110 ] [ 111 ] [ 112 ]} فالأشخاص الذين يُعرّفون أنفسهم كجمهوريين أقل احتمالاً لشراء السيارات الكهربائية من أولئك الذين يُعرّفون أنفسهم كديمقراطيين. ^{[ 109 ] [ 110 ] [ 112 ] [113] [ 114 ] [ 115 ] من المرجح أن} تكون جذور هذه الظاهرة في مواقف الأحزاب فيما يتعلق بالبيئة وتغير المناخ. ^{[ 115 ] [ 116 ] [ 117 ] [ 118 ]} تاريخياً، أبدى الجمهوريون مواقف سلبية تجاه سياسات البيئة وتغير المناخ؛ في المقابل، يميل الديمقراطيون إلى تأييد هذا النوع من السياسات ^{[ 112 ] [ 115 ] [ 116 ] [ 117 ] [ 118 ] [ 119 ].} ويمكن إيجاد مثال حالي على هذا التباين في برامج الحزبين لعام 2024. ^{[ 120 ] [ 121 ]} إذ تنص مقدمة البرنامج الديمقراطي على: "نحن نكافح تغير المناخ، ونحد من التلوث، وندعم طفرة الطاقة النظيفة". ^{[ 121 ]} بينما تنص مقدمة البرنامج الجمهوري على: "يجب أن نطلق العنان للطاقة الأمريكية... سنحفر، سنحفر، وسنصبح مكتفين ذاتيًا في مجال الطاقة، بل وسنهيمن عليه مرة أخرى". ^{[ 120 ]} علاوة على ذلك، ذكرت مقالة نُشرت عام 2021 بعنوان "7 طرق تُضر بها عمليات التنقيب عن النفط والغاز بالبيئة"، والتي نشرتها جمعية البرية الأمريكية غير الربحية، في مقدمتها أن "التنقيب عن النفط والغاز له تأثير خطير على أراضينا البرية ومجتمعاتنا. تعمل مشاريع التنقيب على مدار الساعة، مُولِّدةً التلوث، ومُفاقِمةً تغير المناخ، ومُخلّةً بالحياة البرية، ومُلحقةً الضرر بالأراضي العامة التي خُصِّصت لمنفعة جميع الناس". ^{[ 122 ]} ونتيجةً لهذا الانقسام السياسي، فإن أولئك الذين يُعرّفون أنفسهم كأعضاء في الحزبين الأمريكيين الرئيسيين سيُبدون على نحوٍ مماثل إما دعمًا أكبر أو معارضةً أكبر لمثل هذه السياسات، وبالتالي، للسيارات الكهربائية. ^{[ 112 ] [ 116 ]} ومن الأحداث المهمة الأخرى في السنوات الأخيرة صعود الشعبوية اليمينية داخل الحزب الجمهوري تحت قيادة دونالد ترامب. ^{[ 114 ] [[115 ] [ 123 ]} أبدى ترامب ومن معه في حزبه، المعروفين باسم "الجمهوريين المؤيدين لترامب"، تشكيكًا أكبر في آثار تغير المناخ والسياسات التي تهدف إلى تنظيم صناعات مثل صناعة الوقود الأحفوري. ^{[ 112 ] [ 114 ] [ 115 ] [ 119 ] [ 123 ]} ومع ذلك، هناك جمهوريون ومحافظون آخرون يعملون على تغيير هذه المواقف داخل الحزب الواحد، مما قد يسمح بالتعاون بين الحزبين في تبني تقنيات طاقة أنظف. ^{[ 111 ] [ 115 ] [ 118 ]}

في اليابان، حيث بدأت تكنولوجيا السيارات الكهربائية بالتطور بعد الحرب العالمية الثانية، توجد مقاومة محلية لانتشار هذه التكنولوجيا، ناتجة عن حذر عامة الناس والتركيبة الفريدة لصناعة السيارات في البلاد. ^{[ 94 ]} تتشابه مخاوف المواطنين اليابانيين مع مخاوف الجمهور العالمي (مثل البنية التحتية، والسعر، وقدرة الشبكة، والأداء، إلخ). ^{[ 94 ]} أما بالنسبة لمصنعي السيارات، فإن انتشار تكنولوجيا السيارات الكهربائية له آثارٌ مُزعزعة على البنية التحتية الحالية لإنتاج السيارات. ^{[ 94 ] [ 124 ]} يُعرف هذا النظام بنظام "كيريتسو"، حيث تُسند شركات السيارات الكبرى في اليابان (مثل تويوتا وهوندا ونيسان [بشكل محدود]) إنتاج أجزاء محددة إلى شركات أصغر مستقلة، في محاولة لجعل عملية الإنتاج الإجمالية أكثر كفاءة. ^{[ 94 ] [ 124 ]} يُنشئ هذا النظام تقسيمًا هرميًا للعمل من أعلى إلى أسفل ("رأسيًا")، يشمل مئات من شركات التصنيع اليابانية الأصغر. قد يكون نموذج التعاون العالمي "الأفقي" الذي يتبناه إنتاج السيارات الكهربائية حاليًا ضارًا بالشركات اليابانية الصغيرة العاملة لدى كبرى شركات تصنيع السيارات. ^{[ 94 ] [ 125 ]} وقد صرّح أكيو تويودا، رئيس مجلس إدارة شركة تويوتا، مؤخرًا بأن حوالي 5.5 مليون وظيفة مهددة بالضياع في ظل تحوّل البلاد إلى تكنولوجيا السيارات الكهربائية والسيارات التي تعمل بالبطاريات. ^{[ 126 ]} كما جادلت جهات مثل جمعية مصنعي السيارات اليابانية (JAMA)، التي تخدم مصالح صناعة السيارات في اليابان، بأن التحوّل إلى السيارات التي تعمل بالبطاريات يُعرّض عددًا كبيرًا من الوظائف في صناعة السيارات للخطر. ^{[ 94 ]}