Çağımızın otomobil trendi olan elektrikli araçlar otomotiv sektörüne yeni bir soluk kazandırdı. Benzin fiyatlarının birçok ülkede sorun haline gelmesi ve dünya petrol rezervlerinde ciddi oranda azalma olmasından kaynaklı olarak elektrikli araçlar mühendisler için yeni bir soluk oldu. Yaklaşık 10 yıldır gündemde olan fakat son 5 yıldır ciddi manada üzerine çalışmalar yapılan elektrikli araçlar için belki yolun daha çok başındayız fakat gelecek vadeden bir alan olduğunu şimdiden gösterdi. Peki, bir asırdan fazladır kullandığımız içten yanmalı motorlu araçlardan farklı olarak elektrikli araçlar nasıl çalışıyor?
Çalışma Prensipleri
Elektrikli araçlar günümüzde güçlü otomotiv fabrikalarının üzerine çalıştığı bir alan oldu. Farklı metot ve çalışma prensiplerine sahip elektrikli araçlarda genellikle güçlü bir elektrik motoru ve bunun yanında enerji sağlayan piller bulunmakta. Elektrikli araçları diğerlerinden asıl farklı kılan şey ise rotorlu sistem kullanılmasıdır. Normal içten yanmalı motorlarda dakikada yapılan binlerce devir sırasında kusursuz bir ahenkle açılıp kapanan valfler, çakan kıvılcımlar, pistonların inanılmaz devinimi ve krank biyel mekanizmasıyla çalışmaktadır. Rotor sisteminde ise sadece tek bir dönen parça bulunuyor. Rotorun dönerek çalışıyor olması, içten yanmalı motorda olduğu gibi doğrusal piston hareketini dönme hareketine çevirmek için ekstra bir tasarım yapılmasına gerek bırakmıyor. Ayrıca içten yanmalı motorda olduğu gibi senkronize çalışması gereken parçalar da bulunmuyor. Kısaca basit iş, az kayıp.
Ayrıca elektrikli araçlar herhangi bir devir değerinde aracın sahip olduğu torku tam olarak üretebiliyorlar. Çünkü elektrik motorlarında sürtünmeye dayalı kayıpları görmüyoruz. Gaza dokunduğunuz anda, üretilen devinim harekete aktarılabiliyor. Elektrik motorundan elde edilen tork aralığı bu kadar geniş olunca, ister istemez vites de gereksiz bir teknoloji haline geliyor. Arabayı kaldırdıktan sonra en yüksek hıza çıkana kadar sadece tek bir vites kullanmanız yeterli oluyor. Bu da debriyaj kullanma sorunları yaşayanlara büyük bir kolaylık sağlıyor.
Şarj Depolanması
Elektrikli otomobiller üretilirken yaşanan en büyük sorunlardan biri de bataryalardır. Büyüklükleri ve içlerinde ki kimyasallar nedeniyle bataryalar, elektrikli otomobillerin üretimini zor bir hale getiriyordu. Nikel bazla çalışan piller yerine doldurulabilir lityum-iyon piller geliştirildi. Geldiğimiz noktada elektrikli otomobillerin önemli bir bölümü ve neredeyse hayatımızda kullandığımız şarj edilebilir tüm teknolojik aletler lityum iyon piller ile çalışmaktadır. Markalara ve modellere göre değişiklik gösterse de genellikle elektrikli araçlar şu an da ev tipi priz ile 8-12 saatte şarj olmaktadır. Kendi ülkemizde şarj dolum yerleri büyük bir sorun teşkil etmekte. Yeni yapılan alışveriş merkezlerinin çoğunda bulunsa da elektrikli araçlar ülkemizde yeterince gelişmediği ve insanlardan halen ilgi görmediği için şarj yeri bulma konusunda zorlanıyoruz. Yakın gelecekte benzin istasyonları yerinde şarj noktaları görebiliriz.
Karşılaşılan Sorunlar
Elektrikli araç piyasasının daha çok başında olduğumuz için halen çok büyük sorunlar taşımaktalar. Bunların başında pillerin istenildiği kalitede olmaması gelmektedir. Enerjiyi uzun vadede depolayamayan lityum-iyon piller ile ancak belli mesafeler gidilebiliyor. Porsche fabrikasının geliştirdiği modeller ve Tesla Motors’un çıkardığı Model S tek şarj ile uzak mesafelere gidebiliyor fakat bu araçların fiyatları da oldukça pahalı. Daha ucuz olan elektrikli araçların ise tek şarj ile gidiş – geliş mesafesi düşük. Örneğin Bursa-İzmir arası 330 km olup, Bursa’dan elektrikli arabası ile yola çıkan bir kişi yolda hiç şarj istasyonuna girmeden gelebilmek ister. Çünkü şarj süreleri uzun olan araçlar insanlara yeterince vakit kaybettirir. Bu da nakitten tasarruf yaparken zamandan kaybetmemize neden olur. Bu ölçümü siz kendi gidiş – geliş güzergâhınızı düşünerek de yapabilirsiniz. Enerjiyi daha iyi depolayan piller geliştirildiğinde bu sorun ortadan kalkacaktır. Elektrikli araçların bir diğer sorunu ise iç mekanizmalarının özellikle bataryalarının çeşitli hava koşullarına dayanıklı olmaması. Kendi ülkemizden örnek verirsek Erzurum’da kışın -40 dereceyi geçerken, yazın İzmir’de +40 dereceyi zorlamaktadır. Bu aşırı değişken hava şartlarına dayanıklı bataryalar üretildiğinde bu gibi sorunlar giderilecektir. Yapılan bir araştırmaya göre hava şartları elektrikli araçlarda en az 5 yıl kayba sebep oluyor. 5 yıl kayıp bir araba için fazla bir süredir. Elektrikli araçların başka sorunlarından biri de şehir içinde çok elektrik harcamasıdır. Uzun mesafe yollarda çok durma olmadan gidilebilir fakat şehir içlerinde dur – kalk yaparak gidilebildiği için bu durum şarj ömrünü azaltmaya sebep oluyor. Bu durum aynı zamanda içten yanmalı motorların da en büyük sorunlarından biridir. Bir başka sorun ise araçların maliyeti yüzünden pahalı satışa çıkması. Bugün Tesla Motors Model S’i 110 bin dolardan satışa çıkardı. Bu dolar ile alışveriş yapan ülkeler için ucuz değil ama normal fiyat olsa da çoğunluğu oluşturan, dolar kullanmayan, ülkeler için pahalı bir rakamı teşkil etmekte. Bu fiyatın belirlenmesinde tek sebep kar amacı gütmek değil mekanizmanın pahalı olmasından da kaynaklı. Model S’in bataryalarının değeri yaklaşık 12 bin dolara tekabül etmektedir. İleride maliyeti azaltarak belki daha ucuza bu arabalara sahip olabiliriz. Tüm bu saydığımız sorunlar aslında işin başında olduğumuzdan kaynaklanmaktadır. Tesla şirketi bu sorunlardan en önemlisi olan pil sorununa çözüm aramak için Çin’de büyük bir atılım yaptı. Mali sıkıntılarına rağmen orada büyük bir fabrika açmak istiyor. Şirketin bu hamleyi boş yere yapmadığı aşikâr bir gerçek. Dünyada daha az izinle birçok ülkeye yatırım imkânı bulunurken özellikle Çin’e açmasının en önemli nedenlerinden biri ise pil teknolojisinde Asya’nın atılım halinde olmasıdır. Hızla gelişen dünyada bu sorunlar giderilerek daha iyi sonuçlar ortaya çıkabilir. Çünkü araba alan bir birey tüm yönleriyle ona cazip gelen ve bütçesine en uygun olanı seçmek isteyecektir. Benzin fiyatlarından kaçmak isterken araba fiyatı veya şarj sorunu ile karşılaşmak istemez.
