عمر باتری‌های خودروهای الکتریکی می‌تواند ۴۰٪ بیشتر از حد انتظار باشد، مطالعه استنفورد شگفت‌زده می‌کند

پژوهشگران موسسه امنیت انرژی Precourt در دانشگاه استنفورد و آزمایشگاه ملی SLAC نشان داده‌اند که میانگین عمر باتری یک خودروی الکتریکی (EV) می‌تواند ۴۰ درصد بیشتر از آنچه که آزمایش‌های استاندارد آزمایشگاهی پیش‌بینی می‌کنند، باشد.

این به این معناست که صاحبان خودروهای الکتریکی ممکن است نیازی به خرید پک باتری جدید یا تعویض خودروی خود برای چند سال اضافی نداشته باشند، که بازده بالاتری از تصمیم خود برای رفتن به سمت خودروهای الکتریکی را برایشان به ارمغان می‌آورد.

برای پایان دادن به انتشار گازهای خروجی، کشورها به ترویج استفاده از خودروهای الکتریکی پرداخته‌اند. برد ۶۰۰ مایلی خودروهای الکتریکی امروزه اضطراب ناشی از محدوده را برای دارندگان بالقوه کاهش داده است، اما نگرانی‌ها درباره سلامت پک‌های باتری همچنان باقی است.

هزینه باتری‌ها به یک دهم آنچه که بیش از یک دهه قبل بود، کاهش یافته است، اما همچنان یک‌سوم قیمت یک خودروی الکتریکی جدید را شامل می‌شود. در چنین شرایطی، صاحب خودروهای الکتریکی ترس از پایان عمر پک باتری خود دارند و نیازی به تعویض کامل پیدا می‌شود.

مطالعه مشترک محققان استنفورد و SLAC نشان می‌دهد که آن روز بسیار دیرتر از آنچه تولیدکنندگان خودروهای الکتریکی پیش‌بینی می‌کنند، فرا خواهد رسید، که حتی به شدیدترین صاحبان خودروهای الکتریکی نیز اعمال می‌شود.

آزمون نادرست باتری‌های خودروهای الکتریکی

آزمایش‌های استاندارد آزمایشگاهی باتری‌ها طراحی‌های جدید باتری را با دشارژ کامل و شارژ کامل بررسی می‌کنند. این آزمایش‌ها را بارها تکرار می‌کنند تا ببینند آیا طراحی باتری قابل اعتماد است و دارای طول عمر قابل قبول است.

اما در دنیای واقعی، این اتفاق نمی‌افتد. پک باتری در یک خودروی الکتریکی برای به حرکت درآوردن خودرو در ترافیک شهری، بزرگراه‌ها، در چراغ‌های قرمز مکرر، یا پارک طولانی در خانه یا پارکینگ دفتر استفاده می‌شود، که هیچ یک از آنها در آزمایش‌های باتری لحاظ نمی‌شود.

«ما باتری‌های خودروهای الکتریکی را به روش صحیح آزمایش نکرده‌ایم؛» گفت سیمونا اونری، استاد مهندسی انرژی در دانشکده پایداری Doerr استنفورد که در این کار شرکت داشته است.

«به شگفتی ما، رانندگی واقعی با شتاب مکرر، ترمز که باتری‌ها را کمی شارژ می‌کند و توقف برای رفتن به یک مغازه و گذاشتن باتری‌ها برای ساعت‌ها به عمر باتری افزوده است که قبلاً فکر می‌کردیم بر اساس آزمایش‌های استاندارد صنعتی.»

تیم چه مطالعه کرد؟

برای ارائه‌ی دقیق‌تر از سناریو‌های استفاده از باتری، تیم تحقیقاتی چهار نوع پروفایل تخلیه باتری طراحی کردند که شامل یک مجموعه تخلیه ثابت و پویا با استفاده از داده‌های رانندگی واقعی است.

در طول دو سال، تیم ۹۲ باتری لیتیوم-یونی که به طور تجاری در دسترس بودند را آزمایش کردند و دریافتند که عمر باتری با افزایش پروفایل‌هایی که منعکس‌کننده رفتار رانندگی واقعی است، افزایش یافته است.

برای مثال، مطالعه نشان داد که شتاب تند و کوتاه خودروهای الکتریکی، تخریب باتری‌ها را کاهش می‌دهد و فشردن سخت پدال باعث کاهش پیری باتری می‌شود نه این که آن را تسریع کند، به گفته بیانیه مطبوعاتی.

پژوهشگران همچنین بررسی کردند که آیا باتری‌ها سریع‌تر پیر می‌شوند زمانی که چرخه‌های شارژ-دشارژ مکرر را طی می‌کنند، مثل خودروهای تحویل، یا وقتی که برای مدت طولانی بی‌حرکت هستند. آنها دریافتند که نقطه بهینه برای پیری در بین این دو است که برای مصرف‌کنندگان خودروهای الکتریکی واقعی‌تر است.

تغییرات در سیستم‌های مدیریت باتری توسط سازندگان خودروهای الکتریکی می‌تواند به آن‌ها کمک کند تا به سرعت تحقیقات خود را در شرایط دنیای واقعی به کار گیرند.

کاربردهای تحقیقات آنها به فراتر از باتری‌های خودروهای الکتریکی به ذخیره انرژی و حتی در قدرت‌دهی به ایمپلنت‌های در بدن انسان گسترش می‌یابد.

نتایج تحقیق در مجله Nature Energy منتشر شده است.