شناسایی علت نامرئی کاهش عمر باتری در خودروهای الکتریکی؛ چندین سلول ضعیف عامل اصلی هستند
این پژوهش که در نشریهٔ Nature Energy به چاپ رسیده، نشان‌دهندهٔ این است که با افزایش مقدار پیمایش خودرو، اختلاف کارایی بین سلول‌ها نیز افزایش می‌یابد.
چرا وجود چند سلول ضعیف می‌تواند مشکل‌ساز باشد؟
بسته‌های باتری از مجموعه‌ای از سلول‌ها تشکیل شده‌اند که باید به‌طور همزمان عمل کنند. اما در مدارهای سری، ضعیف‌ترین سلول می‌تواند ظرفیت کلی باتری را به حدی محدود کند. عواملی چون تفاوت در مواد اولیه، روش‌های ساخت، دما و شرایط رانندگی، موجب می‌شوند که سلول‌ها به یک نسبت فرسوده نشوند.
گروه تحقیقاتی در این مطالعه، به بررسی خودروهای سواری با باتری نیکل‌ـ‌منگنز‌ـ‌کبالت و اتوبوس‌های برقی با باتری لیتیوم‌ـ‌آهن‌ـ‌فسفات پرداخته است.
برخی از این خودروها مسافتی بیش از ۳۰۰ هزار کیلومتر را طی کرده بودند. نتایج نشان می‌دهد که بعد از حدود ۱۷۰ هزار کیلومتر، فرسایش سریع‌تر برخی سلول‌ها در بسیاری از بسته‌ها به وضوح قابل مشاهده می‌شود.
چه میزان از عمر باتری ضایع می‌شود؟
طبق محاسبات انجام‌شده توسط پژوهشگران، فرسودگی نامنظم سلول‌ها باعث می‌شود که عمر مجموع باتری خودروهای سواری به میزان ۱۷٫۷ درصد و عمر باتری اتوبوس‌ها به میزان ۲۲٫۸ درصد کاهش یابد. همچنین، تفاوت در مقاومت داخلی سلول‌ها باعث کاهش توان قابل‌دسترس به میزان ۱۲٫۹ درصد برای خودروهای سواری و ۱۵٫۱ درصد برای اتوبوس‌ها می‌شود.
به گزارش SciTechDaily، با رسیدن ضعیف‌ترین سلول‌ها به مرحلهٔ بازنشستگی، تقریباً ۱۹٫۳ درصد از ظرفیت بالقوهٔ انرژی باتری خودروهای سواری و ۲۷٫۱ درصد از ظرفیت باتری اتوبوس‌ها به هدر می‌رود.
چن، یکی از پژوهشگران این مطالعه، بیان می‌کند که افزایش هماهنگی در تولید سلول‌ها، بهبود در مدیریت دما و استفاده از سیستم‌های تعادل پیشرفته می‌تواند به طول عمر بیشتر باتری‌های خودروهای برقی منجر شود. این یافته‌ها همچنین ضرورت ارزیابی سلامت هر یک از سلول‌ها به‌طور جداگانه، به‌جای فقط بررسی میانگین وضعیت باتری را مورد تأکید قرار می‌دهد.
