ما نوع البطارية المستخدم في السيارات الهجينة؟

ما نوع البطارية المستخدم في السيارات الهجينة اليوم؟ أكثر الأنواع شيوعًا هي ثاني أكسيد الكوبالت أو هيدريد معدن النيكل أو ليثيوم أيون.

النيكل هيدريد المعادن

تستخدم هذه البطارية على نطاق واسع في السيارات الهجينة والهواتف الخلوية. تم استخدامه في الأصل في تطبيقات الفضاء ، وله عمر طويل وقدرات طاقة وقدرات محددة معقولة. في حين أنها ليست متينة مثل بطاريات الرصاص الحمضية ، إلا أنها شديدة التحمل لسوء الاستخدام. ومع ذلك ، فإن بطارية هيدريد النيكل والمعدن ليست بديلاً عن بطارية قلوية. تشمل عيوبه ارتفاع التفريغ الذاتي والحرارة وسعة التخزين المحدودة.

تعد بطاريات الليثيوم أيون والبوليمر المستخدمة في المركبات الهجينة آمنة إلى حد كبير للاستخدام. سيغطي ضمان بطارية تويوتا الهجينة لمدة عامين جميع أجزاء البطارية لمدة 120 شهرًا أو 150000 ميل ما لم تكن قد أساءت استخدامها بالطبع. ومع ذلك ، فإن بطاريات الليثيوم أيون والبوليمر لها نفس العمر الافتراضي ولا يمكن الاعتماد عليها. بالإضافة إلى ذلك ، تعد بطارية هيدريد الليثيوم والمعدن أثقل بكثير من بطارية هيدريد معدن النيكل ، لذا فهي ليست متينة مثل بطاريات Ni-MH.

على الرغم من أن بطارية هيدريد النيكل والمعدن ليست قوية مثل بطاريات الليثيوم أيون ، إلا أنها أصغر وأخف وزناً من بطاريات الليثيوم أيون. يعد حجم ووزن حزمة البطارية من العيوب الرئيسية ، وهذا هو السبب في أن الإصدار ثنائي القطب يعد خيارًا أفضل. تعمل خلايا البطارية ثنائية القطب أيضًا على تمكين حشر خلايا أكثر بمقدار 1.4 مرة في نفس المساحة.

الفرق الرئيسي الآخر بين الاثنين هو سرعة شحن بطاريات الليثيوم أيون. تعد بطاريات Li-ion أسرع ويمكنها التعامل مع متطلبات الطاقة المفاجئة ، بينما تتمتع بطاريات NiMH بوقت شحن أطول. ومع ذلك ، لا يزال كلا النوعين من البطاريات يستخدمان على نطاق واسع في السيارات الهجينة والهجينة الموصولة بالكهرباء. عادةً ما تكون بطارية هيدريد النيكل والمعدن خيارًا أفضل للسيارات الهجينة ما لم تكن مجهزة بمجموعة نقل حركة هجينة.

في السنوات الأخيرة ، تحول العديد من مصنعي السيارات الهجينة إلى بطاريات الليثيوم أيون. إنهم يستردون هذه المادة كمواد خام قيمة لمحركات سياراتهم الهجينة الجديدة. في غضون ذلك ، بدأت الشركة المصنعة لبطارية NiMH بتزويد صانع السيارات بالمعادن الأرضية النادرة. وهذا يجعلها أول من أعاد تدوير بطاريات هيدريد النيكل والمعدن. ومع ذلك ، ما زالوا بعيدين عن الهدف النهائي لصناعة البطاريات المتمثل في إعادة تدوير البطاريات بنسبة 100 في المائة.

تعد بطارية هيدريد النيكل والمعدن صديقة للبيئة أكثر من بطاريات الليثيوم أيون. كثافة الطاقة لبطارية NiMH أقل بحوالي 40 بالمائة من بطارية ليثيوم أيون. يمكن أن تساعد البطارية الكبيرة في السيارة الهجينة في زيادة الوزن والطاقة ، لكن البطارية الثقيلة جدًا ستضيف وزناً. في المستقبل ، قد تكون أنواع البطاريات الأخرى أكثر شيوعًا في صناعة السيارات.

لا تقدم بعض شركات السيارات عددًا كافيًا من السيارات الهجينة. لكن من الواضح أن الطلب على المركبات الهجينة آخذ في الازدياد. تعتبر هذه البطارية جزءًا مهمًا من صناعة السيارات الهجينة ، وتبذل Toyota جهدًا لزيادة مبيعاتها من السيارات الهجينة. سيؤدي أحدث استثمار للشركة إلى توفير بطارية تبلغ 200 جيجاوات في الساعة. إذن ، ما هي أفضل بطارية يمكن استخدامها في المركبات الهجينة؟

ليثيوم أيون

لا تزال التكنولوجيا الكامنة وراء بطاريات الليثيوم أيون تتطور ، لكن بعض الفوائد واضحة. الفائدة الأولى هي نسبة الطاقة إلى الوزن. يُترجم الوزن المنخفض أيضًا إلى معالجة أفضل ومدى أكبر وتحكم أفضل عند الالتواءات. لا تزال بطاريات الليثيوم أيون بضع سنوات قبل أن تصبح سائدة ، لكنها تثبت نفسها في تطبيقات السيارات الهجينة. فيما يلي بعض أسباب تزايد شعبيتها.

تعمل حزمة بطارية الليثيوم أيون على تنشيط المحركات الكهربائية. إنها أخف من بطارية الرصاص الحمضية وتدوم لفترة أطول. تعد التكنولوجيا الجديدة بأداء أفضل. بطاريات الليثيوم أيون متوفرة أيضًا في طرازات السيارات الهجينة ، بما في ذلك هوندا CR-V الجديدة. تعد بطاريات الليثيوم أيون جزءًا مهمًا من السيارات الهجينة والمركبات الكهربائية.

الميزة الرئيسية الأخرى لتكنولوجيا بطاريات الليثيوم أيون هي قابليتها لإعادة الشحن السريع. يمكن إعادة شحن بطاريات الليثيوم أيون في غضون ساعات قليلة. هذه الميزة جذابة بشكل خاص للسائقين الذين يهتمون ببصمتهم البيئية. هذه البطاريات خفيفة الوزن وقابلة لإعادة التدوير ويمكن أن تدوم حتى 45 ميلاً على الكهرباء وحدها. تتمتع بطاريات الليثيوم أيون أيضًا بميزة إضافية تتمثل في كونها أسرع من السيارات الهجينة القياسية.

من حيث السلامة ، تتمتع المركبات الهجينة بنفس قدر الأمان الذي تتمتع به مركبات الغاز المماثلة. على عكس نظيراتها التي تعمل بالغاز ، لا تشكل السيارات الهجينة مصدر قلق كبير لرجال الإنقاذ أو الركاب في حالة وقوع حادث. إنها محمية بعلبة معدنية ولها مستوى عالٍ من العزل. تضع تويوتا مجموعات البطاريات بالقرب من المحور الخلفي للتأكد من أنها محمية بالكامل في حالة حدوث تصادم. تقوم السيارات الهجينة أيضًا بتغطية كبلات البطارية الخاصة بها في الكسوة البرتقالية الزاهية.

بينما لا تزال التكنولوجيا الكامنة وراء بطاريات الليثيوم أيون تتطور ، فمن المحتمل أن تصبح جزءًا حيويًا من مستقبل إنتاج الطاقة. وافقت وكالة حماية البيئة مؤخرًا على منحة قدرها $1.5 مليار للمساعدة في تطوير صناعة الليثيوم أيون في الولايات المتحدة. تهدف إستراتيجية المواد الخام الجديدة من الليثيوم للمفوضية الأوروبية إلى زيادة المعروض من الليثيوم في أوروبا بمقدار 18 ضعفًا بحلول عام 2030 وتقليل الاعتماد على دول الطرف الثالث.

بينما يمكن للمركبات الهجينة توفير الوقود ، يمكنها أيضًا تقليل انبعاثات الكربون. بطاريات الرصاص الحمضية المستخدمة في السيارات الهجينة لديها أعلى مستوى انبعاث وأغلى ثمناً. هذه المواد السامة ثقيلة أيضًا وتبطئ من أداء السيارات الهجينة. لتقليل هذه المشكلة ، يقوم المصنعون الآن باستبدال بطاريات الرصاص الحمضية ببطاريات هيدريد النيكل والمعدن. هناك أيضًا اختلافات في الأداء بين بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم أيون الهجينة.

بينما أصبحت بطاريات الكوبالت والليثيوم أيون أكثر شيوعًا ، ظهرت مخاوف بشأن استدامة إمداداتها. أدت التركيزات الجيوسياسية العالية للكوبالت والليثيوم والتوسع السريع في سلسلة التوريد إلى طرح أسئلة حول كيفية إنتاج المواد بشكل مستدام. ولكن كل هذا متوقع مع التطور السريع لسوق السيارات الكهربائية. في الوقت الحالي ، توفر هذه التقنيات طاقة كبيرة للسيارات الهجينة.