آیا واقعا شارژ سریع برای باتری خودروهای برقی مضر است؟

ارسال شده توسط: علیرضا نوریان 23 آذر 1403 ساعت 19:16

آیا شارژ سریع به باتری خودروهای برقی آسیب می‌زند؟ این سوالی است که بسیاری از صاحبان خودروهای برقی از خود می‌پرسند. در ادامه به این سوال پاسخ خواهیم داد.

کاملا طبیعی است که شما بخواهید بهترین روش‌ها را برای حفظ باتری خودرو برقی خود بیابید تا بیشترین استفاده ممکن را از آن بکنید. اما سوالات زیادی در این زمینه وجود دارد که ما در اینجا سعی می‌کنیم به برخی از آن‌ها پاسخ دهیم.

آیا شارژ سریع واقعاً به باتری خودروهای برقی آسیب می‌رساند؟

یکی از توصیه‌های رایج در مورد خودروهای برقی، شارژ باتری تا 80 درصد است. با این حال، این باور نیز وجود دارد که شارژ سریع مستقیم (DC) به طور مداوم به باتری آسیب رسانده و برد خودرو را کاهش می‌دهد. این نگرانی به ویژه در مورد خودروهای برقی که برد کمتری نسبت به خودروهای بنزینی دارند، بیشتر احساس می‌شود. اضطراب ناشی از تمام شدن شارژ، یکی از بزرگ‌ترین دغدغه‌های خریداران خودروهای برقی است؛ چراکه فرایند شارژ طولانی‌تر بوده و تعداد ایستگاه‌های شارژ برقی بسیار کمتر از پمپ بنزین است. علاوه بر این، شارژ باتری تا 80 درصد به معنای از دست دادن یک پنجم برد ادعا شده توسط سازنده است.

اما اگر از این قوانین پیروی نکنیم چه؟ بسیاری از مردم امکان نصب شارژر خانگی ندارند و به شارژرهای عمومی سطح 2 یا شارژرهای سریع DC محدود می‌شوند. آیا استفاده مداوم از شارژرهای سریع DC واقعاً به باتری آسیب می‌رساند؟ در ادامه به بررسی این موضوع می‌پردازیم.

شارژ سریع DC چیست؟

همانطور که احتمالا می‌دانید پریزهای برق خانگی ما جریان متناوب (AC) ارائه می‌کنند که برای انتقال برق در مسافت‌های طولانی بسیار کارآمد است. وقتی شارژر خودروی برقی را به این پریزها وصل می‌کنید، در واقع به خودرو برق AC می‌رسانید. ایستگاه‌های شارژ سطح 2 نیز از همین روش استفاده می‌کنند.

اما مسئله اینجاست که باتری خودروهای برقی از DC استفاده می‌کند. بنابراین، وقتی برق AC به خودرو می‌رسد، باید به DC تبدیل شود تا بتوان در باتری ذخیره شود. این کار توسط مبدل داخلی خودرو انجام می‌شود.

با این حال، ایستگاه‌های شارژ سریع DC (سطح 3) این فرایند را ساده‌تر می‌کنند. آن‌ها برق AC را مستقیم به DC تبدیل کرده و سپس به خودرو می‌رسانند؛ در واقع، مبدل داخلی خودرو را دور می‌زنند. این روش، شارژ را بسیار سریع‌تر می‌کند. در حالی که شارژرهای سطح 1 و 2 به ترتیب حداکثر 1.8 و 20 کیلووات توان دارند، شارژرهای سریع DC می‌توانند تا 350 کیلووات نیز برسند. حتی فناوری‌هایی برای شارژ سریع‌تر در حال توسعه هستند.

چرا شارژ سریع DC ممکن است به باتری آسیب برساند؟

شاید این سوال پیش بیاید که چرا شارژ سریع‌تر می‌تواند به باتری آسیب برساند؟ پاسخ ساده است: سرعت بیشتر، گرمای بیشتر. گرمای تولید شده در حین شارژ سریع، می‌تواند به مرور زمان به سلول‌های باتری آسیب رسانده و عمر مفید آن‌ها را کاهش دهد.

شارژ سریع DC، علی‌رغم مزایای فراوان، می‌تواند به مرور زمان بر طول عمر باتری خودروهای برقی تأثیر منفی بگذارد. دیوید میچری (David Michery)، مدیرعامل شرکت خودروسازی Mullen Automotive، در گفتگو با دیجیتال ترندز توضیح داده که جریان بسیار بالای شارژ سریع DC نسبت به شارژ AC، گرمای بیشتری تولید می‌کند و این گرما می‌تواند به ساختار داخلی باتری آسیب رسانده و سرعت تخریب آن را افزایش دهد.

اگرچه این موضوع بیشتر جنبه نظری دارد، اما نمی‌توان تاثیر گرمای اضافی تولید شده در طول شارژ سریع DC بر باتری خودروهای برقی را نادیده گرفت. با این حال، مطالعات اخیر نشان می‌دهند که این تاثیر به اندازه تصورات اولیه نیست. به نظر می‌رسد مدیریت هوشمندانه فرآیند شارژ، نقش مهم‌تری در حفظ سلامت باتری ایفا می‌کند.

یک مطالعه‌ی جامع توسط شرکت Recurrent روی بیش از 6500 دستگاه تسلا مدل 3، این موضوع را تایید می‌کند. این مطالعه با مقایسه خودروهایی که به طور مرتب (بیش از 70 درصد مواقع) از شارژ سریع DC استفاده می‌کردند با خودروهایی که به ندرت (کمتر از 30 درصد مواقع) از این روش شارژ استفاده می‌کردند، نشان داد که روند تخریب باتری در هر دو گروه تقریباً یکسان است.

این یافته‌ها حاکی از آن است که استفاده مکرر از شارژ سریع DC لزوماً به معنای کاهش چشمگیر عمر باتری نیست. لازم به ذکر است که اگرچه مطالعه Recurrent روی خودروهای 2012 تا 2023 متمرکز شده است، اما داده‌ها نشان می‌دهد که 90 درصد خودروهای مورد بررسی از سال 2018 به بعد و 57 درصد آن‌ها از سال 2021 به بعد تولید شده‌اند.

همانطور که دکتر ندیم مالوف (Nadim Maluf) مدیرعامل شرکت Qnovo و متخصص شیمی باتری اشاره می‌کند، شارژ سریع DC با اعمال فشار بر باتری، دو فرایند اصلی تخریب را تسریع می‌کند: اول، مواد ساختاری الکترودها دچار تخریب می‌شوند و دوم، دندریت‌های فلزی لیتیوم تشکیل می‌شوند که در درازمدت می‌توانند به خرابی جدی باتری منجر شوند.

با این حال، میزان تأثیر شارژ سریع DC بر باتری‌های خودروهای برقی کمتر از آنچه تصور می‌شود است. به عبارت دیگر، نگرانی‌ها درباره سرعت شارژ اغراق‌آمیز است. علاوه بر این، با هوشمندتر شدن خودروها و توسعه سیستم‌های مدیریت باتری، می‌توان نحوه شارژ سریع را به گونه‌ای تنظیم کرد که کمترین آسیب به باتری وارد شود.

اگر فکر می‌کنید اطلاعات موجود درباره تأثیر شارژ سریع DC بر عمر باتری خودروهای برقی کمی گنگ و مبهم است، کاملا حق با شماست. اگرچه مشخص شده که شارژ سریع DC ممکن است تأثیر قابل توجهی بر سلامت کلی باتری در کوتاه‌مدت نداشته باشد، اما تأثیرات جزئی آن در طولانی مدت هنوز به طور دقیق مشخص نشده است. احتمالا باید منتظر باشیم تا خودروهای برقی برای مدت طولانی‌تری در جاده‌ها حضور داشته باشند تا بتوانیم در این مورد به نتیجه قطعی برسیم. پس این سوال مطرح می‌شود که چه باید کرد تا باتری خودروی برقی شما تا حد امکان سالم بماند؟

خوشبختانه راهکارهای زیادی برای افزایش عمر باتری خودروهای برقی وجود دارد، اما متأسفانه این راهکارها بسته به شرایط مختلف، متفاوت هستند. به گفته مالوف، سه عامل اصلی بر سلامت باتری تأثیر می‌گذارند: سرعت شارژ، حداکثر سطح شارژ و دما.

مالوف می‌گوید:

دمای بالا (بیش از 35 درجه سانتیگراد) برای باتری مضر است. همچنین، دمای بسیار پایین (زیر نقطه انجماد) نیز به باتری آسیب می‌رساند. بهترین بازده باتری در دمای بین 15 تا 32 درجه سانتیگراد حاصل می‌شود.» وی افزود: «برای بهینه‌سازی عملکرد باتری، این سه عامل را در نظر بگیرید. در روزهای گرم، بهتر است سطح شارژ باتری را به 80 درصد یا کمتر محدود کنید. این کار مانع از فشار آمدن بیش از حد به باتری می‌شود. اما برای سفرهای طولانی، می‌توانید باتری را تا 90 درصد یا حتی 100 درصد شارژ کنید. بهتر است این کار را شب هنگام و در محیط خنک با استفاده از شارژر سطح 2 انجام دهید تا حداکثر برد ممکن را داشته باشید.

به طور خلاصه، اگر هوا خیلی سرد یا خیلی گرم است، شارژ باتری را محدود کنید. همچنین، شارژ سریع DC نیز می‌تواند به باتری فشار وارد کند. مگر اینکه قصد سفر طولانی داشته باشید، بهتر است سطح شارژ را در روزهای عادی به 80 درصد محدود کنید. در کل، بهترین روش برای مراقبت از باتری، شارژ آن با سرعت‌های پایین‌تر (سطح 1 یا 2) در خانه و تنظیم محدودیت شارژ 80 درصدی است. البته، در سفرهای طولانی و در نظر گرفتن دمای محیط نیز اهمیت دارد. دمای بسیار بالا و بسیار پایین به باتری آسیب می‌رساند، اما اگر به طور مداوم در چنین شرایطی از خودرو استفاده نکنید، نگران نباشید. مهمترین نکته این است که از خودروی خود لذت ببرید.

خبر خوب اینکه کارشناسان معتقدند رانندگان نیازی به نگرانی مداوم در مورد نحوه و زمان شارژ خودروهای برقی خود ندارند. میچری در این باره می‌گوید:

شارژ کامل باتری تا 100 درصد حتی در سریع‌ترین روش‌های شارژ، هیچ آسیبی به باتری نمی‌رساند. در واقع، هدف اصلی حفظ تعادل بین شارژ روزانه و مسافت قابل پیمایش خودرو است. این کار به حفظ سلامت باتری در طولانی مدت کمک کرده و عمر کلی آن را افزایش می‌دهد.

اما خبر بد اینکه صرف نظر از هر تلاشی، باتری خودروهای برقی با گذشت زمان تخریب می‌شود. این یک واقعیت علمی است و با فناوری کنونی باتری‌ها، اجتناب‌ناپذیر است. بنابراین اگر قصد دارید خودروی برقی خود را برای سال‌های طولانی نگه دارید، باید انتظار کاهش تدریجی مسافت قابل پیمایش آن را داشته باشید.

آینده باتری و فناوری شارژ

شرکت‌های خودروسازی به شدت در تلاش هستند تا این چالش‌ها را برطرف کنند. چراکه می‌دانند که نگرانی در مورد برد خودزو، یکی از مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار در تصمیم‌گیری خریداران است و آنها به دنبال افزایش فروش خودروهای برقی خود هستند. در آینده نزدیک، احتمالا شاهد پیاده‌سازی سیستم‌های هوشمندتری خواهیم بود که می‌توانند میزان توان ورودی به باتری را بهینه کرده و از آن در برابر آسیب محافظت کنند، حتی اگر این امر به معنای کاهش اندکی در سرعت شارژ باشد.

با وجود چالش‌های کنونی در زمینه سرعت شارژ خودروهای برقی، چشم‌انداز آینده بسیار امیدوارکننده است. چرا؟ پاسخ در فناوری باتری‌های حالت جامد نهفته است. این باتری‌ها که به‌زودی در خودروهای برقی مورد استفاده قرار خواهند گرفت، بر اساس داده‌های آزمایشگاهی، دوام و پایداری بسیار بیشتری نسبت به باتری‌های لیتیوم-یون فعلی دارند. علاوه بر این، برد حرکتی بیشتر این باتری‌ها به معنای کاهش قابل‌توجه تأثیر شارژ سریع بر عمر باتری است.

با این حال، تا زمانی که فناوری باتری‌های حالت جامد به طور کامل تجاری‌سازی شود، بهتر است از شارژ سریع DC به صورت مداوم اجتناب کرده و به شارژ سطح 1 و 2 اکتفا کنید. اما بدانید که شارژ سریع DC به اندازه تصور برخی افراد مضر نیست و لزوماً باعث کاهش چشمگیر برد خودرو نمی‌شود. بنابراین، نیازی نیست به طور وسواس‌گونه‌ای از شارژ سریع اجتناب کنید.

در گجت نیوز بخوانید: خودروی برقی جدید لوتوس، از آیفون هم سریعتر شارژ می‌شود طرح واردات خودروی برقی دست دوم با عمر کمتر از ۵ سال؛ ماشینی که ۷ سال کار می‌کند! ثبت نام فروش ۵۵۰۰ دستگاه خودروی برقی در سامانه یکپارچه

منبع خبر