باتری های خودروهای الکتریکی و آینده آن

همه چیز در مورد باتری های خودروهای الکتریکی، نحوه کار کردن آن و شیوه های بازیافت این باتری ها را در این مطلب خواهید خواند..

 باتری های خودروهای الکتریکی چگونه کار می کند؟

درست در جایی که اتومبیل های احتراقی از سوخت بنزین یا گاز طبیعی انرژی می‌گیرند، نسل جدید خودروهای الکتریکی به طور مستقیم انرژی خود را از باتری تامین می کنند. باتری های خودروهای الکتریکی یک منبع تغذیه بزرگ و قوی برای خودرو محسوب می شوند. جالب آن است که بدانید باتری های ماشین برقی، نسخه کوچک شده یک باتری یون- لیتیم هستند؛ دقیقاً همان چیزی که در تلفن همراه یا باطری یک تلفن شارژی آن را می شناسید.

در باتری های خودروهای الکتریکی مجموعه ای از هزاران سلول یون-لیتیم در کنار یکدیگر قرار داده شده است تا همزمان با یکدیگر شارژ شوند. وقتی خودرو شارژ می شود از انرژی برق برای تغییرات شیمیایی در باتری استفاده می کند. پس از آن، زمانی که خودرو در جاده در حال حرکت است، این تغییرات برعکس شده و برق تولید می کنند. برق تولید شده در باتری های خودروهای الکتریکی، انرژی و نیروی لازم را برای به حرکت درآمدن خودرو فراهم می آورد.

 نگاهی بر فناوری باتری های خودروهای الکتریکی

به طور کلی فناوری که در باتری خودروهای الکتریکی به کار رفته است از یک چرخه شارژ شدن- تخلیه شدن تبعیت می کند. انرژی ذخیره شده در باتری هنگام رانندگی تخلیه می شود؛ پس از آن، سیستم هشدار به راننده اطلاع می دهد و باید باتری خودرو را شارژ کند. هرچه این چرخه، تکرارپذیرتر باشد با گذشت زمان بر میزان شارژ باتری تاثیر می گذارد. این عامل باعث کاهش زمان مورد نیاز برای هر سفر با خودرو خواهد بود.

اکثر تولیدکنندگان باتری های خودروهای الکتریکی، محصولات تولید شده را بین ۵ تا ۸ سال ضمانت می کنند. پیش بینی بازار خرید نسل جدید باتری برای خودروهای الکتریکی این است که ماندگاری آنها تا ۱۰ تا ۲۰ سال قبل از نیاز به تعویض، تضمین شده است. در حداکثر مدت زمان ۲۰ سال، این باتری ها دوام می آورند و پس از آن شاید نیاز به تعویض داشته باشند.

نحوه عملکرد باتری های خودروهای الکتریکی بر اساس یک فناوری ساده قابل درک است. این باتری به یک یا چند موتور الکتریکی متصل می شود که مسئول به حرکت درآوردن چرخ های خودرو هستند. زمانی که پدال شتاب دهنده را در خودرو فشار می دهید، خودروی الکتریکی فوراً برق مورد نیاز  موتور را تامین می کند. این برق، همان انرژی ذخیره شده در باتری است که به مصرف می رسد.

موتور خودروهای الکتریکی شبیه به یک ژنراتور کار می کند. زمانی که خودرو شتاب می گیرد، برق مصرف می شود و زمانی که خودرو را متوقف می کنید، این تبدیل انرژی صورت می گیرد. نکته قابل توجه این است که در هر شتاب یا توقف شدید، اتلاف انرژی رخ می دهد. این اتلاف انرژی در باتری ذخیره می شود، بنابراین پس از یک مدت زمان خاص نیاز دارید که باتری های خودروهای الکتریکی را شارژ کنید.

باتری لیتیم- یون، باتری های خودروهای الکتریکی

باتری لیتیم- یون (Li-ion) نوعی باتری قابل شارژ است که در وسایل نقلیه الکتریکی و تعدادی از وسایل الکترونیکی قابل حمل استفاده می شود. آنها چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری های قابل شارژ سرب-اسید یا نیکل-کادمیوم دارند. این به معنای آن است که تولیدکنندگان باتری می توانند در فضای طراحی باتری صرفه جویی کنند و اندازه کلی باتری را کاهش دهند.

باتری های خودروهای الکتریکی از نوع لیتیم- یون نیز در مقایسه با بسیاری از گزینه های دیگر، ایمن تر هستند و تولیدکنندگان باتری باید اطمینان حاصل کنند که اقدامات ایمنی برای محافظت از مصرف کنندگان در صورت احتمال غیرفعال شدن باتری وجود دارد. به عنوان مثال، تولید کنندگان، خودروهای الکتریکی خود را به محافظ شارژ، مجهز می کنند تا از باتری ها در طی زمان شارژ سریع، در مدت زمان کوتاه، محافظت کنند.

عمر باتری های خودروهای الکتریکی

هنگامی که باتری های خودروهای الکتریکی، ظرفیت خود را برای تأمین انرژی یک وسیله نقلیه از دست بدهند یا به عبارت ساده تر، کارآیی آن برای خودرو کاهش پیدا کند، می توان با مشارکت در سیستم ذخیره سازی باتری، برای تأمین انرژی یک خانه یا ساختمان از آنها استفاده کرد. یک سیستم ذخیره انرژی باتری، انرژی را در باتری ذخیره می کند. این انرژی می تواند در زمان دیگری استفاده شود.

باتری های خودروهای الکتریکی یک فن آوری اثبات شده هستند که سال ها دوام خواهد داشت. در واقع، تولید کنندگان، آنها را تضمین می کنند.

جالب است بدانید هنگامی که باتری تلفن همراه شما پس از فقط دو سال شروع به فرسودگی می کند، در این مدت ممکن است صدها بار کاملاً شارژ شده باشد. هر یک از این چرخه های به اصطلاح، شارژ در برابر عمر باتری محسوب می شود. پس از حدود 500 دوره شارژ کامل، یک باتری تلفن از نوع یون- لیتیم شروع به از دست دادن بخش قابل توجهی از ظرفیت خود در هنگام تجدید شدن می کند.

اگرچه ممکن است این نمونه عملکرد برای یک تلفن، خوب باشد اما برای اتومبیل الکتریکی برای پیمودن هزاران مایل، کافی نیست! بنابراین تولید کنندگان باتری های خودروهای الکتریکی تمام تلاش خود را می کنند تا باتری های اتومبیل برقی، بیشتر دوام بیاورند.

در باتری های خودروهای الکتریکی، باتری ها “بافر می شوند”، به این معنی که رانندگان نمی توانند از مقدار کل انرژی ذخیره شده استفاده کنند؛ این باعث کاهش تعداد چرخه های باتری می شود. همراه با تکنیک های دیگر مانند سیستم های خنک کننده هوشمند، این باتری ها محافظت می شوند؛ این بدان معنی است که باتری های ماشین الکتریکی باید سال ها بدون دردسر، کار کنند. این یعنی، عمر بیشتر باتری های خودروهای الکتریکی. هنگامی که ظرفیت باتری به زیر 80% می رسد  ممکن است کاهش دامنه و عملکرد باتری به وضوح در خودرو مشاهده شود.

بازیافت باتری های خودروهای الکتریکی

بسیاری از تولیدکنندگان درباره چگونگی استفاده مجدد از باتری های خودروهای الکتریکی، پس از رسیدن به حداقل کارآیی، در حال تحقیق هستند. یک ایده جدید که به نوعی در آینده این فناوری هم نقش دارد این است که از این باتری ها برای تأمین انرژی خانه ها و ساختمان ها استفاده شود. پس از حذف شدن باتری از اتومبیل های برقی، اکثر آنها برای سایر کاربردهای متداول مانند ذخیره انرژی در شبکه برق یا خانه – که در حال رشد است – مناسب هستند.

هنگامی که باتری های خودروهای الکتریکی به پایان عمر خود می رسند، مجدداً بازیافت می شوند که به طور معمول شامل جداسازی مواد با ارزشی مانند نمک های کبالت و لیتیم، فولاد ضد زنگ، مس، آلومینیوم و پلاستیک است. در حال حاضر، فقط حدود نیمی از مواد موجود در یک باتری خودروی برقی، بازیافت می شود، اما با توجه به اینکه انتظار می رود تا چند دهه آینده، محبوبیت خودروهای الکترونیکی افزایش یابد، تولیدکنندگان خودرو به دنبال بهبود این موضوع باشند.

آیا باتری های خودروهای الکتریکی ایمن هستند؟

با توجه به محبوبیت و گسترش این فناوری در جهان، خودروهای الکتریکی رو به رشد هستند. این سوال شاید در ذهن ها به وجود آید که آیا باتری های خودروهای الکتریکی برای محیط زیست خطرناک هستند یا خیر؟

پاسخ این است!

باتری های قابل شارژ در خودروهای برقی را می توان مجدداً به کارخانه منتقل کرد تا بتوان آن را در مسیر بازیافت صحیح قرار داد. این باتری ها به طور کلی خطرناک نیستند و می توانند برای تأمین برق یا انرژی در سایر وسایل خانگی هم به کار بروند. بهترین کاربرد برای باتری های بازیافت شده از خودروهای برقی، استفاده آنها در سیستم ذخیره سازی باتری های خانگی است.

با سانیوا آشنا شوید.