دليلك إلى بطاريات السيارات الكهربائية: الموت المبكر ، وفقدان النطاق ، والحفظ

بطاريات السيارات الكهربائية لها جوانب لا حصر لها ، بدأً من أنواع الخلايا والكيمياء المختلفة إلى آفاق التحسينات المستقبلية. لذلك سنفعل ما يحاول موقع ملاكي دائمًا القيام به، وهو التركيز على ما يهم المتسوقين والمالكين الحاليين.

عند الحديث عن التركيز، فإن المتسوقين لديهم مخاوف بشأن بطاريات السيارات الكهربائية – ويجب عليهم ذلك – لكن هذه المخاوف غالبًا ما تركز على الشيء الخطأ. فدعنا نوجهك نحو القضايا التي تستحق الدراسة. وفي دليلك إلى بطاريات السيارات الكهربائية سنتناول الموضوعات التالية.

• العمر القصير والاستبدال لبطاريات السيارات الكهربائية
• فقدان المدى حتمي حسب العمر
• درجات الحرارة وتأثيرها على مدى السير… بطرق مختلفة
• الشحن السريع للتيار المستمر يضر بعمر البطارية
• كيف تحافظ على سعة بطارية المركبة والمدى
• لا تشتري بالكيلوواط / ساعة

العمر القصير والاستبدال

يعتقد الناس أن بطاريات السيارات الكهربائية هي قطع باهظة الثمن، وبالتالي فإن استبدالها باهظ التكلفة، ولكن هناك اعتقاد خاطئ بأنه من المحتمل أن تفشل يومًا ما. ليس هناك شك في أن تكلفتها ستجعل المالك يبتعد عن السيارة تمامًا بدلاً من استبدال البطارية.

فحقيقة لا يحتاج الأفراد أنفسهم إعادة بناء محرك السيارة التقليدية “عمرة المحرك” أو إعادة بناء ناقل الحركة “عمرة الفتيس”، وهو أرخص من استبدال بطاريات السيارات الكهربائية، على الرغم من أن سوق السيارات المستعملة يعيد بناء هذه المكونات ويبيع السيارات عندما يتخلى عنها أصحابها. لكن بطارية كاملة الفشل نادر مايعاد التفكير في إٍستبدالها. لقد تعلمنا الشيء نفسه على مدار 20 عامًا بعد سماع نفس المخاوف بشأن السيارات الهجينة التي تعمل بالوقود والكهرباء.

علاوة على ذلك ، تحتوي السيارات الكهربائية على ضمانات لمجموعة نقل الحركة تصل إلى 100000 ميل على الأقل أو ثماني سنوات، كما تحتوي علي ضمان مماثل لبطاريات السيارات الكهربائية، وفقًا لما يقتضيه القانون، لذلك ففي حالة حدوث عطل، يجب تغطية البطارية للمالك الأصلي (وهنا يجدر الإشارة أنه يجب على مشتري السيارات الكهربائية المستعملة التأكد دائمًا من نقل الضمان لهم قبل الشراء). ولا داعي للقلق بشأن فشل البطارية إلا إذا كنت تشتري سيارة كهربائية مستعملة أو كنت شخصًا يصر على الاحتفاظ بسيارته لعقود.

فقدان مدى السير مؤكد حسب العمر

ما يجب أن يدركه جميع مالكي المركبات الكهربائية، وحتى يجب القلق بشأنه ، هو أن جميع البطاريات القابلة لإعادة الشحن تفقد قدرتها مع الاستخدام ومع الوقت، حتى لو كنت تفعل كل شيء بشكل صحيح. وتتبع التعليمات للحفاظ عليها، فسوف تقل قدرة بطاريات السيارات الكهربائية، وهذا هو الواقع الذي لامفر منه، ونؤكد عليه نظرًا لما يستحقه ذلك، فقد تم تصميم معظم السيارات الكهربائية الحديثة للقيام بببعض المهام بشكل صحيح، لضمان عدم تصرف سيارتك أبدًا مثل هاتف ذكي يبلغ من العمر عامين.

وهناك المزيد الذي يمكن للمالك القيام به (سنذكر المزيد حول ذلك في السطور التالية). لكن من المحتم أن تقل سعة البطارية – أي مدى سير السيارة – بمرور الوقت. فيجب على أي شخص يفكر في إحدى هذه السيارات أن يحدد المدى الذي سيحتاجه، وأن يعرف ذلك ويوضحه عند الشراء. ويضع مانسبته 40% زيادة، ويذكر صانعو السيارات بوضوح في كتيبات المالك أن المركبات الكهربائية ستفقد قدرتها بمرور الوقت. على سبيل المثال ، سيارة Nissan Leaf التى تم شراؤها في عام 2011:

“تقدر نيسان أن سعة البطارية ستكون حوالي 80٪ من السعة الأصلية بعد خمس سنوات، على الرغم من أن هذا مجرد تقدير وقد تختلف النسبة المئوية (وقد تكون أقل بكثير) اعتمادًا على حالة السيارة الفردية واستخدام بطارية Li-ion.”

إذا كان هذا صحيحًا ، فهذا يعني أن النطاق الأولي المقدر لوكالة حماية البيئة لـ Leaf البالغ 72 ميلًا سيكون 57.6 ميلًا ، وبعد 10 سنوات ، إذا ظل التدهور ثابتًا ، فسيكون النطاق 43.2 ميلاً. وجاء في دليل شيفروليه بولت EV 2017: “اعتمادًا على الاستخدام ، قد تقل سعة البطارية بنسبة تتراوح من 10٪ إلى 40٪ خلال فترة الضمان.”

لقد تعلمنا المزيد منذ ذلك الحين من مختلف الدراسات والشركات التي تجمع البيانات من السيارات الحقيقية من المستهلكين. تشير Recurrent ، وهي منصة تراقب أكثر من 7000 مركبة متصلة في الولايات المتحدة (حتى الآن) وتقدم تقارير عن السيارات الكهربائية المستعملة للمتسوقين، وأشارت إلى أن بطاريات السيارات الكهربائية تفقد سعة أقل من أسوأ الحالات التي تنبأت بها شيفروليه ونيسان أعلاه.

وتفقد كل مركبة كهربائية نطاقها بشكل مختلف، بما في ذلك السيارات من نفس العلامة التجارية أو العام. ومع ذلك ، فإن الخبر السار هو أن العديد من موديلات السيارات الكهربائية المبكرة تظهر لنا أن البطاريات تدوم لفترة أطول مما يتوقعه الناس. في جميع طرازات السيارات الكهربائية EV التي نتتبعها في الولايات المتحدة ، يوجد منحنى ملحوظًا في البيانات ، حيث تفقد السيارات بضع نقاط مئوية من “مدى السير” الأصلي المقدر من EPA بسرعة نسبيًا، بشكل عام في العامين الأولين.

وخسارة النطاق تكون مستويات وتتوقف في السنوات العديدة القادمة مع استقرار البطارية. وبعد خمس سنوات ، من الشائع أن نرى انخفاضًا في النطاق بنسبة 5-10٪. وتتبع بعض طرز السيارات معدلًا خطيًا إلى حد ما يتراوح بين 1.5 و 2.0٪ سنويًا، بينما ينخفض ​​معظم طرازات السيارات الأخرى بنسبة 2-3٪ في أول عامين قبل أن تصل إلى 1٪ سنويًا. في تسلا موديل إس، فعلى سبيل المثال ، نرى أن الكثيرين يخسرون أقل من 5٪ من النطاق كل 50000 إلى 200000 ميل .

استنادًا إلى انخفاض قدرة بطاريات السيارات الكهربائية بنسبة 10٪ بعد خمس سنوات ، وهو الحد الأعلى لنطاق Recurrent ، فإننا نتوقع خسارة تقترب من 20٪ بحلول الوقت الذي ينتهي فيه الضمان الأصلي للبطارية، بافتراض أن التدهور يستمر بنفس الوتيرة. (سيكون الأداء الأفضل أقرب إلى 10٪.) تقول Geotab ، وهي شركة مقرها أونتاريو تتعقب صحة بطاريات السيارات الكهربائية في العديد من المركبات،

وتدرس Geotab متوسط ​​تدهور بطاريات السيارات الكهربائية بنسبة 2.3٪ سنويًا. للحصول على أدلة داعمة ، وهي تنظر إلى ماهو أبعد من مصنعي السيارات الكهربائية ، حيث تضمن بعض ضمانات البطارية 70٪ من السعة الأصلية خلال فترة الضمان، والتي يبدو أنها تتفق مع احتمالية بقاء 80٪ من قدرتها، بالإضافة إلى هامش أمان إضافي بنسبة 10٪ لحساب العديد من المتغيرات التي يمكن أن تؤدي إلى خسارة المدى بشكل أسوأ من المتوسط. وفقًا لـ Recurrent ، فإن مطالبات الضمان القائمة على فقدان السعة نادرة.

درجات الحرارة القصوى تقلل مدى السير

ليس من قبيل المصادفة أن السيارات الكهربائية كانت الأكثر شيوعًا في المناخات الأكثر دفئًا. حيث يتضاءل مداها مؤقتًا في درجات الحرارة الباردة. وهذه هي طبيعة كل بطاريات السيارات الكهربائية.

لأن البطاريات تفقد قدرتها عندما تكون أكثر برودة ، مما يسلب المدى. في عام 2011 ، انخفض نطاق نيسان ليف لدينا الذي يقدر بـ 73 ميلاً إلى حوالي 50 ميلاً خلال فصل الشتاء. لذلك يعد هذا اعتبارًا مهمًا إذا كنت تحدد النطاق الذي تحتاجه وتعيش في مناخ أكثر برودة. يمكنك زيادة النطاق الخاص بك عن طريق التسخين المسبق للمقصورة بينما لا تزال السيارة موصولة بالتيار الكهربائي، وذلك باستخدام طاقة الشبكة، ولكن التأثيرات الإجمالية للبرودة على مدى السير لا مفر منها.

أيضًا ، تعمل بطاريات الليثيوم أيون في درجة حرارة أقل من درجة التجمد لكنها لا تحب الشحن عند درجة الحرارة هذه. وهذا لا يعني أنه لا يمكن شحنها، ولكن قد يكون الشحن أبطأ وأقل كفاءة حيث تستخدم السيارة بعض الطاقة للحفاظ على دفء البطارية.

الشيء الجيد في البرد الشتوي العادي هو أن تأثيره على سعة البطارية مؤقت. ومن ناحية أخرى، يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى فقدان القدرة بشكل متسارع. على الرغم من أن هذه ظاهرة معروفة على نطاق واسع، إلا أن الدرجة ليست معروفة جيدًا، نظرًا لوجود العديد من المتغيرات. فبعد أربع سنوات، تٌظهر الدراسات أن السيارات الكهربائية في المناخ المعتدل تكون بطاريات السيارات الكهربائية أقل تدهورًا من نفس البطارية في المناخ الحار، لكن الفرق أقل من ربع بالمائة.

جدير بالذكر أن جميع المركبات الكهربائية المباعة اليوم تقريبًا تتمتع بإدارة حرارية نشطةـ تشمل التبريد السائل (وغالبًا التسخين) للبطارية، مما يحافظ على صحتها وفعاليتها، خاصة عند توصيلها بالشاحن.

قد تكون المقارنة بين بطاريات السيارات الكهربائية في موديلات عام 2015 بدون إدارة حرارية نشطة، كسيارة نيسان ليف، مع سيارة أخرى منتجة عام 2015 مثل تسلا موديل إس مفيدة، حيث أن متوسط ​​معدل الإنخفاض في البطارية بنسبة 4.2 ٪ في نيسان ليف، بينما بلغ معدل إنخفاض بطاريات السيارات الكهربائية في تسلا موديل S نحو 2.3٪.

لاحظ أيضًأ أن قيادة السيارة الكهربائية في درجات حرارة عالية يقلل أيضًا من النطاق مؤقتًا، لكن الدرجة ليست واضحة التأثير كما هو الحال مثل قيادتها في البرودة. وبشكل عام فدرجة الحرارة المناسبة لبطاريات السيارات الكهربائية تبلغ حوالي 21 درجة سيليزيوس.

الشحن السريع للتيار المستمر يضر بعمر بطاريات السيارات الكهربائية

تمكّن الشركات المصنّعة للمركبات الكهربائية من الشحن السريع للتيار المستمر (يُسمى أحيانًا المستوى 3) ولكن يحذرون من أنه من الأفضل القيام بذلك بشكل مقتصد لمنع فقدان السعة قبل الأوان. مرة أخرى ، يتحدى التعريف “بشكل مقتصد” والأرقام المتعلقة بالتدهور المحتمل بعيدة المنال. كان الرقم الأكثر تحديدًا الذي رأيناه قادما من سيارة كيا ، والذي وصل لنسبة 10٪ تدهور على مدى ثماني سنوات من الشحن السريع للتيار المستمر.

قد لا يبدو رقم 10٪ كثيرًا، لكن تذكر أنه سيكون على رأس فقدان السعة الطبيعي، وأيضًا يتحد مع أي انخفاض في النطاق من تقلبات الطقس أو عوامل أخرى. وأضف 10٪ إلى 20٪ ثم تخلص من بعض الأجواء الباردة ، وقبل أن تعرف ذلك ، فإن نطاق أو مدى سير السيارة الكهربائية الخاص بك سيقل بما قيمته 30٪ عما كان عليه عند شرائها قبل ثماني سنوات – على الأقل .

كيف تحافظ على سعة بطاريات السيارات الكهربائية ونطاقها

هناك أشياء يمكن للمالك القيام بها للمساعدة في الحفاظ على سعة بطارية السيارة الكهربائية، ولحسن الحظ، تم تصميم المركبات الكهربائية اليوم للقيام ببعض هذه الأشياء تلقائيًا وتسهيل أمور أخرى على مالك السيارة. راجع نصائح الحفاظ علي بطاريات السيارات الكهربائية هنا أيضًا.

لا تقم بالشحن أو التفريغ بالكامل

مفتاح عمر البطارية الطويل هو عدم استخدام طاقتها الكاملة، على الأقل ليس طوال الوقت. وتقوم المركبات بالفعل ببعض من هذه العملية بنفسها، وهذا هو السبب في أنك قد تجد اثنين من مواصفات السعة، بالكيلوواط / ساعة، لنفس البطارية، فكيف يكون للبطارية قدرتين، الأمر ببساطة أنه الشركة تخبرك عن إجمالي سعة البطارية، ثم عن رقم السعة الصافي أو الاسمي أي القابل للاستخدام، حيث يكون الرقم الأول أعلى.

تحتفظ شركة صناعة السيارات بمخزن مؤقت لضمان عمر أطول وكتحوط ضد فقدان النطاق. ما يمكنك القيام به بصفتك مالكًا هو عدم تشغيل بطاريتك بدرجة أقل من 10٪ من الشحن كذلك عدم شحن ما يزيد عن 80 أو 90٪ بشكل منتظم. وتتيح لك معظم المركبات الكهربائية تحديد مستوى تتوقف عنده السيارة عن الشحن لهذا السبب. للرحلات الطويلة،

يمكنك ببساطة تجاوز الحد وشحنها بالكامل. ولكن لاتكرر ذلك كثيرًا وحاول شحنها في الطريق، فقم بدارسة الطريق وقم بشحنها خلاله دون تفريعها بالكامل او شحنها بالكامل. فمثلا توصي فولفو مالكي سياراتها من طراز XC40 Recharge Twin بالحد من الشحن إلى 90٪ من السعة للاستخدام العادي. بمعني أنك يجب أن تشحنها أقل من هذا الرقم، وكما أوصينا تحاول الشركات الحد من تفريع البطارية الكامل فتعطيك ماهو قابل للإستخدام فقط.

الحفاظ علي البطارية باردة

قد لا يكون لديك خيار بشأن المكان الذي تعيش فيه وتقود السيارة ، ولكن يمكنك اختيار مكان ركن السيارة ، ومن الأفضل إيقاف مركبة كهربائية في الظل أو في مرآب بارد عندما يكون ذلك متاحًا. وبغض النظر عن مكان ركن السيارة، فإن إبقاء السيارة موصولة بالكهرباء يضمن أنها تستطيع تبريد نفسها إذا لزم الأمر ( موجود في معظم الطرز)، في ظل أقسى الظروف، باستخدام طاقة الشبكة.

حافظ على توصيلها بالشاحن

كما هو مذكور أعلاه ، لا يعني استمرار توصيل السيارة الكهربائية بمصدر الطاقة شحنها بنسبة 100٪. إنه يسمح للسيارة (حسب الطراز) بحماية بطاريتها من الحرارة الزائدة أو البرودة وتهيئة المقصورة مسبقًا للراحة دون المساومة أو التأثير على المدى. كما أنه يمنع التفريغ العميق للبطارية بسبب قلة الاستخدام، والذي يمكن أن يكون أكثر ضررًا لعمر البطارية من قيادتها بشكل روتيني فارغة قبل إعادة الشحن.

عادةً ما يرتبط الفقد الغامض غير المتكافئ للمدى في السيارات الكهربائية التي تبدو جديدة نسبيًا و / أو ذات قراءات منخفضة لعداد الكيلومترات ببقاء السيارة بدون تفريغ لأسابيع متتالية، وربما بشكل متكرر. لقد قلبت ثورة السيارات الكهربائية شراء السيارات المستعملة رأساً على عقب لأنها أصبحت عملية مختلفة على الورق (فبضع سنوات بأميال منخفضة للغاية) يمكن أن يكون واحدًا من أسباب إرتفاع سعرها إذا كانت سيارة تقليدية، ولكن إذا كانت سيارة كهربائية، فهذا يشير إلى أنها قد تكون عديمة القيمة. فهذا يعني تلف بطاريات السيارات الكهربائية بسبب قلة الإستخدام.

الإستخدام

امتداد للتحذيرات السابقة حول عدم السماح بتفريغ بطارية السيارة الكهربائية، يبدو أنه لا يوجد جانب سلبي للعمل الشاق للمركبة الكهربائية. وتشير تقارير وأبحاث إلى أن استخدام السيارة الكهربائية يوميًا في حدود قدراتها، لن يؤدي إلى تسريع تدهور بطاريات السيارات الكهربائية، طالما أنك لا تلجأ إلى السلوكيات الضارة من أجل القيام بذلك، مثل الشحن السريع المستمر للتيار المستمر. نعم ، يتم احتساب الأميال والشحن والتفريغ ، ولكن لا توجد أضرار إضافية مرتبطة بالاستخدام المتكرر.

لا تشتري السيارة الكهربائية بالكيلووات / ساعة فقط

للسبب نفسه، نحذر من شراء واحدة من سيارات الدفع الرباعي الكهربائية، لأنها تتمتع بقدرة حصانية أكبر قليلاً ، ونحذر من مقارنة مواصفات بطاريات السيارات الكهربائية، أو الاختيار بين طرازات السيارات الكهربائية بقدرة الكيلو وات في الساعة الذي تقدمه بطاريات السيارات الكهربائية. فهناك العديد من المتغيرات الأخرى الهامة، منها الوزن والكفاءة والديناميكا الهوائية.

قد لا تكون أول سيارة دفع رباعي أسرع إذا كانت أثقل، وقد لا تتحرك السيارة ذات البطارية الأكبر بعيدًا بين عمليات التعبئة إذا كانت أقل كفاءة. مثال مواصفات البطارية هو نفس القصة، مع استثناء واحد محتمل : عند مقارنة إصدارات مختلفة من نفس الطراز. وإذا كان لدى الشركة المصنعة بطارية أصغر وأكبر سعة متوفرة لنفس السيارة الكهربائية. ومن المؤكد أن البطارية “الأكبر” أثقل، ولكن يمكنك أن تراهن على أن صانع السيارات قد أخذ في الحسبان ذلك أو أن الترقية لن تفيد كثيرًا.

عند اختيار السيارات الكهربائية، وخاصة عند المقارنة بين الطرز المختلفة، استخدم دائمًا المواصفات النهائية. للتسارع، فابحث عن تسارع السيارة من 0-60 ميلاً في الساعة، فهي أهم من البحث عن تصنيفات كيلووات (أو القدرة الحصانية) للمحركات. ومدى السير “النطاق” صعب ، لكن ابدأ ودائمًا لاتقارن بين سيارتين كهربائيتين بالأرقام المقدرة من وكالة حماية البيئة، وبدلاً من وضع افتراضات بناءً على تقييمات كيلووات ساعة لبطاريتي مركبتين أبحث عن الوزن وكفاءة الديناميكا الهوائية.