كم يبلغ عمر بطارية السيارة الكهربائية؟
من نواحٍ عديدة ، تكون السيارة الكهربائية أبسط ميكانيكيًا من السيارة التي تعمل بالطاقة التقليدية. يوجد عدد أقل بكثير من الأجزاء المتحركة في المحرك الكهربائي مقارنة بمحرك البنزين ، وتستخدم السيارة الكهربائية ناقل حركة أحادي السرعة فقط ، وتتجنب المركبات الكهربائية أكثر من عشرين من مكونات السيارات الشائعة التي ستحتاج أما إلي صيانتها أو تحتاج إلى استبدالها في النهاية .
ومع ذلك ، فإن أحد المجالات التي تثير القلق باستمرار في استطلاعات الرأي للمستهلكين يتعلق بعمر بطارية السيارة الكهربائية؛ في دراسة حديثة أجرتها شركة Cox Automotive ، يخشى 46 في المائة من أولئك الذين يفكرون في شراء سيارة كهربائية أن تدوم حزمة البطارية فقط لمسافة 65000 ميل أو أقل.
من المؤكد أن استبدال بطارية السيارة الكهربائية يعد أمرًا مكلفًا. على سبيل المثال ، يُقال إن سعر حزمة بطارية جديدة لسيارة شفروليه بولت EV يتجاوز 15000 دولار ، وهذا لا يشمل تكلفة العمالة.
ومع ذلك ، في حين أن حزمة بطارية السيارة الكهربائية ستفقد في النهاية قدرتها على الاحتفاظ بشحن كامل ، كن مطمئنًا أنه ليس من المحتمل أن تفشل تمامًا ، بل تفقد قدرتها تدريجياً بمرور الوقت. في ذلك الوقت ، لم نتمكن بعد من رؤية تقارير عن مركبات قديمة تعمل بالبطاريات تتجه إلى ساحة الخردة لأن خلايا طاقتها قد استنفدت. أفادت نيسان بأنها اضطرت إلى استبدال عدد قليل نسبيًا من البطاريات في Leaf EV الخاص بها ، على الرغم من بيع عدة آلاف من الوحدات خلال السنوات الثماني الماضية .
أساسيات البطارية
حزم بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في السيارات الكهربائية مماثلة لتلك المستخدمة في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، إلا أنها أكبر بكثير. إنها تختلف كثيرًا عن بطاريات الرصاص الحمضية الثقيلة المستخدمة في السيارات التقليدية ولديها كثافة طاقة أعلى من بطاريات هيدريد معدن النيكل القابلة لإعادة الشحن.
كما أنها أقل عرضة من أنواع البطاريات الأخرى لفقد شحنتها عند عدم استخدامها. تحتوي حزم بطاريات EV عمومًا على سلسلة من الخلايا الفردية المتصلة ، ربما عدة مئات منها اعتمادًا على الطراز ، بدلاً من وحدة واحدة ضخمة.
يتم التعبير عن سعة بطارية السيارة الكهربائية من حيث كيلوواط / ساعة ، والتي يتم اختصارها كـ kWh. اختيار EV مع تصنيف kWh أعلى يشبه شراء سيارة تأتي مع خزان وقود أكبر حيث ستتمكن من القيادة لأميال أكثر قبل أن تحتاج إلى “ملء”. عند ذلك ، يجب أن تدرك أن نظام إدارة السيارة الكهربائية يمنع البطارية من أن تصبح مشحونة بالكامل بنسبة 100 في المائة أو تفريغها بنسبة 100 في المائة للحفاظ على كفاءتها وإطالة عمرها القابل للاستخدام.
تصنف وكالة حماية البيئة السيارات الكهربائية وفقًا لكفاءتها في استخدام الطاقة وتقدر متوسط نطاق التشغيل لكل طراز بشحنة كاملة. ومع ذلك ، كما يقولون ، قد تختلف المسافة المقطوعة. إذا كنت تمتلك سيارة كهربائية ووجدت أنك لا تقترب من النطاق المقدر ، فهذا لا يعني بالضرورة أن حزمة بطارية السيارة قد استنفدت بشكل خطير.
بالنسبة للمبتدئين تميل القيادة بسرعات مستدامة أعلى إلى استخدام طاقة بطارية أكثر من استخدام التوقف والتنقل في جميع أنحاء المدينة. يعد هذا أمرًا غير بديهي بالنسبة للعديد من الأشخاص لأنه عكس طريقة عمل السيارة التي تعمل بالغاز ، والتي تستخدم وقودًا أقل أثناء الإبحار بسرعات على الطرق السريعة مقارنةً بحركة المرور.
يتطلب الأمر مزيدًا من القوة لدفع سيارة بها حمولة كاملة من الركاب والبضائع أكثر من تلك التي يشغلها السائق فقط.
الأهم من ذلك ، أن درجات الحرارة الشديدة ، وخاصة البرد القارس ، يمكن أن تعرقل أداء البطارية وقدرتها على قبول الشحن. يؤدي استخدام السخان أو تكييف الهواء أيضًا إلى سحب طاقة البطارية بمقطع أكبر من المتوسط. وجدت دراسة أجرتها AAA أنه عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة إلى أو أقل من 20 درجة فهرنهايت ويكون سخان السيارة قيد الاستخدام ، ينخفض متوسط نطاق تشغيل السيارة الكهربائية بنسبة 41 بالمائة. عندما يصل الزئبق إلى 95 درجة فهرنهايت ويكون تكييف الهواء قيد الاستخدام ، يمكن للمالك أن يتوقع انخفاض النطاق بمعدل 17 في المائة.
طول عمر البطارية
على الرغم من أن بعض مشتري السيارات الكهربائية يحصلون على ضمانات ممتدة للتخلص من أي مخاوف من استنفاد البطارية الزائد ، إلا أن ذلك ليس ضروريًا بشكل خاص. في ذلك الوقت ، البطاريات في جميع السيارات الكهربائية المباعة في الولايات المتحدة مشمولة بالضمان لمدة 8 سنوات على الأقل أو 100000 ميل. تغطي كيا حزم البطاريات في سياراتها الكهربائية لمدة 10 سنوات / 100،000 ميل ، بينما تخطو هيونداي خطوة أخرى من خلال رفعها إلى تغطية مدى الحياة.
كن على علم ، مع ذلك ، أن بعض شركات صناعة السيارات لا تغطي سوى حزمة البطارية ضد الخسارة الكاملة لقدرتها على تحمل الشحن ، وهو أمر نادر للغاية. سيستبدل البعض الآخر ، بما في ذلك BMW و Chevrolet و Nissan و Tesla (Model 3) و Volkswagen الحزمة إذا انخفض إلى نسبة السعة المحددة أثناء فترة الضمان ، والتي عادة ما تكون 60-70 بالمائة.
ولكن ما هي المدة التي تستغرقها السيارة الكهربائية قبل أن تفقد قدرتها على الاحتفاظ بشحنة كاملة؟ كما ذكرنا أعلاه ، بينما تميل حزمة بطارية السيارة الكهربائية إلى التدهور قليلاً مع كل دورة شحن وتفريغ ، فهي عملية تدريجية للغاية. على سبيل المثال ، وفقًا للبيانات التي جمعتها منظمة Plug In America ، ستفقد حزمة البطارية في طراز Tesla Model Sحوالي خمسة بالمائة فقط من سعتها الأصلية على مدى أول 50000 ميل ، مع تباطؤ معدل النضوب فعليًا من هناك. في خيط مناقشة حديث لـ Tesla على Reddit ، أفاد معظم أولئك الذين يمتلكون طراز S بأنهم فقدوا بضع نقاط مئوية فقط من سعة البطارية الأولية للسيارة بعد عدة سنوات من الاستخدام.
على الجانب السلبي ، من المتوقع أن تفقد السيارات الكهربائية التي يتم الاحتفاظ بها في أكثر المناخات حرارة ، سعة البطارية بشكل أسرع قليلاً من أولئك الذين يعيشون في المناطق الأكثر اعتدالاً. الحرارة الشديدة هي عدو كيمياء أيونات الليثيوم ، ولهذا السبب تأتي العديد من السيارات الكهربائية مع بطاريات مبردة بالسائل. أيضًا ، قد تعاني السيارات الكهربائية القديمة ذات نطاقات التشغيل القصيرة نسبيًا من تدهور أسرع. وذلك لأن استنزاف معظم أو كل شحن البطارية على أساس منتظم يميل إلى تقليص سعتها بسرعة أكبر بمرور الوقت. هذه مشكلة أقل بكثير مع الطرز طويلة المدى اليوم والتي يتم دفعها عادةً لجزء بسيط من سعتها المتاحة على أساس يومي ويتم “رفعها” في الليل فقط.
يمكن أن يؤثر الاستخدام المفرط لمحطات الشحن السريع العامة من المستوى 3 DC (يمكنها توفير EV حتى 80 بالمائة من سعتها في أقل من 30 دقيقة) على أداء البطارية على المدى الطويل. ذلك لأنه كلما زادت سرعة شحن السيارة الكهربائية ، زادت سخونتها ، ومرة أخرى ، هذا ليس صديقًا للبطارية. ومع ذلك ، خلصت دراسة أجراها مختبر أيداهو الوطني إلى أن التأثير لم يكن واضحًا بشكل خاص. قام INL باختبار زوجين من طرازات Nissan Leaf 2012 متطابقة ، مع مجموعة تستخدم شحن منزلي 240 فولت من المستوى 2 والأخرى تعتمد حصريًا على وحدات الشحن السريع DC العامة. بعد أن تم قيادة كل 50000 ميل ، بلغ الفرق بين سعة البطارية المتضائلة للمركبات من المستوى 2 والمستوى 3 أربعة بالمائة فقط.
خلاصة القول هنا هي أنه إذا تم الاعتناء بها بشكل صحيح ، فيجب أن تدوم حزمة بطارية السيارة الكهربائية لما يزيد عن 100000 ميل قبل أن يصبح مداها مقيدًا. تقدر تقارير المستهلك أن متوسط عمر حزمة بطارية EV بحوالي 200000 ميل ، وهو ما يقرب من 17 عامًا من الاستخدام إذا تم القيادة لمسافة 12000 ميل في السنة.
وبالنظر إلى المستقبل ، تقول تسلا إنها تعمل على التكنولوجيا التي من شأنها أن تمكن بطاريات السيارة الكهربائية الخاصة بها من العمل لما يصل إلى مليون ميل ، وهو على الأرجح أكثر مما قد تصمده بقية السيارات .