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 المركبات الكهربائية المستخدمة في الظروف الواقعية مثل حركة المرور الكثيفة والرحلات الطويلة والرحلات القصيرة في المدينة وفترات طويلة من وقوف السيارات 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 يقومون عادة باختبار 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 إنرجي"، 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 الظروف الواقعية، يمكن لعوامل عديدة أن تُساعد على إطالة عمر بطاريات السيارات الكهربائية. الصورة: فينفاست

مفاجأة سارة

صمم الباحثون أربعة أنماط مختلفة لتفريغ البطارية، من الثابت إلى المتحرك، بناءً على بيانات القيادة الواقعية. واختبروا 92 بطارية ليثيوم أيون تجارية على مدار عامين، ووجدوا أنه كلما كان نمط التفريغ أقرب إلى سلوك القيادة الواقعي، كلما طالت مدة عمر البطارية.

وجدت خوارزمية تعلم آلي استُخدمت لتحليل البيانات أن عوامل مثل التسارع السريع، والكبح المفاجئ - الذي يُعيد شحن البطارية جزئيًا - وفترات الخمول الطويلة، جميعها تُبطئ تآكل البطارية. على سبيل المثال، التسارع السريع لفترات قصيرة لا يُلحق الضرر بالبطارية كما كان يُعتقد سابقًا، بل قد يُساعد على إطالة عمرها.

سببان رئيسيان لتآكل البطارية

كما قام الفريق أيضًا بالتمييز بين التآكل الناتج 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 النتائج إلى أن شركات صناعة السيارات يمكن أن تقوم بتحديث برامج إدارة البطارية الخاصة بها لتحسين عمر البطارية في ظل الظروف الحقيقية، وأن الباحثين يمكن أن يقوموا بتطوير تصميمات بطاريات أكثر تقدماً وخوارزميات تحكم بناءً على النتائج.

ومن الجدير بالذكر أن هذا البحث يفتح المجال أمام إمكانية تطبيق نفس المبدأ على أجهزة تخزين الطاقة الأخرى، فضلاً عن المواد والأجهزة العلمية 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)

ما الذي يمكن أن نتعلمه من الدولة الأولى في شراء السيارات الكهربائية التي تُثير إعجاب الملياردير إيلون ماسك؟ تُعتبر النرويج مثالاً ساطعاً على التحول إلى النقل المستدام. في الواقع، يشتري النرويجيون أعداداً كبيرة من سيارات تيسلا، لدرجة أن إيلون ماسك أعرب عن إعجابه بدعمها للسيارات الكهربائية.