الشحن السريع يدمّر بطاريات السيارات الكهربائية

خاص - الطاقة

تخضع بطاريات السيارات الكهربائية لدرجات حرارة مرتفعة ومقاومة عالية، وتعدّ نقاط الشحن السريع نعمة لتقليل التوقّف القسري، ولكن العلماء وجدوا أن استخدام نقاط الشحن السريع عالية الطاقة باستمرار يمكن أن يقلّل من عمر بطاريات السيارات ويدمّرها.

ولمعالجة ذلك ،طوّر الباحثون طريقة للشحن في درجات حرارة أقلّ مع انخفاض خطر حدوث أضرار كارثية وفقدان القدرة على التخزين.

وقاد مهري أوزكان، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر، وجنكيز أوزكان، أستاذ الهندسة الميكانيكية في كلية مارلن وروزماري بورنيس للهندسة، مجموعة فرضت رسومًا على فئة واحدة من بطاريات باناسونيك NCR 18650B الأسطوانية، الموجودة في سيارات تسلا، باستخدام نفس طريقة الشحن السريع في الصناعة، مثل أجهزة الشحن السريعة الموجودة على طول الطرق السريعة.

كما قاموا بشحن مجموعة باستخدام خوارزمية شحن سريع جديدة استنادًا إلى المقاومة الداخلية للبطارية ، والتي تتداخل مع تدفّق الإلكترونات، وتتقلّب المقاومة الداخلية للبطارية وفقًا لدرجة الحرارة وحالة الشحن وعمر البطارية وعوامل أخرى، ويمكن أن تسبّب المقاومة الداخلية العالية مشكلات في أثناء الشحن.

وبالنسبة لدورات الشحن الثلاث عشرة الأولى، ظلّت سعة تخزين البطارية لكلّ من تقنيات الشحن متشابهة، بعد ذلك ، تسبّبت تقنية الشحن السريع في الصناعة في تلاشي القدرة بشكل أسرع -، وبعد 40 دورة شحن احتفظت البطاريات بنسبة 60 بالمئة فقط من سعة التخزين الخاصة بها، واحتفظت البطاريات المشحونة باستخدام طريقة شحن المقاومة الداخلية بأكثر من 80 بالمئة سعة بعد الدورة 40.

في قدرة 80٪ ، وصلت بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن إلى نهاية عمرها الافتراضي لمعظم الأغراض، ووصلت البطاريات المشحونة باستخدام طريقة الشحن السريع في الصناعة إلى هذه النقطة بعد 25 دورة شحن، في حين كانت بطاريات طريقة المقاومة الداخلية جيّدة لمدة 36 دورة.

والأسوأ من ذلك، بعد 60 دورة شحن، تصدّعت حالات بطارية طريقة الصناعة، ممّا يعرّض الأقطاب الكهربائية والمنحل بالكهرباء للهواء، ويزيد من خطر الحريق أو الانفجار. ودرجات الحرارة العالية من 60 درجة مئوية/140 درجة فهرنهايت تسارع كلّ من الضرر والمخاطر.

وقد تقدّم الباحثون بطلب للحصول على براءة اختراع على خوارزمية الشحن السريع للمقاومة الداخلية التكيّفية التي يمكن ترخيصها من قبل مصنّعي البطاريات والسيارات. في غضون ذلك، يوصي فريق بطارية UCR بتقليل استخدام أجهزة الشحن السريعة التجارية، وإعادة الشحن قبل استنزاف البطارية تمامًا، ومنع الشحن الزائد.

 

فولكس فاجن تخطّط للاستفادة من بطاريات السيارات الكهربائية للتنافس مع شركات الطاقة

يمكن استخدام بطاريات السيارات الكهربائية لتثبيت شبكة الطاقة عن طريق شحن البطارية في أوقات الإمدادات الزائدة، وبيع الكهرباء مرة أخرى إلى الشبكة في بعض الأحيان عندما تكون إمدادات الكهرباء من طاقة الرياح والطاقة الشمسية منخفضة.

وقال كبير الإستراتيجيين مايكل جوست: إن التوسّع في السيارات الكهربائية سيفتح فرصًا تجارية جديدة في تخزين وإدارة الطاقة ، والتعدّي على الأعمال التي تهيمن عليها حاليًا المرافق وشركات الطاقة.
وأضاف جوست: إنه يمكن استخدام بطاريات السيارات الكهربائية لتثبيت شبكة الطاقة من خلال شحن البطارية في أوقات الإمدادات الزائدة وبيع الكهرباء مرة أخرى إلى الشبكة في الأوقات التي تكون فيها إمدادات الكهرباء من طاقة الرياح والطاقة الشمسية منخفضة.

وتابَع: بحلول عام 2025 سيكون لدينا 350 غيغاواط ساعة من تخزين الطاقة تحت تصرّفنا من خلال أسطول السيارات الكهربائية لدينا. وبين عامي 2025 و2030، سينمو هذا العدد إلى مساحة تخزين تبلغ 1 تيراواط ساعة".

فولكس فاجن تطلق سيارة ID:3 الكهربائية هذا العام، وتكلفتها أقلّ من 24,000 يورو (27,000 دولار) في ألمانيا، بمجرّد خصم الإعفاءات الضريبية على السيارات الخضراء والحوافز، ممّا يضع السيارات الكهربائية على قدم المساواة مع المتغيّرات المحرّكة للاحتراق.