عمر مفید باتری خودرو با استفاده از شارژ سریع چقدر است؟

اگر تا به حال در یک ایستگاه شارژ سریع منتظر مانده اید و در حالی که ماشین شما به جای یک ساعت ظرف 10 دقیقه شارژ می شود، در تلفن خود پیمایش می کنید، احتمالاً از خود پرسیده اید: آیا این راحتی در دراز مدت برای من هزینه دارد؟ به‌عنوان مالک یک تامین‌کننده ایستگاه شارژ سریع، من هر روز این سوال را از رانندگان خودروهای برقی دریافت می‌کنم - خواه آنها مسافرانی هستند که در سرتاسر کشور در حال تردد جاده‌ای هستند، والدینی که بچه‌ها را به تمرین فوتبال می‌فرستند یا صاحبان مشاغل کوچک که از خودروهای الکتریکی خود برای تحویل کالا استفاده می‌کنند. پاسخ کوتاه این است: بله، شارژ سریع می‌تواند عمر باتری ماشین شما را تحت تاثیر قرار دهد، اما نه به اندازه‌ای که بسیاری از آن‌ها می‌ترسند، و به دور از یک عدد مناسب برای همه است. بیایید بررسی کنیم که چه چیزی در واقع تعیین می‌کند که باتری خودروی شما در هنگام استفاده از شارژ سریع چقدر دوام می‌آورد، کار ما در طراحی و ساخت ایستگاه‌های شارژ سریع چه تاثیری دارد و چه کاری می‌توانید برای سالم نگه داشتن باتری خود انجام دهید.

اول، بیایید یک افسانه را از سر راه برداریم: "باتری ماشین" باتری کوچک 12 ولتی نیست که ماشین گازسوز شما را روشن کند. ما در مورد بسته باتری لیتیوم یونی با ولتاژ بالا صحبت می کنیم که موتور الکتریکی را تغذیه می کند، همان باتری که از 40 کیلووات ساعت (برای خودروهای برقی جمع و جور کوچک) تا بیش از 100 کیلووات ساعت برای شاسی بلندها و کامیون های بزرگتر متغیر است. باتری‌های لیتیوم یونی، مانند باتری‌های موجود در تلفن یا لپ‌تاپ شما، با گذشت زمان کاهش می‌یابند - توانایی آنها برای نگه داشتن شارژ کامل به تدریج کاهش می‌یابد و در نهایت ممکن است نیاز به جایگزینی داشته باشید. تخریب به دلایل زیادی اتفاق می‌افتد: دمای زیاد، دفعات شارژ، میزان پر شدن باتری و بله، نوع شارژری که استفاده می‌کنید.

شارژ سریع، که رسما شارژ سریع DC (DCFC) نامیده می شود، با شارژرهای سطح 2 که ممکن است در خانه یا محل کار استفاده کنید، که با جریان متناوب کار می کنند و شارژ کامل چند ساعت طول می کشد، متفاوت است. شارژرهای سریع DC مستقیماً به باتری شما وصل می‌شوند و با سرعت‌های بسیار بالاتری (معمولاً 50 کیلووات، 150 کیلووات یا حتی 350 کیلووات) انرژی را پمپ می‌کنند تا بتوانید در عرض 15 تا 30 دقیقه از 20% به 80% شارژ برسانید. این سرعت با یک مبادله کوچک در گرما همراه است و گرما دشمن طول عمر باتری لیتیوم یونی است. هنگامی که باتری را سریع شارژ می کنید، انرژی بیشتری به یکباره از طریق سلول ها حرکت می کند و گرمای اضافی را در داخل بسته ایجاد می کند. اگر این گرما به خوبی مدیریت نشود (چه توسط سیستم خنک کننده داخلی خودرو یا خود شارژر)، باعث تسریع تجزیه واکنش های شیمیایی درون باتری می شود و عمر کلی آن را کوتاه می کند.

اما خبر خوب اینجاست: سازندگان مدرن خودروهای برقی و ایستگاه‌های شارژ سریع با کیفیت بالا راه طولانی را در مدیریت این گرما پیموده‌اند. اکنون اکثر خودروهای برقی دارای سیستم‌های مدیریت حرارتی باتری (BTMS) هستند که بسته را خنک یا گرم می‌کند تا هنگام شارژ، بسته را در محدوده دمایی عملیاتی بهینه خود (معمولاً بین 20 تا 40 درجه سانتی‌گراد یا 68 درجه فارنهایت تا 104 درجه فارنهایت) نگه دارد. بهترین شارژرهای سریع DC همچنین با سیستم خودرو کار می‌کنند تا سرعت شارژ را بر اساس دمای فعلی باتری و وضعیت شارژ تنظیم کنند - زمانی که باتری بیش از حد گرم می‌شود برای جلوگیری از آسیب، سرعت شارژ کمی کاهش می‌یابد. برای مثال، تیم ما ایستگاه‌های شارژی را طراحی می‌کند که در زمان واقعی با هر مدل EV که ارائه می‌کنیم ارتباط برقرار می‌کند، و میزان تحویل نیرو را تنظیم می‌کند تا گرمای باتری را حتی در گرم‌ترین روزهای تابستان یا طولانی‌ترین سفرهای جاده‌ای پایین نگه دارد.

حالا، تعداد واقعی طول عمر چقدر است؟ اکثر سازندگان خودروهای برقی ضمانت‌هایی را برای بسته‌های باتری خود ارائه می‌دهند که 8 سال یا 100،000 تا 150،000 مایل را پوشش می‌دهد، و قول می‌دهند اگر باتری در آن زمان کمتر از 70 تا 80 درصد ظرفیت اولیه خود کاهش یابد، جایگزین می‌شوند. اما این برای رانندگی معمولی است که شامل ترکیبی از شارژ خانگی و شارژ سریع است. مطالعات گروه‌های مستقلی مانند شورای بین‌المللی حمل و نقل پاک (ICCT) نشان داده است که رانندگانی که به طور منظم از شارژ سریع استفاده می‌کنند، مثلاً ۲ تا ۳ بار در هفته برای سفرهای جاده‌ای یا رفت‌وآمدهای طولانی، ممکن است نسبت به رانندگانی که بیشتر در خانه شارژ می‌کنند، نرخ تخریب کمی بالاتری داشته باشند. اما این تفاوت اغلب کمتر از 10٪ در طول 8 سال است که برای اکثر رانندگان ناچیز است. در واقع، برخی از دارندگان طولانی مدت خودروهای برقی گزارش داده اند که با باتری اصلی خود مسافتی بیش از 200000 مایل را با تنها 10 تا 15 درصد کاهش، حتی با شارژ سریع معمولی، رانندگی کرده اند.

نکته کلیدی در اینجا شارژ سریع «معمولی» است – اگر هر روز سریع شارژ می‌کنید، ممکن است تاثیر بیشتری را مشاهده کنید. اکثر سازندگان خودروهای برقی توصیه می‌کنند شارژ سریع را برای زمانی که به آن نیاز دارید ذخیره کنید و از شارژرهای سطح 2 (از نوع کندتر، خانگی یا محل کار) برای شارژ روزانه استفاده کنید. حتی روند رو به رشدی وجود دارد که رانندگان برای نیازهای روزانه خود شارژرهای خانگی قدرتمندی را انتخاب می کنند که با راحتی شارژ سریع، بدون گرمای اضافی شارژرهای سریع عمومی، مطابقت دارد. اگر به یک راه حل شارژ خانگی قابل اعتماد و سریع علاقه دارید، می توانید شارژر خانگی 150 کیلوواتی ما را بررسی کنید، که برای ارائه شارژ سریع و ایمن برای استفاده روزانه و در عین حال به حداقل رساندن استرس غیرضروری باتری طراحی شده است.

یکی دیگر از عوامل مهم که بسیاری از رانندگان نادیده می گیرند، نحوه استفاده از باتری در بین شارژ است. اینکه هر بار اجازه دهید باتری شما تا 0% کاهش یابد یا آن را برای هفته‌ها در 100% نگه دارید، نسبت به شارژ سریع معمولی برای باتری سخت‌تر است. اکثر خودروهای الکتریکی دارای ویژگی داخلی به نام «محدودیت شارژ» هستند که به شما امکان می‌دهد حداکثر سطح شارژ (مثلاً ۸۰ درصد برای رانندگی روزانه) را تنظیم کنید تا از نشستن با شارژ کامل اجتناب کنید. هنگامی که از شارژ سریع استفاده می کنید، توقف روی 80 درصد به جای رها کردن آن به 100 درصد، زمان صرف باتری در سطوح ولتاژ بالاتر را نیز کاهش می دهد که باعث کاهش گرما و تخریب می شود.

دما همچنان بزرگترین عامل خارجی موثر بر طول عمر باتری است، حتی بیشتر از خود شارژ سریع. اگر در مکانی با گرمای سوزان تابستان یا سرمای سرد زمستانی زندگی می کنید، باتری شما سریعتر از زمانی که در آب و هوای معتدل زندگی می کنید، تحلیل می رود. شارژ سریع در دماهای شدید این اثر را تقویت می کند، زیرا باتری در حال حاضر سخت تر کار می کند تا در دمای ایده آل خود بماند. به همین دلیل است که ایستگاه‌های شارژ عمومی برای وسایل نقلیه الکتریکی ما به صورت استراتژیک در مکان‌های سایه‌دار تا جایی که امکان دارد، و با سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته ساخته شده‌اند تا دمای شارژر و باتری را در زمان‌های اوج شارژ کنترل کنند. ما همچنین با ارائه‌دهندگان نرم‌افزار شارژ کار می‌کنیم که به کاربران این امکان را می‌دهند تا برای قسمت‌های خنک‌تر روز، مانند صبح زود یا اواخر عصر، شارژ را برنامه‌ریزی کنند تا استرس باتری را بیشتر کاهش دهد.

من این را از نزدیک با مشتریان خود دیده ام. یک شرکت حمل و نقل مستقر در آریزونا از نقطه شارژ خودروی عمومی ما برای کل ناوگان خود استفاده کرد که بیش از 500 مایل در روز رانندگی می کرد و دو بار در روز شارژ سریع می شد. پس از 5 سال، بسته های باتری آنها هنوز 82 درصد ظرفیت داشتند که بسیار بالاتر از آستانه گارانتی سازنده بود. یکی دیگر از مشتریان، خانواده ای در مینه سوتا، تنها 4 بار در سال در سفرهای جاده ای شارژ می شود و باتری آنها پس از 6 سال رانندگی عمدتاً در خانه، 91 درصد ظرفیت دارد. موضوع رایج در اینجا اجتناب از شارژ سریع نیست - استفاده هوشمندانه از آن، جفت کردن آن با شارژری که گرما را به خوبی مدیریت می کند و پیروی از بهترین شیوه های اولیه باتری است.

اگر در بازار زیرساخت های شارژ جدید هستید، چه برای استفاده شخصی یا برای کسب و کارتان، تیم ما طیف وسیعی از راه حل های متناسب با نیازهای مختلف را ارائه می دهد. شارژر باتری ما برای Ev Cars با جدیدترین ویژگی های ایمنی و مدیریت گرما ساخته شده است که برای اپراتورهای ناوگان یا مکان های تجاری مناسب است. برای کسب‌وکارهایی که به دنبال راه‌اندازی شبکه‌ای از ایستگاه‌های شارژ با ظرفیت بالا هستند، راهنمای ایستگاه‌های شارژ Top Ev ما می‌تواند به شما در انتخاب مدل مناسب برای فضا و نیازهای مشتری کمک کند.

در پایان، این سوال که "طول عمر باتری خودرو در هنگام استفاده از شارژ سریع چقدر است" پاسخ واحدی ندارد. این بستگی به تعداد دفعات شارژ سریع، نحوه نگهداری باتری بین شارژ، دمایی که در آن رانندگی می کنید و کیفیت شارژری که استفاده می کنید دارد. خبر خوب این است که فناوری مدرن و شیوه های شارژ هوشمند، شارژ سریع را به گزینه ای پایدار و راحت تبدیل کرده است که نیازی به کاهش قابل توجه عمر باتری شما ندارد.

اگر آماده‌اید تا تنظیمات شارژ خانگی خود را ارتقا دهید، شبکه شارژ تجاری خود را گسترش دهید، یا درباره اینکه چگونه راه‌حل‌های ما می‌تواند به شما کمک کند تا سال‌های آینده خودروی برقی خود را به خوبی کار کند، بیشتر بیاموزید، تیم ما اینجاست تا به شما کمک کند. ما با هزاران راننده و کسب‌وکار کار کرده‌ایم تا ایستگاه‌های شارژی بسازیم که سرعت، ایمنی و طول عمر را متعادل می‌کند و مایلیم طرحی را متناسب با نیازهای شما سفارشی کنیم. اجازه ندهید افسانه‌های مربوط به طول عمر باتری شارژ سریع شما را از لذت بردن از آزادی رانندگی الکتریکی بازدارد.

مراجع
شورای بین المللی حمل و نقل پاک (2022). "تخریب باتری در خودروهای الکتریکی: تاثیر الگوهای شارژ". کاغذ سفید ICCT.
وزارت انرژی آمریکا (2023). "طول عمر باتری خودروهای الکتریکی و تخریب". دفتر کارایی انرژی و انرژی های تجدیدپذیر وزارت انرژی.
آزمایشگاه ملی آرگون (2021). "اثرات شارژ سریع بر طول عمر باتری لیتیوم یون". مجله منابع برق.