باتری یکی از اجزای حیاتی خودروهای برقی محسوب می‌شود که نقش اساسی در تامین انرژی برای حرکت و عملکرد تجهیزات الکتریکی خودرو دارد. با پیشرفت فناوری، انواع مختلفی از باتری‌ها برای خودروهای برقی توسعه یافته‌اند که هر کدام با چالش‌ها و مزایای خاص خود همراه بوده‌اند. ما در این مقاله؛ سیر تکامل باتری‌های خودروهای برقی را بررسی می‌کنیم.
تا انتها با مجله کی ام سی همراه باشید
مسیر تکامل باتری خودروهای برقی چگونه بوده است؟
به صورت کلی؛ تکامل باتری‌های خودروهای برقی بر چهار حوزه کلیدی بهبود عملکرد و ایمنی، افزایش برد، شارژ سریع‌تر و افزایش بهره‌وری در تولید انرژی الکتریکی متمرکز شده است که توسعه فناوری باتری‌ها به مرور زمان بهبود یافته و عملکرد آن‌ها را کارآمدتر کرده است.
به عنوان نمونه، خودرو رنو ZOE در نسل پنجم خود از همان ابعاد باتری نسل اول بهره می‌برد اما ظرفیت آن از 22 کیلووات ساعت به 52 کیلووات ساعت افزایش یافته است. این پیشرفت باعث افزایش برد خودرو شده و اکنون مطابق با استاندارد WLTP، این خودرو می‌تواند 395 کیلومتر را با یک بار شارژ طی کند. بنابراین؛ چنین تحولاتی نشان دهنده روند صعودی فناوری باتری‌های خودروهای برقی در سال‌های اخیر است.
آشنایی با انواع مختلف باتری خودروهای برقی
در طول سال‌های گذشته، باتری‌های مختلفی برای خودروهای برقی مورد استفاده قرار گرفته‌اند که هر کدام ویژگی‌ها و نقاط ضعف خاص خود را داشته‌اند. در ادامه به بررسی مهم‌ترین انواع باتری‌های خودروهای برقی می‌پردازیم:
1. باتری‌های سرب اسید
این باتری‌ها از قدیمی‌ترین انواع باتری‌های قابل شارژ محسوب می‌شوند که در اواسط قرن نوزدهم توسعه یافتند. از ویژگی‌های اصلی این باتری‌ها می‌توان به هزینه پایین و توان خروجی بالا اشاره کرد که موجب شد در خودروهای برقی اولیه به کار گرفته شوند.
باتری‌های سرب اسید به دلیل قیمت پایین و مقرون به صرفه بودن، همچنان در برخی صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. این باتری‌ها توانایی ارائه خروجی جریان بالا را دارند که در برخی کاربردها مزیت محسوب می‌شود. با این حال، معایب متعددی نیز دارند که باعث کاهش محبوبیت آن‌ها شده است.
چگالی انرژی پایین این باتری‌ها برد خودروهای برقی را محدود می‌کند، در حالی که وزن زیاد و ابعاد بزرگ آن‌ها، حمل و نقل و استفاده را دشوار می‌سازد. علاوه بر این، طول عمر آن‌ها در مقایسه با فناوری‌های مدرن کوتاه‌تر است. به دلیل این محدودیت‌ها، باتری‌های سرب اسید به تدریج از صنعت خودروهای برقی حذف شده و جای خود را به فناوری‌های پیشرفته‌تر داده‌اند.
2. باتری‌های نیکل کادمیوم
در دهه 1990، باتری‌های نیکل کادمیوم به عنوان جایگزینی برای باتری‌های سرب اسید معرفی شدند. این باتری‌ها ظرفیت ذخیره انرژی بیشتری داشتند اما با گذشت زمان ظرفیت شارژ آن‌ها کاهش می‌یافت و به دلیل سمی بودن کادمیوم، استفاده از آن‌ها محدود شد و در نهایت ممنوع گردید.
3. باتری‌های نیکل فلز هیدرید
پس از کنار گذاشته شدن باتری‌های نیکل کادمیوم، باتری‌های نیکل فلز هیدرید معرفی شدند که عملکرد بهتری داشتند. این نوع باتری‌ها نسبت به نسل قبلی خود چگالی انرژی بالاتر و عمر طولانی‌تری داشتند اما همچنان در مقایسه با فناوری‌های مدرن، عملکرد قابل قبولی ارائه نمی‌دادند.
4. باتری‌های لیتیوم یون
امروزه تمامی خودروهای برقی مدرن از باتری‌های لیتیوم یون بهره می‌برند که به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، صنعت خودرو را متحول کرده‌اند.
5. باتری‌های حالت جامد
یکی از فناوری‌های نوظهور در صنعت باتری، باتری‌های حالت جامد هستند که نویدبخش افزایش کارایی و ایمنی در خودروهای برقی می‌باشند. در این باتری‌ها، الکترولیت مایع با مواد جامد جایگزین شده است که باعث افزایش ایمنی و کاهش خطرات مربوط به گرم شدن بیش از حد باتری می‌شود.
باتری‌های حالت جامد چگالی انرژی بالاتر، ایمنی بیشتر و سرعت شارژ بالاتری نسبت به باتری‌های لیتیوم یون دارند و انتظار می‌رود که اولین خودروهای مجهز به این باتری‌ها در سال 2025 وارد بازار شوند.
پیش بینی آینده باتری‌های خودروهای برقی
خوب است که بدانید؛ روند تکاملی باتری‌ها همچنان ادامه دارد و دانشمندان و شرکت‌های خودروسازی در تلاشند تا باتری‌هایی با ظرفیت بالاتر، عمر طولانی‌تر، شارژ سریع‌تر و هزینه کمتر توسعه دهند. برخی از فناوری‌های آینده باتری خودروهای برقی شامل:
- باتری‌های لیتیوم-هوا: که وعده افزایش ده برابری چگالی انرژی را می‌دهند.
- باتری‌های گرافنی: که از مواد سبک‌تر و مقاوم‌تر برای افزایش کارایی بهره می‌برند.
در نهایت؛ آیا می‌دانید که باتری خودروهای برقی چه زمانی باید تعویض شوند؟ برای کسب اطلاعات لازم در این زمینه، کلیک کنید.
جمع بندی
تکامل باتری‌های خودروهای برقی از سرب-اسید تا لیتیوم-یون و آینده‌ای که به سمت باتری‌های حالت جامد و فناوری‌های پیشرفته‌تر حرکت می‌کند، نشان می‌دهد که صنعت خودروهای برقی در مسیر پیشرفت مداوم قرار دارد.
افزایش برد خودروها، کاهش زمان شارژ و بهبود دوام باتری‌ها، مهم‌ترین اهدافی هستند که شرکت‌های خودروسازی و محققان روی آن‌ها تمرکز دارند. در آینده، با توسعه فناوری‌های جدید، خودروهای برقی نه تنها جایگزین بهتری برای خودروهای بنزینی خواهند شد، بلکه به کاهش آلودگی و حفظ محیط زیست نیز کمک شایانی خواهند کرد.
