موتور خودروهای برقی در مقایسه با خودروهای بنزینی، پیچیدگی کمتری دارد و تعداد قطعات متحرک آنها بسیار کمتر ازپیشرانه‌های احتراق داخلی است. از این رو، احتمال خرابی خودروهای الکتریکی به مراتب کمتر ازخودروهای معمولی است.با این حال، از آن جایی که باتری خودرو برقی به دلیل عمر نسبتاً محدودش پس از مدت مشخصی نیاز به تعویض دارد، یکی از سوالاتی که پس از خرید چنین خودروهایی باید از خود بپرسید، این است که عمر باتری خودروهای برقی چقدر است و راه‌های افزایش طول عمر باتری ماشین الکتریکی چیست؟
برای پاسخ به این سوال مهم در این مقاله از سری مقالات «مجله همراه مکانیک» قصد داریم به بررسی عمر باتری خودروهای برقی و راه‌های افزایش طول عمر آنها بپردازیم؛ لطفا در ادامه با ما همراه باشید.
تاریخچه خودروهای الکتریکی
ابتدا بهتر است کمی در مورد تاریخچه تولید خودروهای برقی بدانیم. اگرچه سال‌های زیادی از زمانی که توماس پارکر اولین خودروی الکتریکی را ساخت می‌گذرد، اما ایده اصلی ساخت خودروهای هیبریدی به طور جدی، از سال 1900 مطرح شد. در آن سا‌ل‌ها به دلایل متعددی خودروهای الکتریکی قابلیت تجاری‌شدن پیدا نکردند تا سرانجام حدود 7۰ سال بعد با تحولات صنعت خودروسازی، شرکت‌های خودروساز بسیاری به فکر طراحی و تولید خودروهای الکتریکی افتادند. درسال 1997 تویوتا نخستین خودروی هیبریدی خود را با نام پریوس روانه بازار خودرو کرد که با استقبال خوبی نیز مواجه شد.
بعدها کمپانی‌هایی چون تسلا، نیسان، بی‌ام‌و، کیا موتورز، بنز و فورد نیز محصولات هیبرید و الکتریکی خود را روانه خیابان‌ها کردند و این‌گونه بود که عمر باتری ماشین الکتریکی و هیبریدی به بحث مهمی در بین تولیدکنندگان خودروهای برقی و هم‌چنین مالکین خودروهای الکتریکی بدل شد.
باتری خودرو برقی چیست و چطور کار می‌کند؟
باتری خودروهای برقی، با باتری‌های سربی-اسیدی که در خودروهای بنزینی استفاده می‌شوند بسیار متفاوت هستند و از لحاظ کارایی نیز، سطح انرژی بالا‌تری را تامین می‌کنند. بسته‌های باتری لیتیوم-یون به‌کار رفته در خودروهای برقی، مشابه آن چیزی است که سابق بر این در گوشی‌های موبایل و لپ‌تاپ‌ها مشاهده کرده‌ایم اما با ابعادی بزرگ‌تر!
در کل، باتری خودروهای برقی از سری‌کردن سلول‌های باتری جداگانه ساخته می‌شوند که براساس مدل، چند صد عدد از آنها به صورت سری با هم بسته می‌شوند و باتری خودرو ساخته می‌شود.
نکته قابل توجه در مورد باتری خودروهای الکتریکی این است که باتری خودرو برقی نسبت به سایر باتری‌ها، در صورت عدم استفاده در زمانی مشخص، کمتر در معرض ازدست‌دادن شارژ قرار دارند؛ اما از طرف دیگر، برخلاف باتری موتورهای احتراق داخلی و خودروهای بنزینی، هنگام رانندگی با سرعت بالا یا مسیرمستقیم، زودتر تخلیه می‌شوند. هم‌چنین افزایش دما، بر طول عمر باتری ماشین الکتریکی بسیار تاثیرگذار است.
طول عمر باتری خودرو برقی چقدر است؟
طول عمر باتری ماشین الکتریکی، موضوع بسیار مهمی است که در حال حاضر به عنوان مزیت رقابتی محسوب می‌شود و به‌منظور جلب رضایت مشتریان توسط شرکت‌های خودروسازی مطرح شده است. به طور مثال در آمریکا، گارانتی خودروهای برقی به طور میانگین، حداقل 8 سال یا 160,000 کیلومتراست یا شرکت‌هایی مانند کیا، گارانتی 10ساله یا 160,000 کیلومتر را برای محصولات برقی و هیبرید خود در نظر گرفته‌اند. البته در میان این بازار، شرکت‌هایی مانند هیوندای هم هستند که با گارانتی مادام‌العمر خیال خریداران محصولات برقی خود را راحت کرده‌اند. بی ام و، نیسان، فولکس‌واگن، شورولت و تسلا نیز در صورت افت ظرفیت باتری بین 60 تا 70 درصد، تعویض آن را تضمین می‌کنند.
نکته قابل ذکر در بحث این گارانتی‌ها، توجه به این موضوع است که شرکت‌های خودروسازی، توانایی نگه‌داشتن شارژ باتری‌ها را گارانتی می‌کنند؛ اما موضوع مهم در بحث باتری، عمر باتری ماشین الکتریکی، مدت زمانی است که این باتری‌ها توانایی نگه‌داشتن شارژ کامل را از دست می‌دهند؛ زیرا با گذشت زمان، ظرفیت باتری و فرایند شارژ و تخلیه آن دچار افت می‌شود.
شرایط تاثیرگذار بر طول عمر باتری خودروی برقی
شرایط آب‌و‌هوایی نیز بر عمر باتری خودروی برقی تاثیرگذار است و ظرفیت باتری خودروهای برقی در آبوهوای گرم، به میزان بیشتری افت می‌کند. در واقع افزایش دمای بیش از حد، مانند آنچه در گوشی‌های موبایل نیز مشاهده کرده‌ایم، قاتل باتری‌های لیتیوم یونی است.
از طرفی دیگر، شارژ باتری در در آبوهوای بسیار سرد نیز بسیار زودتر تخلیه می‌شود. با توجه به این که برخلاف خودروهای بنزینی، بخاری خودروهای برقی گرمای خود را از قدرت باتری می‌گیرند، مجموع هوای سرد و استفاده هم‌زمان از باتری، نتیجه‌ای برابر 41 درصد کاهش ظرفیت باتری را در پی خواهد داشت. البته هنگام استفاده از کولر در گرما نیز 17 درصد افت ظرفیت مشاهده می‌شود.
دستگاه‌های شارژ سریع که برای شارژ خودرو‌ها در شهرهای پیشرفته نصب شده‌اند، در مدت زمان تقریبا 30 دقیقه، باتری را حدود 80 درصد شارژ می‌کنند که همین شارژ سریع، می‌تواند سبب بالارفتن دمای باتری و در نتیجه آسیب‌دیدن آن بشود.
عوامل موثر در افزایش طول عمر باتری خودرو برقی
اگرچه افت ظرفیت باتری خودروی برقی با گذشت زمان امری عادی است، اما عوامل مختلفی در سلامت و به‌تعویق‌انداختن افت ظرفیت آن تاثیرگذار است. در ادامه، برخی از عوامل موثر در کاهش طول عمر باتری خودروی برقی را با هم مرور می‌کنیم که پرهیز از این موارد، منجر به افزایش طول عمر باتری ماشین الکتریکی می‌شود.
شارژ سریع
همان‌طور که در بخش قبلی گفتیم، از آن جایی که گرما دشمن بزرگی برای باتری‌های لیتیوم یونی محسوب می‌شود، باید استفاده از شارژر‌های سریع را بسیار کم و محدود کرد.
شارژ کامل
بیش‌از حد شارژنکردن باتری و عدم تخلیه کامل آن، می‌تواند به افزایش عمر باتری خودروی برقی کمک کند. هر دوی این اعمال، منجر به ایجاد دندریت در باتری و خرابی آن می‌شود. بهترین محدوده شارژ برای باتری خودروی الکتریکی، بین ۲۰ تا ۸۰ درصد است.
شتاب ناگهانی و سرعت
شتاب ناگهانی، باعث ایجاد گرمای بیشتر در باتری می‌شود که خوب نیست. حتی در محصولات تسلا، در صورت فعال‌کردن حالت رانندگی لودیکروس (Ludicrous)، خودرو هشدار می‌دهد که این کار باعث کاهش عمر باتری می‌شود.
دمای محیط
همان‌طور که در بخش قبلی گفته شد، سرما و گرمای زیاد عامل تاثیرگذاری بر طول عمر باتری ماشین الکتریکی محسوب می‌شود. اگرچه برخی از باتری خودروهای برقی از خنک‌کننده بهره می‌برند، اما در مقایسه با باتری‌هایی که مجهز به سیستم مدیریت حرارتی هستند، اثر کمتری بر طول عمر باطری دارند؛ زیرا سیستم مدیریت حرارتی، توانایی نگهداری دمای باتری در محدوده ثابتی را دارد و دمای باتری بالا و پایین نمی‌شود.
کلام آخر
اکثر تولیدکنندگان خودروهای الکتریکی ، نسبت به دغدغه مشتریان در مورد طول عمر باتری ماشین الکتریکی حساس هستند و شاید به همین دلیل است که مدت زمان گارانتی باتری‌ها را نسبت به گارانتی خود خودرو بیشتر تعیین می‌کنند. به طور مثال لکسوس UX300e به عنوان اولین خودرو با گارانتی باتری 10 ساله یا مسافت یک میلیون کیلومتر روانه بازارشده است یا تسلا (Tesla) که بنا بر اخبار، درحال کار روی خودرویی با گارانتی حدود 1,600,000 کیلومتر است!
موارد این‌چنینی نشانه‌های آشکاری از دست‌یابی خودرو‌سازان شاخص بازار به فناوری‌های جدیدی است که می‌تواند تا حد زیادی از نگرانی‌های مالکان خودروهای برقی مبنی بر طول عمر باتری خودرو بکاهد.
بیشتر بخوانید
