تقنية تحكم حراري في البطاريات.. تخدم السيارات الكهربائية ومراكز البيانات
هبة مصطفى
خضعت تقنية تحكم حراري في البطاريات للاختبار من قبل الشركة المطورة؛ ما أسفر عن نتائج مبشّرة لقطاعات متنوعة وجديدة من بينها مراكز البيانات، بالإضافة إلى دورها الرئيس للسيارات الكهربائية.
وطبّقت شركة هيدروهرتز (Hydrohertz) البريطانية تقنيتها على بطارية فوسفات الحديد والليثيوم (LFP) بقدرة 100 كيلوواط/ساعة، وفق تفاصيل تابعتها منصة الطاقة المتخصصة.
وابتكرت الشركة صمامًا أطلقت عليه اسم دكترافالف (Dectravalve)، ينظّم التحكم في حرارة البطارية حسب الحاجة إلى التبريد أو التسخين.
وكشف اختبار الصمام أداءً أفضل للسيارات الكهربائية، سواء بالنسبة لتسريع وتيرة الشحن، أو زيادة العمر الافتراضي للبطارية ومداها.
تقنية تحكم حراري في البطاريات
تستهدف شركة "هيدروهرتز" البريطانية من ابتكارها لتقنية تحكّم حراري في البطاريات خفضَ درجات الحرارة خلال عملية الشحن لتقليل الهدر والحفاظ على الأداء.
ويعمل الصمام المبتكر على تقسيم التحكم الحراري في خلايا البطاريات إلى مناطق وطبقات، متجنبًا بذلك الطرق التقليدية التي تتعامل مع البطارية بوصفها حزمة واحدة.
وبذلك يمكن التحكم في تسخين وتبريد كل وحدة داخل البطارية بشكل منفصل، وفق تفاصيل تناولها موقع إنترستنج إنجينيرنج.
وأقرّت الشركة بزيادة كفاءة وموثوقية خلايا البطاريات عن طريق ثبات درجات الحرارة ومنع ارتفاعها، ما يؤدي إلى عملية شحن سريعة وآمنة.
واحتفظت بطارية فوسفات الحديد والليثيوم بسعة 100 كيلوواط/ساعة عند درجة حرارة أقل من 44.5 درجة خلال الاختبار، بانخفاض من درجات الحرارة المسجلة بنحو 56 درجة عند ذروة الشحن.
وخلال تطوير الشركة للصمام، ركّزت على الإدارة الحرارية لضمان مستوى تبريد مثالي للتطبيق، سواء في البطاريات أو غيرها.
ورغم أن الاختبار طُبِّق على بطارية فوسفات الحديد والليثيوم، فإن الشركة أقرّت بـ"حيادية" التقنية وإمكان تطبيقها على أنواع البطاريات المختلفة.
ميزات الشحن
أظهر اختبار الصمام -بوصفه تقنية تحكم حراري مطورة- تقليص مدة الشحن بنسبة 68%، بعد التخلص من نقاط الضعف التي كان يسبّبها الانفلات الحراري وتسرّب الليثيوم من قبل.
وقد يؤدي الابتكار إلى شحن البطارية خلال 10 دقائق، بعد أن كانت تصل إلى ما يتراوح بين 10 و80% في غضون 30 دقيقة.
ومع استعمال شاحن بقدرة 350 كيلوواط، يمكن أن يقترب معدل شحن السيارات الكهربائية من معدل تزوُّد السيارات التقليدية بوقود البنزين أو الديزل.
وبجانب الحفاظ على كفاءة البطارية، يوفر الصمام مدى ونطاقًا أكبر في القيادة بنسبة 10%.
فالسيارات الكهربائية متوسطة الحجم قد تحصل على ما يتراوح بين 48 و64 كيلومترًا إضافية في كل شحنة، ويضمن ذلك معدل استهلاك وتكلفة تشغيل أقل.
تطبيقات الصمام
يحمي صمام الشركة البريطانية البطارية من التلف على المدى الطويل، بمنع عملية الانفلات (التسرب) الحراري مع ذروة شحن السيارات وترسُّب الليثيوم وتراكمه.
ومن شأن هذه الميزات أن تجعله مثاليًا للتطبيق، في ظل إطالة أمد البطارية وحماية الخلايا، وتكلفته المنخفضة.
وأبدت شركة "هيدروهرتز" البريطانية استعدادها لنشر الصمام المبتكر في تطبيقات عدّة، من بينها: مراكز البيانات، والقطاع الزراعي، والطيران، بجانب السيارات الكهربائية.
ويستطيع الصمام المبتكر التحكم في 4 غرف منفصلة بوحدات البطارية خلال الوقت ذاته، بالإضافة إلى إمكان تزويد جزء محدد من الخلية بالحرارة أو البرودة دون بقية الأجزاء.
وبذلك يمكن الاستغناء عن حزمة صمامات التشغيل وأنابيب الربط، ما يؤدي إلى تقليل الخسائر في النظام الحراري وجهد البطارية وأدائها.
وتقبل تقنية التحكم الحراري في البطاريات العمل تحت درجة حرارة وضغط مرتفعَين، ما يؤهّلها لتطبيقات النقل والصناعات.
موضوعات متعلقة..
- حوادث السيارات الكهربائية في بريطانيا تُراكم البطاريات المستعملة في المخازن
- دمج البطاريات في النقل البحري.. جانب مظلم مليء بالمخاطر والتحديات
- دمج المضخات الحرارية وشواحن السيارات الكهربائية في جهاز واحد.. أول نظام عالمي
اقرأ أيضًا..
- قفزة متوقعة بإنتاج الغاز في الخليج العربي.. هؤلاء أكبر المنتجين بحلول 2050
- إنتاج الكهرباء في الإمارات.. الطاقة النووية والشمسية تغيّران المعادلة
- مخزونات النفط الأميركية تنخفض لأول مرة في 3 أسابيع
المصادر:
