عمر باتری خودروهای الکتریکی چقدر است؟

اینکه عمر باتری خودروهای الکتریکی چقدر است و چقدر می‌توان روی اتومبیل های تمام برقی حساب کرد، موضوعی است که در این پست به آن می‌پردازیم.

خودروهای الکتریکی آینده را تشکیل می‌دهند. اما مثل خودروهای بنزینی و دیزلی، آن‌ها هم قطعاتی دارند که به مرور فرسوده می‌شوند. در این پست به بررسی متوسط طول عمر باتری خودروهای الکتریکی، اینکه با هر بار شارژ چقدر راه می‌روند و چگونه می‌توان مجدداً از آن‌ها استفاده کرد خواهیم پرداخت.

متوسط عمر باتری خودروهای الکتریکی چقدر است؟

احتمالاً به این فکر می‌کنید که در عصر فروش اشتراک برای استفاده از خدمات و آپگریدهای زود به زود، آیا واقعاً باتری اتومبیل‌های الکتریکی عمر طولانی دارند؟

معمولاً در گوشی‌های هوشمند، عمر مفید یک باتری 2 سال است و بعد از آن باتری گوشی نمی‌تواند مثل سابق شارژ نگه دارد و در نتیجه ناچار به خرید یک باتری جدید هستید.

اما باتری اتومبیل‌های برقی به طرزش شگفت‌انگیزی دوام بالایی دارند. در بسیاری از موارد‌ آن‌ها حتی از اتومبیلی که در آن‌ها استفاده شده‌اند هم عمر مفید طولانی‌تری دارند!

این به خاطر فضای زیادی است که در زیر کاپوت خودروها برای ارائه فناوری‌های پیچیده مدیریت دما وجود دارد (چیزهایی که گنجاندنش در زیر قاب گوشی‌های باریک امروزی غیرممکن است). به طور کلی این باتری‌ها خیلی قدرتمندتر از باتری‌های کوچکی هستند که در زیر قاب گوشی‌ها و لپ تاپ‌ها به کار می‌روند. اگرچه اکثر باتری‌های کنونی می‌توانند بین 600 تا 800 هزار کیلومتر پیمایش شارژدهی مفیدی داشته باشند، اما تولیدکنندگانی مثل تسلا در حال آزمایش مواد شیمیایی جدیدی هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد این مقدار را 1 میلیون کیلومتر دیگر افزایش دهند.

چرا باتری یک خودرو برقی شارژ از دست می‌دهد؟

باتری‌ها طی فرآیندی به نام «تنزل باتری» شارژ از دست می‌دهند و مقدار نیرویی که می‌توانند ذخیره کنند و سپس تحویل دهند، به مرور زمان کاهش پیدا می‌کند. به وضعیت یک باتری “SOH” یا State of Health گفته می‌شود. این نسبت حداکثر شارژ باتری به نسبت ظرفیت آن است. به طور مثال یک باتری 100 کیلووات ساعتی با وضعیت 90 درصدی (SOH)، عملکردی شبیه یک باتری 90 کیلووات ساعتی پیدا می‌کند.

در حال حاضر محبوب‌ترین نوع باتری، لیتیوم یونی است. باتری‌های لیتیوم یونی از طریق واکنش‌های جانبی با الکترولیت‌ها شارژ از دست می‌دهند. ترکیباتی در آن‌ها تشکیل می‌شود که باعث به دام افتادن لیتیوم آزاد خواهد شد. این باعث کاهش تعدا لیتیوم یون‌هایی می‌شود که می‌توانند بین الکترودها حرکت کنند. سپس ساختار الکترود به مرور زمان با اختلال مواجه می‌شود و در نهایت ظرفیت باتری کاهش پیدا می‌کند.

البته محدوده پیمایش یک وسیله نقلیه (مسافت که می‌تواند در هر کیلووات ساعت طی کند) لزوماً منعکس کننده SOH در آن نیست. محدوده پیمایش به عوامل مختلفی مثل سطح شارژ، دما، عادت رانندگی یا تعداد سرنشینان خودرو نیز بستگی دارد.

چه چیزی روی شارژدهی و عمر باتری یک خودرو برقی مؤثر است؟

همانطور که گفتیم، محدوده پیمایش الکتریکی یک خودرو به عوامل مختلفی بستگی دارد. اما مهم‌ترین آن‌ها چیست؟

1. شرایط آب و هوایی

برخلاف اتومبیل‌های بنزینی یا دیزلی، شرایط آب و هوایی تأثیر به سزایی روی محدوده پیمایش یک خودرو الکتریکی با هر بار شارژ دارد. اگر هوا خیلی سرد باشد، سرعت واکنش‌های شیمیایی در باتری‌های لیتیوم یونی کندتر خواهد شد و در نتیجه زمان شارژ طولانی‌تر و محدوده پیمایش کمتر می‌شود. اگر هم هوا بیش از حد داغ باشد، باتری تحت فشار زیادی قرار می‌گیرد.

ممکن است شما نیازی به استفاده روزانه از کل شارژ باتری اتومبیل خود را نداشته باشید، اما اگر آب و هوای محل زندگی شما گرم باشد‌، برای شما خبر بدی داریم.

مطالعه‌ای توسط GeoTab انجام شده که مصرف باتری خودروهای الکتریکی در محیط‌هایی با آب و هوای گرم را با آب و هوای متعادل مقایسه می‌کند. این تحقیق نشان می‌دهد شارژدهی خودرو در دمای بیش از 27 درجه سانتی‌گراد کمتر از 5 روز و در دمای متعادل‌تر بیشتر از 5 روز خواهد بود. بدین ترتیب باتری اتومبیل‌هایی که در محیط‌های گرم به حرکت درمی‌آیند، زودتر از سایر محیط‌ها شارژ خالی می‌کند.

2. شارژ سریع

در حالی که شارژ سریع به صاحبان اتومبیل های الکتریکی کمک می‌کند تا بدون نگرانی خیلی سریع باتری خودرو خود را شارژ کنند، اما همیشه هم برای باتری اتومبیل شما مفید نیستند.

کیا موتورز می‌گوید «استفاده مکرر از شارژ سریع DC می‌تواند روی عملکرد و دوام باتری تأثیر منفی داشته باشد و کیا توصیه می‌کند استفاده از این روش را به حداقل برسانید».

البته این بدان معنا نیست که هرگز نباید از این روش استفاده کنید. تولیدکنندگان همیشه دنبال راهکارهای جدیدی با تغییر در ساختار باتری‌ها یا اجرای راهکارهای مدیریت دمای بهتر برای افزایش طول عمر باتری خودروهای الکتریکی هستند. به طور مثال مطالعه اخیر Transport Finding نشان می‌دهد که باتری‌های لیتیوم فسفات آهنگ (LFP) در مقایسه با باتری‌های نیکل منگنز کبالت (NMC) می‌توانند در نرخ دمای بالاتر هم بدون مشکل شارژ شوند.

اخیراً تسلا به سمت استفاده از باتری‌های LFP حرکت می‌کند که تولید آن‌ها نیز ارزان‌تر تمام می‌شود. هرچند این باتری‌ها فقط 65 تا 70 درصد ظرفیت انرژی باتری‌های NMC را ارائه می‌کنند که این باعث کند شدن رشد مسافت حرکتی خودروهای الکتریکی با هر بار شارژ کامل می‌شود.

3. تخلیه باتری

باتری اتومبیل‌های الکتریکی با تعداد چرخه شارژ رتبه‌بندی می‌شوند. این تعداد دفعاتی است که 100 درصد شارژ ظرفیت باتری تخلیه می‌شود. البته این لزوماً بدان معنا نیست که شما باید خودرو خود را کاملاً شارژ و سپس شارژ آن را تخلیه کنید تا یک چرخه کامل محاسبه شود. چرخه شارژ می‌تواند از 80 درصد هم آغاز شود.

شارژ و دشارژ کامل باتری از 0 تا 100 درصد (که به آن دشارژ عمیق هم گفته می‌شود)، عملکرد باتری را سریع‌تر از زمانی که شما مرتب اتومبیل خود را به شارژ می‌زنید، کاهش خواهد داد.

4. استفاده بیشتر

نیازی به گفتن ندارد که هرچه بیشتر از یک باتری استفاده کنید، سریع‌تر خالی می‌شود. اما آیا مسافت پیمایشی بالاتر هم می‌تواند در طولانی مدت روی عملکرد باتری تأثیرگذار باشد؟

مطالعه‌ای که GeoTab نشان می‌دهد طی مدت 4 ساله، اتومبیل‌هایی که هر ساله 32 هزار کیلومتر راه رفته باشند، فقط 2.5 درصد SOH بیشتری را در مقایسه با خودروهایی که سالانه 12 هزار کیلومتر کار کرده باشند از دست خواهند داد.

چگونه می‌توان عمر مفید باتری اتومبیل‌های برقی را افزایش داد؟

اجتناب ناپذیر است که باتری‌های EV در طول زمان تحلیل برند، اما این بدان معنا نیست که شما نمی‌توانید هیچ کاری برای افزایش طول عمر آن‌ها انجام دهید. برخی از مهم‌ترین کارهایی که می‌توانید انجام دهید، نحوه شارژ کردن خودرو و تعداد دفعاتی است که آن را شارژ می‌کنید. در ادامه به موارد بیشتری خواهیم پرداخت.

1. شارژ کمتر

ظرفیت باتری یک خودرو با ظرفیت قابل استفاده آن یکسان نیست. به طور مثال در خودرو تسلا مدل S Plaid که ظرفیت باتری 95 کیلووات ساعتی دارد، کاربر فقط می‌تواند از 90 کیلووات ساعت این حجم استفاده کند. این ظرفیت باقی مانده برای محافظت از باتری در برابر شارژ/ تخلیه شارژ بیش از حد رزرو می‌ماند.

شما باید حداکثر شارژی که اتومبیل شما دریافت می‌کند را بپذیرید و توصیه می‌کنیم برای محافظت از باتری حداکثر تا 90 درصد از ظرفیت باتری خودرو خود استفاده کنید. شارژ کمتر یعنی شما می‌توانید زود به زود اتومبیل خود را شارژ کنید، ولی آن را شارژ کامل نکنید.

2. شارژ مجدد قبل از خالی شدن شارژ باتری (زودتر از رسیدن به 20 درصد)

خودرو تسلا مدل S Plaid با حداکثر پیمایش نزدیک به 640 کیلومتری، یکی از بهترین خودروهای الکتریکی موجود در بازار است؛ اما این بدان معنا نیست که شما نباید از روش‌های گسترش عمر مفید باتری برای آن استفاده کنید. یکی از راهکارهای هوشمندانه‌ای که برای افزایش عمر باتری آن می‌توانید به کار بگیرید، شارژ مجدد باتری تا پیش از رسیدن آن به ظرفیت 20 درصد است.

3. استفاده از شارژ سریع را به حداقل برسانید

«شارژ سریع» ویژگی جذابی است که معمولاً به عنوان یک واژه تبلیغاتی برای اتومبیل‌های الکتریکی جدید مورد استفاده قرار می‌گیرد. به لطف این فناوری شما می‌توانید به جای آنکه ساعت‌ها منتظر شارژ کامل خودرو الکتریکی خود برسید، می‌توانید در عرض فقط 30 دقیقه (که زمان کافی برای خوردن یک فنجان قهوه است) آن را شارژ کنید.

اما استفاده از این فناوری برای باتری خودروهای الکتریکی بی‌هزینه نیست. شارژ سریع‌تر باتری به معنای جریان بیشتر و در نتیجه تولید دمای بالاتر است. این باعث وارد کردن فشار به باتری است که وقتی دمای محیط بالا باشد، حتی بدتر هم خواهد شد.

تا حد ممکن اتومبیل برقی خود را با سرعت کمتری در منزل شارژ کنید. شارژرهای AC خانگی خیلی کندتر هستند، اما در عوض فشار کمتری به باتری اتومبیل شما وارد می‌کنند. اگر نگران هستید زمانی که به خودرو نیاز دارید شارژ کافی نداشته باشد، می‌توانید برنامه‌ریزی کنید که در ساعت‌های بی‌کاری خودرو آن را شارژ کنید.

4. مدت طولانی آن را با شارژ خالی یا 100 درصد رها نکنید

اگر نمی‌خواهید برای مدتی از اتومبیل خود استفاده کنید، نباید باتری آن را خالی یا پر رها کنید. در هر دو وضعیت، فشار زیادی به باتری اتومبیل شما وارد خواهد شد. اکثر تولیدکنندگان توصیه می‌کنند که خودرو خود را در صورت بلااستفاده بودن با شارژی بین 30 تا 75 درصد در پارکینگ منزل خود پارک کنید.

تمام باتری‌های لیتیوم یونی زمانی که مورد استفاده قرار نگیرند خود به خود تخلیه می‌شوند؛ اما خودروهای الکتریکی از فرآیندهای پیچیده‌ای برای مدیریت باتری در زمان بی‌کاری استفاده می‌کنند. بنابراین توصیه می‌کنیم که مطمئن شوید در صورت استفاده نکردن از خودروی خود، شارژ آن تخلیه نشود.

برای ماندگاری بیشتر شارژ در باتری حتماً خودرو خود را زیر سایه پارک یا داخل گاراژ پارک کنید تا برای پایین نگه داشتن دمای بهینه، از سیستم‌های مدیریت دمای خودرو استفاده نشود.

آیا خودروسازها باتری خودرو الکتریکی خود را گارانتی می‌کنند؟

بله، اکثر خودروسازان بر حسب سال استفاده یا مسافت طی شده، باتری خودرو الکتریکی خود را گارانتی می‌کنند. معمولاً مدت این گارانتی بین 5 تا 8 سال و یا بین 130 هزار تا 200 هزار کیلومتر است. به طور مثال باتری خودرو مرسدس EQC به مدت 8 سال یا 160 کیلومتر، بستگی به هر کدام که زودتر به آن برسید است.

با این اوصاف تحلیل رفتن باتری بدیهی است و شما نمی‌توانید هیچ گارانتی را در مورد کاهش عملکرد آن دریافت کنید. به طور مثال خودرو مرسدس EQC از «حداقل ظرفیت مجاز 70 درصدی» برخوردار است و این یعنی اگر هنوز 80 درصد از ظرفیت باتری خودرو شما باقی مانده باشد، نمی‌توانید هیچ ادعایی در مورد آن داشته باشید.

جمع‌بندی

تمام خودروها در طول زمان تحلیل می‌روند و خودروهای الکتریکی نیز از این قاعده مستثنی نیستند. اما اینکه آیا باید در مورد باتری خودروهای الکتریکی نگران باشید یا خیر، پاسخ منفی است. فناوری باتری طی سالیان اخیر جهش مثبتی را سپری کرده که شامل ارائه مسافت بهتر برای طی کردن، راهکار بهتر مدیریت دما و البته کاهش تحلیل رفتگی در طول عمر باتری می‌شود. و در حالی که شبکه شارژرهای عمومی در سرح کلان شهرها رو به افزایش است، هیچوقت دیگر نیازی نیست نگران خالی شدن باتری اتومبیل خود باشید.

البته تحلیل رفتن باتری تنها بخشی از یک خودرو الکتریکی است. اگر قصد خرید یک خودرو تمام برقی را دارید، موارد مختلفی وجود دارد که باید آن‌ها را هم بررسی کرد.