باتریهای سربی، اولین شروع خودروهای برقی
در اواخر قرن 19 ام و اوایل قرن 20 ام، اولین خودروهای برقی تاریخ صنعت خودرو طراحی و تولید شدند. این خودروها از باتریهای سرب-اسید استفاده شده بود. برای ساخت این باتریها در آن زمان از فناوریهای نسبتا شناختهای شدهای بهره برده شده بود، اما برای استفاده در خودروها مشکلاتی داشتند.
وزن بسیار بالا، محدودیتهای شارژ، نبود سیستمهای ایمنی و پیمایش بسیار محدود از عمده مشکلات این باتریها بود.
معروفترین خودروهای برقی این دوره ساخته ایالت متحده امریکا بودند.
Baker Electric 1899 – Detroit Electric 1907 – Columbia Electric 1897 از مشهورترین خودروهای برقی در آن بازه زمانی بودند.
چند دهه شکست و تلاش برای بازگشت با باتریهای نیکل
با وجود موفقیت اولیه خودروهای برقی، از دهه ۱۹۲۰ شرایط برای این خودروها بد شد و قرعه به نام خودروهای درونسوز، خصوصا بنزینیها افتاد.
تولید انبوه خودروهای بنزینی موفق نظیر؛ فورد T و توسعه زیرساخت سوخترسانی این خودروها در کنار برد بیشتر و پیشرفت فناوری خودروهای احتراقی، جا را برای رشد خوردهای برقی به شدت تنگ کرد و خودروسازان تا سالها اشتیاقی برای تولید و توسعه خودروهای برقی از خود نشان نداند.
اما بحرانهای نفت در دهه ۱۹۷۰ نقطه عطف مجددی برای خودروهای برقی شد. در این دوره خودروهای نظیر
Citroën AX Electric (۱۹۹۳) و Peugeot 106 Electric (۱۹۹۵) با باتریهای NiCd تولید و عرضه شدند.
پیشنهاد مطالعه: رادار حرکت بین خطوط چیست و چگونه کار میکند؟
طراحی و تولید خودروهای هیبریدی با باتری نیکل-هیدرید
باتری نیکل-هیدرید فلز یا همان NiMh آغاز یک تحول بسیار تاثیرگذار شد. این باتریها نسبت به فناوری پیشین باتریها که سرب-اسید بودند انرژی بیشتر در کنار عمر بالاتر و عملکرد بهینهتری ارائه میکردند. اما چگالی کم انرژی آنها برای یک خودرو تمام برقی کافی نبودند، اما همین ضعف ایده و امکان ساخت خودروهای هیبرید را فراهم ساخت.
قطعا معروفترین و حتی مهمترین خودرو هیبرید تاریخ صنعت، تویوتا پریوس است که در سال ۱۹۹۷ با ترکیبی از موتورهای برقی و بنزینی وارد بازار شد که به میزان قابل توجهی موجب کاهش مصرف سوخت شد و جهان را با فناوری هیبرید آشنا کرد.
پیشنهاد مطالعه: اف ایکس برقی 1405، انتخاب باارزش سال
باتری لیتیوم- یون و انقلاب بزرگ خودروهای برقی
شاید بزرگترین تحول تاریخ صنعت خودرو در خودروهای برقی با طراحی و تولید باتریهای لیتیوم-یون اتفاق افتاد. مزیتهای این فناوری جدید نسبت به نسل پیشین باتریها، چگالی انرژی خیلی بالاتر، وزن کمتر، قابلیت شارژ بهتر، عمر و برد بیشتر هستند که موجب شد خودروهای برقی امروزه رقیب جدی برای خودروهای بنزینی باشند.
مهمترین و اولین خودروهای تولید شده با این نوع از باتریها، تسلا رودستر ۲۰۰۸، نیسان لیف ۲۰۱۰ و تسلا مدل اس ۲۰۱۲ هستند.
انواع باتری لیتیوم-یون
امروزه اکثر خودروهای برقی جهان با باتری لیتیوم-یون تولید میشوند، البته این باتریها به چند گروه تقسیم میشوند.
باتری نیکل-منگنز-کبالت یا NMC
استفاده در خودروهایی که پیمایش بالایی را در اختیار قرار میدهند.
باتری لیتیوم آهن فسفات یا LFP
استفاده در خودروهایی نظیر تسلا و بیوایدی بخاطر امنیت بالا
سیستم مدیریت باتری چهکاری انجام میدهد؟
پس از پیشرفت در سلول باتریها، خودروسازان بر روی سیستم مدیریت مصرف باتری یا همان BMS فناوریهای جدیدی معرفی کردند که میتوانست مواردی نظیر؛ دمای سلول، میزان شارژ، جریان ورودی و خروجی و شرایط ایمنی باتری را دائما تحت کنترل داشته باشد. این سیستم موجب میشود خرابیهای باتری در اثر افزایش بیش از حد دما را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
باتری جامد و آینده خودروهای برقی
احتمالا بهزودی شاهد تولید خودروهای برقی با باتریهای جامد یا همان Solid-State باشیم که در آن الکترولیت مایع با یک ماده جامد جایگزین میشود که شاهد؛ افزایش چگالی انرژی، کاهش وزن باتری، شارژ سریع و ایمنی بیشتر باشیم. بسیاری از شرکتهای بزرگ و پیشرو در ساخت و توسعه باتری و خودروهای برقی در حال کار بر روی این نوع از باتریها هستند تا در سالهای آینده نقش مهمی در خودروهای برقی ایفا کنند.
پیشنهاد مطالعه: سیستم بازیابی انرژی ترمز در خودروهای برقی و هیبرید چیست؟
جمع بندی
قطعا یکی از مهمترین عوامل تکامل خودروهای برقی که امروز میبینم به تکامل و پیشرفت در فناوری و تکنولوژی باتریها است. از خودروهای اولیه که مجهز به باتریهای سنگین سرب-اسید بودند تا به امروز که به انواع باتریهای لیتیوم-یون رسیدهایم و با توجه سرعت فراگیر شدن خودروهای برقی، در آینده باید شاهد تغییر چشمگیر در تکنولوژی باتریها هم باشیم.
نظر خود در مورد خودروهای برقی و آینده باتریها با ما در میان بگذراید.
