ما هو العمر الافتراضي لبطارية السيارة عند استخدام الشحن السريع؟

إذا سبق لك أن انتظرت في محطة شحن سريعة، وقمت بالتمرير عبر هاتفك بينما يتم شحن سيارتك في 10 دقائق بدلاً من ساعة، فربما تساءلت: هل تكلفني هذه الراحة على المدى الطويل؟ باعتباري مالكًا لمورد محطة شحن سريع، أتلقى هذا السؤال كل يوم من سائقي المركبات الكهربائية - سواء كانوا مسافرين على الطرق عبر البلاد، أو آباء ينقلون أطفالهم إلى ممارسة كرة القدم، أو أصحاب الأعمال الصغيرة الذين يستخدمون مركباتهم الكهربائية في توصيل الطلبات. الإجابة المختصرة هي: نعم، يمكن أن يؤثر الشحن السريع على عمر بطارية سيارتك، ولكن ليس بالطريقة التي يخشىها الكثيرون، وهو أبعد ما يكون عن رقم واحد يناسب الجميع. دعنا نحلل ما الذي يحدد في الواقع مدة بقاء بطارية سيارتك عند استخدام الشحن السريع، وكيف يؤثر عملنا في تصميم وبناء محطات الشحن السريع، وما يمكنك القيام به للحفاظ على صحة بطاريتك.

أولاً، دعونا نتخلص من أسطورة واحدة: "بطارية السيارة" ليست البطارية الصغيرة بقدرة 12 فولت التي تشغل سيارتك التي تعمل بالغاز. نحن نتحدث عن حزمة بطارية ليثيوم أيون عالية الجهد التي تعمل على تشغيل المحرك الكهربائي، وهي نفس البطارية التي تتراوح من 40 كيلووات في الساعة (للمركبات الكهربائية الصغيرة المدمجة) إلى أكثر من 100 كيلووات في الساعة لسيارات الدفع الرباعي والشاحنات الأكبر حجمًا. تتدهور بطاريات الليثيوم أيون، مثل تلك الموجودة في هاتفك أو الكمبيوتر المحمول، بمرور الوقت، وتنخفض قدرتها على الاحتفاظ بالشحن الكامل تدريجيًا، وفي النهاية قد تحتاج إلى استبدال. يحدث التدهور لعدة أسباب: درجات الحرارة القصوى، وعدد مرات الشحن، ومدى امتلاء البطارية، ونعم، نوع الشاحن الذي تستخدمه.

يختلف الشحن السريع، المعروف رسميًا باسم الشحن السريع DC (DCFC)، عن شواحن المستوى 2 التي قد تستخدمها في المنزل أو العمل، والتي تعمل بالتيار المتردد وتستغرق بضع ساعات للشحن الكامل. يتم توصيل أجهزة الشحن السريعة التي تعمل بالتيار المباشر مباشرة بالبطارية وتضخ الطاقة بمعدلات أعلى بكثير - عادةً 50 كيلووات أو 150 كيلووات أو حتى 350 كيلووات - بحيث يمكنك الانتقال من 20% إلى 80% من الشحن خلال 15 إلى 30 دقيقة. تأتي هذه السرعة مع مقايضة صغيرة في الحرارة، والحرارة هي عدو طول عمر بطارية الليثيوم أيون. عندما تقوم بشحن البطارية بسرعة، يتحرك المزيد من الطاقة عبر الخلايا مرة واحدة، مما يولد حرارة إضافية داخل العبوة. إذا لم تتم إدارة هذه الحرارة بشكل جيد (إما عن طريق نظام التبريد المدمج في السيارة أو الشاحن نفسه)، فإنها تعمل على تسريع انهيار التفاعلات الكيميائية داخل البطارية، مما يؤدي إلى تقصير عمرها الإجمالي.

ولكن إليك الأخبار الجيدة: لقد قطعت شركات تصنيع السيارات الكهربائية الحديثة ومحطات الشحن السريع عالية الجودة شوطًا طويلًا في إدارة هذه الحرارة. تحتوي معظم المركبات الكهربائية الآن على أنظمة إدارة حرارية للبطارية (BTMS) تعمل على تبريد أو تسخين العبوة لإبقائها في نطاق درجة حرارة التشغيل الأمثل (عادةً ما بين 20 درجة مئوية و40 درجة مئوية، أو 68 درجة فهرنهايت إلى 104 درجة فهرنهايت) أثناء الشحن. تعمل أفضل أجهزة الشحن السريعة DC أيضًا مع نظام السيارة لضبط سرعة الشحن بناءً على درجة حرارة البطارية الحالية وحالة تباطؤ الشحن قليلاً عندما تصبح البطارية دافئة جدًا لتجنب التلف. على سبيل المثال، يصمم فريقنا محطات شحن تتواصل في الوقت الفعلي مع كل طراز من طرازات السيارات الكهربائية التي نخدمها، ويضبط توصيل الطاقة للحفاظ على حرارة البطارية منخفضة حتى خلال أيام الصيف الأكثر حرارة أو أطول الرحلات البرية.

الآن، ما هو رقم العمر الفعلي؟ تقدم معظم الشركات المصنعة للمركبات الكهربائية ضمانات على حزم البطاريات الخاصة بها تغطي 8 سنوات أو 100000 إلى 150000 ميل، وتعد باستبدالها إذا انخفضت البطارية إلى أقل من 70-80% من سعتها الأصلية في ذلك الوقت. ولكن هذا مخصص للقيادة العادية، والتي تتضمن مزيجًا من الشحن المنزلي والشحن السريع. وجدت دراسات أجرتها مجموعات مستقلة مثل المجلس الدولي للنقل النظيف (ICCT) أن السائقين الذين يستخدمون الشحن السريع بانتظام - على سبيل المثال، 2 إلى 3 مرات في الأسبوع للرحلات البرية أو التنقلات الطويلة - قد يشهدون معدلات تدهور أعلى قليلاً من أولئك الذين يشحنون معظمهم في المنزل. لكن هذا الفارق غالباً ما يكون أقل من 10% على مدى 8 سنوات، وهو أمر لا يكاد يذكر بالنسبة لمعظم السائقين. في الواقع، أبلغ بعض مالكي المركبات الكهربائية على المدى الطويل عن القيادة لمسافة تزيد عن 200 ألف ميل باستخدام بطاريتهم الأصلية مع تدهور بنسبة 10-15% فقط، حتى مع الشحن السريع المنتظم.

المفتاح هنا هو الشحن السريع "العادي" - إذا كنت تقوم بالشحن السريع كل يوم، فقد تبدأ في رؤية تأثير أكبر. توصي معظم الشركات المصنعة للمركبات الكهربائية بتوفير الشحن السريع عندما تحتاج إليه، واستخدام أجهزة الشحن من المستوى 2 (النوع الأبطأ أو المنزل أو العمل) لعمليات الشحن اليومية. كما أن هناك اتجاهًا متزايدًا للسائقين الذين يختارون أجهزة الشحن المنزلية القوية التي تتناسب مع راحة الشحن السريع، دون الحرارة الزائدة التي توفرها أجهزة الشحن السريعة العامة، لتلبية احتياجاتهم اليومية. إذا كنت مهتمًا بحل شحن منزلي موثوق وسريع، فيمكنك الاطلاع على الشاحن المنزلي بقدرة 150 كيلو واط، المصمم لتوفير شحن سريع وآمن للاستخدام اليومي مع تقليل الضغط غير الضروري على البطارية.

هناك عامل كبير آخر يتجاهله العديد من السائقين وهو الطريقة التي تستخدم بها البطارية بين عمليات الشحن. إن ترك البطارية تنخفض إلى 0% في كل مرة، أو إبقائها عند 100% لأسابيع متتالية، يعد أصعب على البطارية من الشحن السريع العادي. تحتوي معظم السيارات الكهربائية على ميزة مدمجة تسمى "حد الشحن" والتي تتيح لك تحديد الحد الأقصى لمستوى الشحن (على سبيل المثال، 80% للقيادة اليومية) لتجنب البقاء مشحونًا بالكامل. عندما تستخدم الشحن السريع، فإن التوقف عند 80% بدلاً من تركه يصل إلى 100% يقلل أيضًا من الوقت الذي تقضيه البطارية عند مستويات الجهد العالي، مما يقلل من الحرارة والتدهور.

لا تزال درجة الحرارة هي العامل الخارجي الأكبر الذي يؤثر على عمر البطارية، حتى أكثر من الشحن السريع نفسه. إذا كنت تعيش في مكان يتسم بحرارة الصيف الحارقة أو برد الشتاء القارس، فسوف تتدهور بطاريتك بشكل أسرع مما لو كنت تعيش في مناخ معتدل. يؤدي الشحن السريع في درجات الحرارة القصوى إلى تضخيم هذا التأثير، لأن البطارية تعمل بالفعل بجهد أكبر للبقاء في درجة حرارتها المثالية. ولهذا السبب، يتم تحديد مواقع محطات الشحن العامة الخاصة بنا للمركبات الكهربائية بشكل استراتيجي في مناطق مظللة حيثما أمكن ذلك، ويتم بناؤها بأنظمة تبريد متقدمة للحفاظ على درجات حرارة الشاحن والبطارية تحت السيطرة خلال أوقات الشحن القصوى. نحن نعمل أيضًا مع موفري برامج الشحن التي تتيح للمستخدمين جدولة الشحن في الأجزاء الأكثر برودة من اليوم، مثل الصباح الباكر أو وقت متأخر من المساء، لتقليل الضغط على البطارية بشكل أكبر.

لقد رأيت هذا بشكل مباشر مع عملائنا. استخدمت شركة توصيل مقرها في ولاية أريزونا نقطة شحن السيارات العامة الخاصة بنا لأسطولها بأكمله، والذي كان يقود السيارة لمسافة تزيد عن 500 ميل يوميًا ويتم شحنها بسرعة مرتين يوميًا. وبعد 5 سنوات، ظلت حزم البطاريات الخاصة بهم لا تزال بسعة 82%، وهو أعلى بكثير من حد ضمان الشركة المصنعة. عميل آخر، وهو عائلة في ولاية مينيسوتا، يتم شحنه بسرعة 4 مرات فقط سنويًا في الرحلات البرية، وقد وصلت سعة بطاريته إلى 91% بعد 6 سنوات من القيادة معظمها في المنزل. لا يتمثل الخيط المشترك هنا في تجنب الشحن السريع، بل استخدامه بذكاء، وإقرانه بشاحن يدير الحرارة جيدًا، واتباع أفضل الممارسات الأساسية للبطارية.

إذا كنت في السوق للحصول على بنية تحتية جديدة للشحن، سواء للاستخدام الشخصي أو لشركتك، فإن فريقنا يقدم مجموعة من الحلول المصممة خصيصًا لتلبية الاحتياجات المختلفة. تم تصميم شاحن البطاريات الخاص بنا للسيارات الكهربائية بأحدث ميزات السلامة وإدارة الحرارة، مما يجعله مثاليًا لمشغلي الأساطيل أو المواقع التجارية. بالنسبة للشركات التي تتطلع إلى إنشاء شبكة من محطات الشحن ذات السعة العالية، يمكن أن يساعدك دليل محطات الشحن Top Ev لدينا في اختيار النموذج المناسب للمساحة الخاصة بك واحتياجات العملاء.

وفي نهاية المطاف، فإن السؤال "ما هو عمر بطارية السيارة عند استخدام الشحن السريع" ليس له إجابة واحدة. يعتمد ذلك على عدد مرات الشحن السريع، وكيفية الحفاظ على البطارية بين عمليات الشحن، ودرجة الحرارة التي تقود فيها، وجودة الشاحن الذي تستخدمه. والخبر السار هو أن التكنولوجيا الحديثة وممارسات الشحن الذكي جعلت الشحن السريع خيارًا مستدامًا ومريحًا لا يؤدي إلى تقصير عمر البطارية بشكل كبير.

إذا كنت مستعدًا لترقية إعداد الشحن المنزلي الخاص بك، أو توسيع شبكة الشحن التجارية الخاصة بك، أو معرفة المزيد حول كيف يمكن أن تساعدك حلولنا في الحفاظ على تشغيل سيارتك الكهربائية بسلاسة لسنوات قادمة، فإن فريقنا موجود لمساعدتك. لقد عملنا مع الآلاف من السائقين والشركات لبناء محطات شحن توازن بين السرعة والسلامة وطول العمر، ونود تخصيص خطة تناسب احتياجاتك. لا تدع الخرافات حول عمر بطارية الشحن السريع تمنعك من الاستمتاع بحرية القيادة الكهربائية - تواصل معنا اليوم لمناقشة متطلبات الشحن الخاصة بك وإيجاد الحل الأمثل لك.

مراجع
المجلس الدولي للنقل النظيف. (2022). “تدهور البطارية في المركبات الكهربائية: تأثير أنماط الشحن”. الورقة البيضاء للICCT.
وزارة الطاقة الأمريكية. (2023). “عمر بطارية السيارة الكهربائية وتدهورها”. مكتب وزارة الطاقة لكفاءة الطاقة والطاقة المتجددة.
مختبر أرجون الوطني. (2021). “تأثيرات الشحن السريع على عمر بطارية ليثيوم أيون”. مجلة مصادر الطاقة.