نظرة عامة على بطاريات طاقة مركبات الطاقة الجديدة
بطاريات الطاقة هي مصدر الطاقة للسيارات الكهربائية، وأجهزة تخزين الطاقة، والعامل الرئيسي الذي يحد من تطوير السيارات الكهربائية. لكي تتمكن السيارات الكهربائية من التنافس مع مركبات الوقود، فإن المفتاح هو تطوير بطاريات طاقة ذات طاقة نوعية عالية، وقوة نوعية عالية، وعمر خدمة طويل وتكلفة منخفضة.
(1) المصطلحات الشائعة ومؤشرات الأداء لبطاريات طاقة المركبات الكهربائية
حالة الشحن (SOC): النسبة المئوية لسعة البطارية المتبقية إلى السعة الإجمالية.
الحالة الصحية (SOH): توفر معلومات حول الحالة الصحية للبطارية.
نظام إدارة البطارية (BMS): مراقبة في الوقت الحقيقي لمعلمات تشغيل بطارية الطاقة، وتشخيص الأخطاء، وتقدير SOC، وتقدير الأميال، وحماية الدائرة القصيرة، ومراقبة التسرب، وإنذار العرض، واختيار وضع الشحن والتفريغ، وما إلى ذلك، لضمان الكفاءة والموثوقية والتشغيل الآمن للسيارات الكهربائية.
الطاقة النوعية (Wh/kg): كمية الطاقة الكهربائية المنطلقة من وحدة كتلة مادة القطب الكهربائي، مما يشير إلى قدرة تحمل المركبات الكهربائية في الوضع الكهربائي النقي.
الطاقة النوعية (W/kg): الطاقة التي يمكن أن توفرها وحدة كتلة البطارية، والتي تُستخدم للحكم على أداء التسارع والسرعة القصوى للسيارات الكهربائية وتؤثر بشكل مباشر على أداء الطاقة للسيارات الكهربائية.
دورة الحياة: عدد مرات شحن وتفريغ البطارية خلال أسبوع واحد، وهو مؤشر مهم لقياس عمر بطارية الطاقة. كلما زاد عدد الدورات، زادت مدة استخدام بطارية الطاقة. معدل تفريغ البطارية، أي مقياس لسرعة التفريغ.
معدل تفريغ البطارية C (المتعدد): يشير إلى معدل تفريغ البطارية، أي مقياس لسرعة التفريغ. يُطلق على تفريغ سعة البطارية بالكامل خلال ساعة واحدة اسم تفريغ 1C.
عمق التفريغ (DOD): يشير إلى نسبة السعة التي تم تفريغها بواسطة البطارية إلى السعة المقدرة للبطارية.
(2) متطلبات الأداء لبطاريات طاقة المركبات الكهربائية
باعتبارها جهازًا لتخزين الطاقة للمركبات، يجب أن تتمتع بطاريات السيارات الكهربائية بطاقة كافية لتلبية دورات القيادة والمسافة المقطوعة، ويجب أيضًا توفير الحد الأقصى من الطاقة المطلوبة لتحقيق أداء التسارع المحدد للمركبة. بمعنى آخر، يجب أن تتمتع بطاريات الطاقة بأداء شحن وتفريغ جيد، وطاقة محددة عالية وطاقة محددة، وسعر منخفض، وسهولة الاستخدام والصيانة.
(3) أنواع بطاريات الطاقة للسيارات الكهربائية
تُستخدم الأنواع الثلاثة التالية من بطاريات الطاقة بشكل شائع في السيارات الكهربائية:
البطارية الكيميائية: جهاز يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. وهي مقسمة هيكليا إلى فئتين رئيسيتين: بطارية التخزين وخلية الوقود.
البطارية الفيزيائية: جهاز يعتمد على التغيرات الفيزيائية لتوفير الطاقة الكهربائية وتخزينها، مثل المكثفات الفائقة وبطاريات دولاب الموازنة والخلايا الشمسية.
البطارية الحيوية: جهاز يولد الكهرباء من خلال التفاعلات الكيميائية الحيوية. على سبيل المثال، تستخدم البطاريات الميكروبية أنود البطارية ليحل محل متقبلات الإلكترون الطبيعية مثل الأكسجين أو النترات، وتوليد الطاقة الكهربائية من خلال النقل المستمر للإلكترونات.
