بطاريات السيارات الكهربائية تدوم لفترة أطول من المتوقع

تظهر الأبحاث الجديدة من مركز بطاريات SLAC-Stanford (تعاون بين جامعة ستانفورد ومختبر تسريع SLAC الوطني) أن بطاريات السيارات الكهربائية المستخدمة في الظروف الواقعية مثل حركة المرور الكثيفة، والرحلات الطويلة، والرحلات القصيرة في المدينة، وفترات طويلة من ركن السيارة يمكن أن تدوم حوالي 30 في المائة أطول مما كان متوقعًا في السابق.

ويعني هذا أن أصحاب السيارات الكهربائية قد لا يحتاجون إلى استبدال البطاريات باهظة الثمن أو شراء سيارة جديدة لعدة سنوات.

لم تكن طرق اختبار البطارية السابقة دقيقة.

في السابق، كان الباحثون يختبرون عمر البطارية في المختبر عن طريق الشحن والتفريغ بمعدل ثابت بشكل متكرر.

ومع ذلك، وجدت الدراسة، التي نشرت في 9 ديسمبر/كانون الأول في مجلة "نيتشر إنيرجي"، أن مثل هذا الاختبار غير مناسب للتنبؤ بعمر بطارية المركبات الكهربائية أثناء الاستخدام اليومي، مثل التنقل إلى العمل، أو التوقف في المتجر، أو ركن السيارة لفترات طويلة من الزمن.

سيارة كهربائية
في ظروف العالم الحقيقي، يمكن للعديد من العوامل أن تساعد في زيادة عمر بطاريات السيارات الكهربائية. الصورة: فينفاست

مفاجأة سارة

قام الباحثون بتصميم أربعة أنماط مختلفة لتفريغ البطارية، تتراوح من أنماط التفريغ الثابتة إلى أنماط التفريغ الديناميكية، بناءً على بيانات القيادة في العالم الحقيقي. لقد قاموا باختبار 92 بطارية ليثيوم أيون تجارية على مدى عامين ووجدوا أنه كلما كان نمط التفريغ يعكس سلوك القيادة في العالم الحقيقي بشكل أقرب، كلما كانت عمر البطارية أطول.

أظهرت خوارزمية التعلم الآلي المستخدمة لتحليل البيانات أن عوامل مثل التسارع السريع، والفرملة القوية - التي تشحن البطارية جزئيًا - والفترات الطويلة من وقت الخمول، كلها عوامل تؤدي إلى إبطاء تآكل البطارية. على سبيل المثال، التسارع المفاجئ لمدة قصيرة لا يؤدي إلى إتلاف البطارية كما كان يُعتقد سابقًا، بل قد يساعد حتى في إطالة عمر البطارية.

سببان رئيسيان لتآكل البطارية

كما قام الفريق أيضًا بالتمييز بين التآكل الناجم عن دورات الشحن والتفريغ المتعددة والتآكل الطبيعي بمرور الوقت.

مع استخدام المركبات الكهربائية يوميًا للتنقل أو التسوق، فإن الوقت الذي نقضيه دون استخدام المركبة هو في الواقع السبب الرئيسي لتآكل البطارية، وليس عدد دورات الشحن والتفريغ.

التطبيقات والمستقبل

وتشير نتائج الدراسة إلى أن شركات صناعة السيارات قد تتمكن من تحديث برنامج إدارة البطارية لتحسين عمر البطارية في ظل ظروف الاستخدام الحقيقية. وفي الوقت نفسه، يستطيع الباحثون تطوير تصاميم وخوارزميات أكثر تقدمًا للتحكم في البطارية استنادًا إلى هذه النتائج.

ومن الجدير بالذكر أن هذا البحث يفتح إمكانية تطبيق نفس المبدأ على أجهزة تخزين الطاقة الأخرى، فضلاً عن مواد وأجهزة العلوم الفيزيائية مثل البلاستيك والزجاج والخلايا الشمسية والمواد الحيوية في الغرسات، وليس فقط بطاريات السيارات الكهربائية.

وقالت الباحثة سيمونا أونوري: "يسلط هذا العمل الضوء على قوة الجمع بين المجالات المتخصصة مثل علم المواد والنمذجة والتعلم الآلي لدفع الابتكار".

(وفقا لتقرير ستانفورد)

ماذا يمكننا أن نتعلم من الدولة رقم 1 في شراء السيارات الكهربائية التي تجعل الملياردير إيلون ماسك يحترمنا؟ تُعتبر النرويج مثالاً مشرقاً للتحول إلى النقل المستدام. أصبح النرويجيون يشترون عددًا كبيرًا من سيارات تيسلا لدرجة أن إيلون ماسك أعرب عن إعجابه بدعم البلاد للسيارات الكهربائية.