البطاريات الهجينة - كل ما تحتاج إلى معرفته

ما هي البطاريات الهجينة؟ البطاريات الهجينة عبارة عن حزم من الخلايا الفردية مفصولة بفيلم بوليمر. أثناء عملها في وضع كهربائي بالكامل ، يجب إعادة شحنها من مصدر طاقة خارجي. ومع ذلك ، هناك بعض الأشياء التي يجب أن تعرفها عن هذه البطاريات قبل شراء واحدة. تشرح هذه المقالة كيفية عمل البطاريات الهجينة ، وكيف يمكن إعادة شحنها ، وأفضل طريقة للتعامل مع هذا النوع من البطاريات.

البطاريات الهجينة عبارة عن حزمة من الخلايا الفردية مفصولة بفيلم بوليمر

يعتبر مفهوم البطارية الهجينة جديدًا نسبيًا. تتكون حزمة الخلايا الفردية بشكل أساسي من قطبين كهربائيين في محلول غني بالحديد. كل فيلم يمنع الآخر من قصر الدائرة لإنشاء بطارية عالية الطاقة. ومع ذلك ، لا تعد البطاريات الهجينة بديلاً عن البطاريات القابلة لإعادة الشحن في المركبات. يتم استخدامها في الهواتف المحمولة والبطاريات الأكبر حجمًا.

مثل البطاريات القياسية ، تحتوي الهجينة على فيلم بوليمر يفصل الخلايا ويحافظ عليها في مأمن من الدوائر القصيرة. بالمقارنة مع البطاريات القياسية ، تعد البطاريات الهجينة أكثر صداقة للبيئة. كما أنها تحتوي على نسبة أقل من الرصاص ، مما يجعلها أقل ضررًا على البيئة. الجانب السلبي للبطاريات الهجينة هو أنها تتمتع بأداء تبريد منخفض. على الرغم من أنها أرخص من البطاريات القياسية ، إلا أنها أكثر عرضة للتيار الكهربائي.

تعد بطاريات الليثيوم أيون أغلى نسبيًا من نظيراتها من هيدريد معدن النيكل. لكن بطارية الليثيوم أيون هي خيار شائع في مجموعة متنوعة من التطبيقات. كثافة طاقتها تقترب من بطارية ليثيوم أيون. على الرغم من هذه العيوب ، تعد بطاريات الليثيوم أيون أكثر البطاريات القابلة لإعادة الشحن شيوعًا في السوق اليوم. إنها توفر أفضل نسبة طاقة إلى وزن ومعدل تفريغ ذاتي منخفض. ومن المعروف أيضًا أن بطارية الليثيوم أيون ليس لها تأثير على الذاكرة ومعدل تفريغ ذاتي منخفض جدًا. على عكس بطاريات الليثيوم أيون ، تتميز البطاريات الهجينة بأنها خفيفة الوزن وسهلة التخزين.

يصف الاسم "مختلط" بنية حزمة الخلايا للبطارية الهجينة. يشير اسمها إلى أن الخلايا مفصولة بفيلم بوليمر. تحتوي هذه الأفلام على مراحل سائلة داخل مصفوفة البوليمر. بينما يوجد إلكتروليت داخل الغشاء الجليدي ، هذا نظام هجين. قد لا يزال يحتوي على مذيب سائل من 30% إلى 50%.

تعتمد الطاقة التي تنتجها بطارية هجينة على كمية الطاقة المتاحة. يتم تحديد المدى الكهربائي والتسارع من خلال كمية الطاقة المتوفرة في البطارية الهجينة. ستحدد درجات الحرارة التي يمكن أن تعمل بها البطارية الهجينة مقدار الطاقة التي يجب أن توفرها. وبالتالي ، فإن درجة الحرارة التي تعمل عندها البطارية الهجينة ستحدد كفاءتها. يتم الاحتفاظ ببطارية Prius في درجات الحرارة المثلى بواسطة منفاخ بقوة 12 فولت يتم وضعه في بئر الإطار الخلفي. كل وحدة بطارية لها نظام تحكم خاص بها للتبريد وإعادة الشحن.

تعمل في وضع كهربائي بالكامل

يمكن أن تعمل السيارة المزودة ببطارية هجينة في الوضع الكهربائي 100% عندما تكون ظروف القيادة مثالية. يتيح هذا الوضع للمركبة قطع مئات الكيلومترات. يحدد نظام الكمبيوتر في السيارة الوضع المطلوب. توفر البطاريات الهجينة أداء شحن عالي الطاقة. يقلل مصدر الطاقة الخارجي من كمية البترول المستخدمة في السيارة ويوفر تحسنًا واضحًا في الاقتصاد في استهلاك الوقود. هناك مزايا وعيوب لاستخدام البطاريات الهجينة.

على الرغم من ازدياد شعبية السيارات الهجينة ، إلا أن عمر البطارية يمثل مصدر قلق كبير. بينما تتطلب السيارات الهجينة صيانة دورية ، فإن عمر معظم البطاريات هو عشرة أو عشرين عامًا فقط. ومع ذلك ، فإن استبدال البطارية أمر لا مفر منه ، وتستمر تكاليف البطارية في الارتفاع حيث يتم دفع المزيد من الأميال في الوضع الكهربائي بالكامل. لحسن الحظ ، تتحسن التكنولوجيا الهجينة باستمرار ، والبطاريات الحديثة أكثر متانة ويمكن الاعتماد عليها من الطرز القديمة. دخلت الشركات المصنعة للجهات الخارجية سوق البطاريات الهجينة وتقدمها بسعر أقل من تلك التي تبيعها الوكالة.

تبلغ سعة البطارية الهجينة الأكثر شيوعًا ستة كيلو واط في الساعة. ومع ذلك ، هذا لا يكفي ، لأن السيارة الهجينة تحتاج إلى بطارية أكبر من أجل تحقيق الأداء الكامل. السيارة الكهربائية بالكامل محدودة في التسارع والسرعة القصوى ، لكنها لا تزال تمكن السائق من القيام برحلات أطول. على الرغم من أن هذا الوضع يمكن أن يكون فعالاً ، إلا أنه يحد من سرعة القيادة وهو مناسب فقط للقيادة في المناطق الحضرية. إذا تم استخدامه مع سيارة تقليدية ، يمكن أن تصل السيارة الهجينة إلى أقصى مدى لها.

يمكن أن تكون المركبات الهجينة خطرة وتلوث مدافن النفايات. البطاريات المستخدمة في السيارات الهجينة مصنوعة من بطاريات هيدريد معدن النيكل (NiMH). بطاريات NiMH غير قابلة للانفجار. ومع ذلك ، فإن بطاريات الليثيوم أيون ليست غير قابلة للانفجار. اقترحت بعض الدراسات أن بطاريات الليثيوم أيون قد تكون خطيرة في ظل ظروف معينة. ومع ذلك ، فقد وجدت شركات تصنيع السيارات والاختبارات المستقلة أن بطاريات الليثيوم أيون لا تشكل خطراً على الصحة العامة.

يختلف عمر البطارية بشكل كبير حسب عدد الأميال المقطوعة والطراز المحدد. ومع ذلك ، تتحلل جميع البطاريات بمرور الوقت ويعتمد عمر البطارية الهجينة على مجموعة متنوعة من العوامل. كل مركبة لها تكوين مختلف قليلاً ، مما سيؤثر على نطاق البطارية. البطارية الهجينة هي في الواقع حزمة بطارية بها عدة خلايا ، ويؤدي الناتج المشترك للخليتين إلى شحنة هائلة. يصل أيون موجب من القطب الموجب المشحون إلى القطب السالب ، حيث يستقبل الإلكترونات. تولد هذه العملية المعقدة شحنة كهربائية.

تتطلب الشحن عبر مصدر طاقة خارجي

نظرًا لأن البطاريات الهجينة يتم تشغيلها بواسطة مصدر خارجي ، فإنها تتطلب مصدر طاقة خارجيًا لإعادة شحنها. يقلل استخدام مصدر طاقة خارجي بشكل كبير من كمية البنزين والكهرباء المستخدمة لتشغيل السيارة ، مع تحقيق تحسن ملحوظ في الاقتصاد في استهلاك الوقود. ومع ذلك ، فإن البطاريات الهجينة لها العديد من العيوب. بادئ ذي بدء ، تميل إلى أن يكون لها عمر أقصر من نظيراتها التي تعمل بالغاز. ثانيًا ، قد يواجهون المزيد من عمليات التفريغ عالية الطاقة وركوب الدراجات بشكل أعمق من نظرائهم التقليديين.

آخر شيء تريده هو بطارية هجينة تحتضر ، لأن ذلك سيؤثر سلبًا على تجربة القيادة الخاصة بك. على سبيل المثال ، ستجعل البطارية الفارغة من سيارتك تشعر بالبطء والارتباك. هذا يعني أن بطاريتك الهجينة بحاجة إلى إعادة الشحن بانتظام. تأكد من اتباع إرشادات الشركة المصنعة لشحن حزمة البطارية الهجينة. وإذا كنت تعتقد أن بطاريتك الهجينة لا تحصل على طاقة كافية ، فيجب عليك فحصها بواسطة متخصص للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح.

عند مقارنة السيارات الهجينة بالمركبات الكهربائية ، فإن أكبر فرق بين السيارة الهجينة والسيارة الكهربائية هو سعة البطارية. تم تصميم PHEVs لتكون أصغر حجمًا وتتطلب مساحة أقل من EV. يمكن للمركبات الهجينة الموصولة بالكهرباء إعادة شحن بطارياتها من خلال مقبس حائط قياسي بجهد 120 فولت. تعتبر أجهزة الشحن السريع DC قوية للغاية بالنسبة لمعظم PHEVs. ومع ذلك ، فهي خيار ممتاز إذا كنت تفكر في الهجين.

تعمل البطاريات الهجينة في بريوس بمزيج من الكبح المتجدد والمولد المدمج. يتم تحويل الطاقة الحركية لتحريك السيارة إلى طاقة مخزنة. في حين أن هذا النوع من البطاريات الهجينة لا يتطلب شحن يدوي ، فلا يزال من الضروري استخدام صندوق حائط. بعض الصناديق الجدارية متصلة بشكل دائم بصندوق. والبعض يشحن بشكل أسرع. تعتمد سرعة الشحن للمركبة الكهربائية على مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية تخزينها.

يمكن تجديدها

يمكن رؤية العديد من المزايا لتجديد بطارية هجينة في التوفير في التكاليف الذي توفره مقارنة بشراء بطارية جديدة. يمكن أن تدوم البطاريات لفترة أطول مع الصيانة المناسبة. لن تدوم البطارية المُجددة لفترة أطول من البطارية الجديدة فحسب ، بل ستعمل أيضًا على تحسين الأداء العام لحزمة البطارية. من الأفضل أن يكون لديك محترف يقوم بعملية التجديد على بطاريتك الهجينة إذا كنت لا تريد المخاطرة بتدميرها.

يمكن إعادة تهيئة بطارية هجينة عن طريق تفكيكها بأمان. بالإضافة إلى ذلك ، تتضمن العملية إعادة تثبيته مرة أخرى في السيارة. ستكون البطارية المجددة آمنة لإعادة الاستخدام. تتضمن العملية استخدام أدوات بسيطة فقط ، وهي أيضًا حل سريع وسهل مقارنة باستبدال الهجين بأكمله. يمكن أيضًا إصلاح البطاريات الهجينة دون الإضرار بالسيارة. يمكن أيضًا استبدال البطاريات الهجينة بفني مؤهل.

تتضمن عملية تجديد البطارية الهجينة التشخيص وشحن الشبكة والتفريغ العميق. تساعد هذه العمليات في تحطيم التكوينات البلورية وانخفاضات الجهد واستعادة القدرة القابلة للاستخدام للبطارية. أثناء عملية التجديد ، يتم توصيل وحدات البطارية بجهاز خاص يُعرف باسم Charge / Discharge Cycler. بمجرد الاتصال ، يتم تجميع وحدات البطارية مع وحدات من نفس الطاقة. يتم استبدال الوحدات السيئة بأخرى من نفس المواصفات.

بمجرد أن يستبدل الميكانيكي الوحدة الفاشلة ، يجب عليه تجديد البطارية. تسمح هذه العملية للوحدة الجديدة بالتساوي مع حزمة البطارية. تزيد إعادة التهيئة أيضًا من سعة الشحن لكل خلية. ومع ذلك ، يجب أن يحرص الميكانيكيون على عدم استبدال حتى خلية واحدة بسبب خلية واحدة سيئة ، لأن هذا قد يؤدي إلى استبدال البطارية في المستقبل. بدلاً من ذلك ، ستمنحك البطارية المعاد تجديدها عمرًا أطول بكثير من البطارية الجديدة.

عند اختيار مزود خدمة بطاريات هجينة ، تأكد من اختيار مزود بسمعة طيبة في الصناعة. يمكنك أيضًا أن تطلب من العملاء مراجعة مزود خدمة البطاريات الهجينة. يجب عليك اختيار متخصص سيارات هجين يقدم أسعارًا تنافسية. تأكد من مناقشة جميع المخاوف مع مزود الخدمة أثناء الاستشارة الأولية. علاوة على ذلك ، تأكد من أن مزود خدمة البطاريات الهجينة يقدم سعرًا تنافسيًا. ولا تنس أن تسأل عن عملية التجديد - يجب أن تحصل على عرض أسعار دقيق وتعرف بالضبط ما يمكن توقعه.