يتوقع مهندسو تكنولوجيا البطاريات في بورشه أنه على المدى المتوسط، ستتحسن تكنولوجيا البطاريات لدرجة تسمح للسيارات الكهربائية أن تصل لمدى 1300 كيلومتر وتستغرق أقل من 15 دقيقة لشحنها.
يتحدث في هذا المقال متخصصون من بورشه انجينيرينج عن تقنيات البطاريات الحالية والجيل القادم، والمكان الذي قد تتجه إليه المركبات الكهربائية مثل تايكان و ماكان إي ڤي.
يشرح مهندسو صناع السيارات في مجلة بورشه انجينيرينج سبب اعتبار الليثيوم حاليًا المعيار الذهبي لتقنية البطاريات وعيوبها، لا سيما من منظور السلامة. كانت إحدى الملاحظات المثيرة للاهتمام هي تحسين الأنود، وتحديدًا باستخدام السيليكون بدلاً من الجرافيت، كما هو الحال حاليًا. وفقًا للدكتور فالكو شاباتشر، المدير التجاري والتقني لمركز أبحاث بطاريات MEET في جامعة مونستر، يمكن أن تزيد الأنودات السيليكونية من سعة البطارية عشرة أضعاف وتمكين أوقات الشحن التي تقل عن 15 دقيقة.
تكمن المشكلة في أن السيليكون يمكن أن يتمدد بنسبة تصل إلى 300٪ عندما يمتص الليثيوم، مما قد يؤدي إلى إتلاف الأقطاب الكهربائية وتقليل عمر البطارية.
البحث والتطوير سبيل تقدم صناعة السيارات والبطاريات على حد سواء
تأتي الكفاءة الأكبر من بطاريات الحالة الصلبة. باستخدام مصفوفة إلكتروليت صلبة بدلاً من سائل إلكتروليت موجود في فاصل، لن تكون هذه البطاريات أخف وزناً فحسب، بل ستكون أكثر إحكاما. كما أن نقص السوائل سيجعلها أكثر استقرارًا وأقل عرضة لخطر الحريق. توضح الدكتورة ستيفاني إيدلبيرج، مهندسة خلية البطارية المتخصصة في شركة بورشه للهندسة “تتمثل خطة الخلايا الصلبة في أن الفاصل الكلاسيكي سيتم استبداله بالكامل بطبقة رقيقة من الإلكتروليتات الصلبة.”
يقال إن هذه التقنية ستزيد من كثافة الطاقة بنسبة تصل إلى 50٪ وتؤدي إلى أوقات شحن أسرع بشكل ملحوظ. يُنظر إلى بطاريات الحالة الصلبة الليثيوم (SSB) على أنها “بديل جاد لبطاريات الليثيوم أيون.
بينما تقوم العديد من العلامات التجارية باختبار بطاريات الحالة الصلبة الليثيوم، تأمل بي إم دبليو في اختبار النماذج الأولية في وقت لاحق من هذا العام. لا يوجد حتى الآن إجابة محددة حول متى يمكن أن تصبح هذه النماذج قابلة للتطبيق. ومع ذلك، لا تزال بورشه ترى أن تقنية البطاريات تتحسن بسرعة في وقت قريب.
تطور صناعة البطاريات يوشك أن يضع حلول للقلق من المدي الكهربائي
يقول البروفيسور ماكسيميليان فيشتنر، مدير معهد هيلمهولتز في أولم (HIU)ورئيس وحدة أبحاث أنظمة تخزين الطاقة في معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT): “على المدى المتوسط ، يمكننا أن نتوقع مزيجًا من كيمياء الأنود الجديدة والتعبئة الكثيفة للخلايا للسماح بمدى مركبة يبلغ 1300 كيلومتر (800 ميل)”.
يقول ماركوس جراف، مدير العمليات في مجموعة سيل فورس “في تايكان اليوم، كان من الممكن تحقيق وقت شحن يبلغ 22.5 دقيقة عند الشحن من خمسة إلى 80 بالمائة. باستخدام السيليكون كمادة الأنود، يمكن أن يقل معدل الشحن عن 15 دقيقة على المدى المتوسط، وأقل بكثير على المدى الطويل “.
سيتطلب ذلك أجهزة شحن جديدة، ومع ذلك، فإن تلك التي تحتوي على تبريد نشط لتمكين التوصيل الموثوق في الطاقة بين محطة الشحن والسيارة، خاصةً بالنسبة لمعدلات الشحن التي تزيد عن 500 كيلو واط. قد يحدث هذا مع كبلات الشحن المبردة بالسائل، وهي تقنية أشارت إليها تسلا أنها ستصل إلى شبكة الشحن الفائق الخاصة بها .
لا تخلو السيارات الكهربائية من بعض عيوب البطاريات والقلق من المدي والشحن، ولكن جدير بالذكر أن تقنية البطاريات لا تزال في مهدها نسبيًا، وحرص العلامات التجارية المختلفة علي إيجاد حلول لها، مؤشر إيجابي علي التوجه للتغلب على هذه العيوب وتعظيم الاستفادة منها.