لماذا لا يتم تجهيز السيارات ذات الإنتاج الضخم ببطاريات ليثيوم أيون خفيفة الوزن؟
1 436

لماذا لا يتم تجهيز السيارات ذات الإنتاج الضخم ببطاريات ليثيوم أيون خفيفة الوزن؟

تحمل بين يديك معزز البدء (بادئ التشغيل، بنك الطاقة التلقائي - هناك العديد من الأسماء) الذي يزن بضعة كيلوغرامات، تطرح السؤال بشكل لا إرادي: لماذا لا يتم تثبيت مثل هذه الأشياء بانتظام في السيارات؟ جهاز صغير وخفيف الوزن قادر على تشغيل محرك السيارة الصغيرة وسيارة الدفع الرباعي الثقيلة.


بعد كل شيء، كما يبدو، فإن الشيء الرئيسي هو تشغيل السيارة، ثم يأتي دور المولد، مما يوفر التيار لمستهلكي الطاقة. نعم، في الواقع، ذات مرة، كان الجهد المنخفض و "بادئ التشغيل الملتوي" كافيين لبدء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي. من حيث المبدأ، فإن البطارية القادرة على توفير 5-10 فولت عند تيار 3-5 أمبير تكفي لإثارة لف المولد. لقد أدرت المقبض عدة مرات وذهبت!

لماذا لا يتم تجهيز السيارات ذات الإنتاج الضخم ببطاريات ليثيوم أيون خفيفة الوزن؟في VAZ-2101، يتم توفير البدء بالمقبض! الصورة: يوتيوب.كوم

يعمل هذا المخطط فقط على السيارات ذات المعدات الكهربائية البدائية. في السيارات المنتجة اليوم، هناك حاجة إلى البطارية ليس فقط لبدء تشغيل المحرك. تعمل البطارية، مثل المكثف الكبير، على تنعيم التموجات الحالية، مما يضمن استقرارها. إذا انخفضت سرعة العمود المرفقي، ستحافظ البطارية على الجهد المطلوب. وقيمتها المحددة بدقة مهمة جدًا للعناصر الإلكترونية - الدوائر الدقيقة، على سبيل المثال. وهذا هو نفسه بالنسبة للمصباح الكهربائي الفتيل أو شبكة تدفئة النافذة الخلفية - 11 فولت أو 14,5. لن تتحمل الأجهزة الإلكترونية الحساسة مثل هذا التشتت.

يتم تركيب بطارية ليثيوم في سيارة بورشه GT2 RS في البداية في المصنع. الصورة: يوتيوب.كوم

في السيارات ذات الفئة الأعلى وسنة الإنتاج السابقة، يكون كل شيء "مرتبطًا" بالحافلة الرقمية. قبل بدء تشغيل المحرك، تقوم وحدة التحكم الإلكترونية باستقصاء أجهزة الاستشعار وعندها فقط تعطي أمرًا للسماح ببدء التشغيل أم لا. ناهيك عن حقيقة أن محاولة تشغيل المحرك من دافع يمكن أن "يقتل" الإلكترونيات. سيؤدي فصل الأجهزة الطرفية عن البطارية أثناء تشغيل المحرك أيضًا إلى حدوث مشكلات. لكن دعنا نعود إلى بطاريات الليثيوم أيون: هل هي حقًا غير مثبتة على سيارات الإنتاج على الإطلاق؟ إنهم يفعلون ذلك، لكن قائمة هذه السيارات صغيرة جدًا وهي في الغالب سيارات رياضية و/أو سيارات باهظة الثمن مثل بورش GT3/GT2. نحن لا نتحدث عن السيارات الكهربائية: لا يمكن استخدام أنواع أخرى من البطاريات هناك.

كيف تعمل وتعمل بطاريات الليثيوم أيون


لا يتم تضمين Pure Li في هذه البطاريات: يتم استخدام أكاسيد الكوبالت والنيكل والفوسفات والحديد والمنغنيز. الكاثود مصنوع من هذه المواد. الأنود مصنوع من الجرافين أو الجرافيت. يتم لعب دور المنحل بالكهرباء بواسطة أملاح الليثيوم مع المذيبات العضوية.

ظهرت البطاريات الأولى المعتمدة على كوبالت الليثيوم في عام 1983. منذ ذلك الوقت، تم تحسين البطاريات بشكل مستمر: تمت زيادة عدد دورات الشحن/التفريغ من 300 إلى 7 آلاف، وتمت زيادة السعة المحددة إلى 240 كيلووات ساعة/كجم من الكتلة أو أكثر، وانخفض السعر بحوالي 10 مرات.

إنه أمر مثير للاهتمام، لكن بطاريات الليثيوم أيون لا تتمتع بالعديد من المزايا، وقبل كل شيء، فهي منخفضة الوزن والأبعاد. على سبيل المثال، إذا كانت بطارية الرصاص الحمضية بقدرة 90 أمبير تزن حوالي 24 كجم، فإن البطارية القائمة على الليثيوم تزن 5 كجم فقط. يشير هذا إلى أن هذه البطاريات تتمتع بقدرة طاقة عالية. من بين المزايا الأخرى القدرة على الشحن بسرعة، وإذا لزم الأمر، توفير التيار بسرعة، بالإضافة إلى "الميل" المنخفض لفقد السعة عند عدم استخدامها.

النقش 1000ССА يعني: تنتج البطارية 1000 آه في بداية باردة. الصورة: يوتيوب.كوم

وآخر شيء هو عدم وجود أي صيانة طوال الحياة التشغيلية بأكملها. ومع ذلك، فإن بطاريات الرصاص الحمضية الحديثة، إذا تم اتباع قواعد الاستخدام، لا تتطلب التدخل طوال دورة حياتها بأكملها. والآن - حول العيوب التي حددت مسبقًا إحجام شركات صناعة السيارات عن تركيب هذه البطاريات في السيارات ذات الإنتاج الضخم.

عيوب بطاريات الليثيوم أيون


في المقام الأول يمكننا أن نضع اعتماداً قوياً على درجة الحرارة المحيطة. يعد ارتفاع درجة الحرارة فوق 60 درجة مئوية والتفريغ العميق أمرًا خطيرًا بشكل خاص. الأمر كله يتعلق بالتصميم هنا. عندما تعمل البطارية في الظروف العادية، توجد طبقة من الجرافيت على الأنود تحمي من الإلكتروليت العدواني. عندما ترتفع درجة الحرارة أو يتم تفريغ البطارية بشكل كبير، يتم تدمير الطلاء. وعندما تعود ظروف التشغيل الطبيعية، ستتشكل الطبقة من جديد بفضل الجرافيت والليثيوم. في الواقع، فإن أداء البطارية "الكلاسيكية" من هذا النوع سوف يتدهور بنسبة 4-6% كل عام. بالإضافة إلى ذلك، فإن ارتفاع درجة الحرارة الشديد يهدد بحدوث انفجار: تذكروا الهجمات الإرهابية الأخيرة في فلسطين، عندما ارتفعت درجة حرارة البطاريات في الأجهزة بعد إشارة خارجية وتطايرت أجهزة الاستدعاء إلى أشلاء.

تتكون بطارية الليثيوم من عدة خلايا متصلة ببعضها البعض. الصورة: يوتيوب.كوم

النقطة التالية هي أن وجود الكوبالت في تصميم بطارية الليثيوم يشكل خطورة على صحة الإنسان والبيئة ككل. ولذلك، بعد انتهاء عمرها الافتراضي، يجب التخلص من هذه البطارية. ناهيك عن تكلفة المنتجات: يمكن أن تصل إلى مئات أو أكثر من آلاف روبل. فهل يُحظر حقًا دخول بطاريات الليثيوم إلى السيارات ذات الإنتاج الضخم؟ ليس كل شيء سيئًا للغاية: فالمصنعون واثقون من أن مثل هذه البطاريات هي المستقبل ويعملون بجد لتحسينها في جميع المجالات "السالبة".

بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد LiFePO4


وهذه عبارة معروفة عنهم: "إذا كنت لا تستطيع، ولكنك تريد ذلك حقًا، فأنت قادر على ذلك". تتمتع هذه البطاريات، مقارنة ببطاريات الليثيوم "الكلاسيكية"، بعدد من المزايا. وأولها نطاق درجة الحرارة الذي يتراوح من -30 إلى +55 درجة مئوية. حتى في حالة الصقيع الشديد، يحتفظ LiFePO4 بنسبة 70% من سعته. ماذا عن ارتفاع درجة الحرارة؟ لن يكون هناك لهب مفتوح أو انفجار، ولكن الدخان سوف يتدفق. لا يتم تضمين الكوبالت في البطارية: من وجهة نظر بيئية، يعد هذا أيضًا ميزة إضافية.

بطارية LiFePO4 LiitoKala 12.8 فولت 60 أمبير. متوسط ​​السعر: 23 ألف 432 روبل. الصورة: market.yandex.ru

ومن حيث الوزن، ستكون البطارية أثقل من "نظيرها" الليثيوم "النقي"، ولكنها أخف من بطارية حامض الرصاص. على سبيل المثال، كتلة البطارية بسعة 60 أمبير هي 5 كجم. أما السعر فهو في حدود 23-40 ألف روبل. لبطارية السيارة سيارة. ولكن حتى لو قررت "مواكبة التقدم" وترغب في تثبيت مثل هذه البطارية على سيارتك، فلن تتمكن من القيام بذلك بهذه الطريقة.

الفروق الدقيقة في بطاريات الليثيوم


وهي تتألف من عدة خلايا، عادة ما يكون لها جهد 3,2 فولت: أي أن أربعة منها ستنتج 12,8 فولت. ومع ذلك، هنا كل عنصر "يعيش حياته الخاصة". لذلك، لكي تكون عملية الشحن/التفريغ متوازنة، ستحتاج إلى وحدة تحكم. وإلا فإن عمر الخدمة للمنتج سوف ينخفض ​​بسرعة.

من الناحية النظرية والعملية، يمكن إعادة تشغيل "عقل" السيارة ببطارية الليثيوم. ولكن من الأفضل أن يتم ذلك مع المتخصصين، وكم سيتقاضون مقابل الخدمة هو سؤال آخر...

النقطة الثانية هي أن بطاريات الليثيوم حساسة للغاية للصدمات والاهتزازات التي تسبب تآكل توصيلات الخلايا. السيارة ليست هاتفًا يوضع في جيبك أو محفظتك ولا تتعرض لهزات قوية.

اليوم يمكن دمج وحدة التحكم مباشرة في البطارية. الصورة: يوتيوب.كوم

ولكن يمكنك فعل العكس، أي تغيير بطارية الليثيوم إلى بطارية الرصاص في “حالات الطوارئ” (كما هو مكتوب في التعليمات الخاصة بسيارة ماكلارين MP4-12C). نعم، سوف تصاب إلكترونيات السيارة بالجنون، وسيضيء ضوء فحص المحرك، لكن المحرك سيبدأ وستقود إلى مركز الخدمة.

من حيث الأبعاد، يمكن تصنيع بطاريات الليثيوم مثل بطاريات الرصاص لسهولة التركيب. الصورة: يوتيوب.كوم

ومع ذلك، على الرغم من كل شيء، فإن عدد محبي التقدم في مسألة بطاريات الليثيوم لا يتناقص فحسب، بل يتزايد. يمكنك أيضًا تجميع بطارية الليثيوم بنفسك، في ظروف مؤقتة، عن طريق شراء عناصر فردية ودمجها في بطارية. أو اطلب من "متخصص" من مرآب قريب تجميع البطارية.

يمكنك تثبيت LiFePO4 على سيارة عادية، ولكن... كن حذرًا. الصورة: يوتيوب.كوم

بالتأكيد سيقول أنه ليست هناك حاجة لإعادة تحميل أي شيء، ولكن على الأقل سيتعين عليك تثبيت الحماية الإلكترونية ضد التفريغ العميق. هناك طلب على مثل هذه المنتجات بل ويتزايد. يتم استخدام بطاريات الليثيوم "محلية الصنع" من قبل أولئك الذين يحبون السباق على المسارات في سيارات مثل Renault Megane RS، عندما يكون فقدان عشرة إلى كيلوغرام ونصف مفيدًا جدًا. بالمناسبة، لمحرك الاحتراق الداخلي سعة 2 لتر، هناك ما يكفي من البطارية بسعة ...10 آه.

جميع مميزات سيارة رينو ميجان RS الرياضية مزودة ببطارية ليثيوم

ولكن ما زلنا لا نوصي بشدة بالانخراط في مثل هذا العمل "محلية الصنع". السلامة تأتي أولا!
ما رأيك في بطاريات الليثيوم أيون الموجودة في السيارات العادية؟
قنواتنا الاخبارية

اشترك وكن على اطلاع بأحدث الأخبار وأهم أحداث اليوم.

نحن نوصي لك
يريدون توسيع إنتاج الطائرة Il-76

يريدون توسيع إنتاج الطائرة Il-76

وتتمتع الطائرة "إيل-114"، التي من المفترض أن تحل مشكلة النقص في الطائرات الإقليمية في بلدنا، بآفاق جيدة من حيث التصدير. التفاصيل في...