دنیا در حالی به تکنولوژی بالایی در ساخت خودرو و باطری رسیده که ایران هنوز نه تنها بخشی از باطری های مورد نیاز کشور را وارد می کند، بلکه در راه اندازی و محاسبه و تامین هزینه کنتورهای شارژ خودرو نیز با مشکلات جدی مواجه است.

به گزارش خبرنگار خبرگزاری موج، در پی انتشار پیام رهبر معظم انقلاب در تدوین الگوی پایه‌ی اسلامی ایرانی پیشرفت در هفته اخیر که بر تقویت اقتصاد مبتنی بر دانش بینان و علمی تاکید شده، این گزارش به ظرفیت های صنعتی با تاکید بر فناوری های روز در ساخت باطری پرداخته است، چرا از یک سو ایران هنوز در زمینه تولید باطری با چالش های زیادی مواجه است از سوی دیگر در الگوی پایه اسلامی ایرانی پیشرفت رهبر معظم انقلاب بر توانمندی های دانش بنیان تاکید شده است، از این رو آگاهی از ظرفیت های بین المللی بخش صنعت می تواند مسیر حرکت تولیدکنندگان در این بخش را روشن کند.

سرعت پیشرفت فناوری در تمام حوزه های صنعتی به قدری زیاد است که هر روز باید شاهد یک نوآوری بود، در محصولات الکترونیکی، شیمیایی و ... میزان تغییرات بیشتر شده، رسانه دیلی میل، به تازگی از یک نوآوری در خودروهای الکتریکی خبر داده که بر مبنای آن به زودی این خودروها هنگام تردد در جاده ها می توانند به طور بی سیم شارژ شوند. این بخشی از یک پروژه پیشنهادی دولت انگلیس با بودجه ۵۳ میلیون دلاری است که برای اجرای آن پدهای شارژی در جاده تعبیه می شود و الکتریسیته را به زیر خودرو منتقل و در نتیجه به سطح شارژ باطری می افزایند. در این روند نیاز به هیچ گونه تماس فیزیکی میان خودرو و سطح جاده نیست و از طریق القای الکترومغناطیسی برق را در مسیر به رسیور خودرو منتقل می کند. این  طرح بخشی از استراتژی وزارت حمل ونقل انگلستان است تا فناوری عدم انتشار گازهای گلخانه ای را ترویج کند.

دیوید مارتل یکی از مدیران شرکت های شارژ الکتریکی خودرو در این باره گفته است« شارژ بی سیم استفاده از خودروی برقی را تا حد ممکن شبیه خودروهای بنزینی می کند، اما دیگر نیازی به توقف در پمپ بنزین ها نیست و خودروها در کنار جاده، پارکنیگ ها، ایستگاه های خدماتی و حتی زیر جاده ها شارژ می شوند. البته در شرایط اضطرارای با اتصال قطب های مثبت و منفی باتری های خالی شده به شارژرهای بی سیم می توان آنها را مجددا راه اندازی کرد، تا خودرو به مقصد برسد و بتوان باتری آن را عوض کرد. این اتقاقات در دنیای ساخت باطری در حالی شکل گرفته که ایران هنوز بستر لازم براستفاده از خودروهای برقی ندارد و حتی خودروهای هیبریدی نیز با چالش های زیادی مواجه است که بخشی از این مسئله ناشی از نبود فناوری پیشرفته است و بخشی دیگر نیز ضعف نگاه حاکمیتی به صنعت است، چراکه برای خودروهای الکترونیکی هنوز یکپارچگی لازم بین دستگاه های دولتی به وجود نیامده است که هزینه ساخت ایستگاه های برقی و کنتورهای برقی در منازل برای خودروهای برقی چگونه محاسبه شود. بنابراین ایران در استفاده از فناوری در صنعت خودرو همچنان عقب خواهد ماند.

 یکی از مدل های معمول شارژر باطری بی سیم B۲۵BS است که دو مدل آن از ظرفیت ۱۵ یا ۲۵ آمپر برخوردارند. این دستگاه حدود ۲۲۰ گرم وزن دارد و با استفاده از نمایشگر ال سی دی می توانند فرایند شارژ را بر روی آن مشاهده کرد که در سه حالت سریع، متوسط و کند باطری را شارژ می کند و در حال حاضر قیمتی نزدیک به 80 دلار دارد.

320 کیلومتر راندن با 6 دقیقه شارژ

خاطره بد صبح های سرد زمستان را فراموش کنید زمانی که باطری خودرو با استارت های پی درپی هم روشن نمی شد، فناوری به داد راننده ها رسیده و امروز نه تنها فلش باطری های جدید در حال ساخت است که در 6 دقیقه شارژی برای 320 کیلومترحرکت خودرو تامین می کند، به زودی فناوری جدیدتری وارد عرصه می شود که در مسیر حرکت با تبادل انرژی الکترومغناطیسی بین خودرو و جاده، باطری را شارژ می کند.

فلش باتری جدید فناوری های جدیدی هستند که ویژگی های برجسته آنها قابل اشتعال نبوده و داشتن دمای احتراق بالاتری نسبت به گرافیت است، و مقاومت الکتریکی باتری را تا حد زیادی کاهش می دهند. البته باید توجه داشت که نانودات ها بکار رفته در آن از مواد خام ارگانیک و دوستدار محیط زیست تهیه می شوند که به وفور در طبیعت حضور دارند، و به همین دلیل ساخت آنها بسیار ساده و ارزان خواهد بود. به تازگی نیز شرکت استوردات وعده داده که توسعه فلش باتری را با حداکثر توان به پیش می برد و ظرف چند سال آینده این فناوری در خودروهای الکتریکی بکار گرفته خواهد شد.

در حال حاضر خودروهای تسلا با استفاده از این باطری ها 483 کیلومتر طی کرده اند که معادل مسافت طی شده مدل اس با باتری 90 کیلو وات ساعتی است. مدیرعامل این شرکت معتقد است« شارژ سریع حلقه مفقوده صنعت خودروهای الکتریکی است و فناوری های باتری کنونی با زمان شارژ طولانی، باعث شده اند تا استفاده از وسایل حمل و نقل برقی گزینه مناسبی برای کاربردهای مداوم و مستمر نباشد. با این حال هنوز برای قضاوت در مورد تکنولوژی پیشنهادی استوردات کمی زود است و باید منتظر نتایج فلش باتری در دنیای واقعی بود.»

با این حال شرکت توشیبا خود را به عنوان پرچمدار فناوری به کار رفته در تولید باتری ها می بیند و در حال حاضر مشغول تغذیه باتری های میتسوبیشی است و در این فرایند گارانتی 10 ساله و سیستم سوپرشارژ در کمترین زمان ممکن را دنبال می کند. حتی به تازگی این شرکت خبری از نسل بعدی باتری ها بر پایه تیتانیوم-نیوبیوم اکسید آنود داده که به سمت شارژ سوپر سریع رفته، تا براساس آن 320 کیلومتر برد خالص با 6 دقیقه شارژ بدست آورد.

 این فناوری باعث شده که فلز لیتیوم کمتر در معرض آسیب قرار بگیرد. آزمایش این باتری در حالت 90 درصد شارژ کامل و با سیکل شارژ و دشارژ بیش از 5000 بار نشان داده که این باطری می تواند عمری 14 ساله داشته باشد و سیستم شارژ سریع نیز در دمای منفی 10 درجه بر روی آن موفقیت آمیز بوده است، از این رو با توجه به کارایی بالایی که دارد قرار است نسل جدید این فناوری موسوم به SCiBTM  در سال 2019 وارد بازار شود.

باتری های لیتیوم یونی حاوی یک الکترولیت مایع و قابل اشتعال است که در دمای بالای 150 درجه سانتی گراد یا بیشتر اتفاقی برای آن نمی افتد. باتری ها با کوچک ترین تهدیدی به راحتی می توانند به دماهای بالا برسند. برای مثال در تصادف ها به سرعت به دمای بالا می رسند. این مسئله باعث می شود تا فرار حرارتی صورت پذیرد، که باعث آتش سوزی و حتی یک انفجار کوچک در باتری می شود، که در بسته باتری های بزرگ بسیار جدی است. البته باید توجه داشت که باتری های جامد که تویوتا قرار است تا سال 2022 استفاده کند، دچار چنین مشکلی نمی شود، زیرا به جای استفاده از الکترولیت مایع، از مواد پلیمری جامد در آن ها استفاده می شود و به همین دلیل در بسته باتری هیچ چیز قابل اشتعال و فرار وجود ندارد، از این رو براساس گزارش منتشر شده توسط دانشگاه MIT، حتی پس از برخورد با دیوار، احتمال آتش گرفتن آن بسیار کم است.

باطری در خودروهای هیبریدی

در خودروهای هیبریدی نیز یک موتور بنزینی و یک موتور الکتریکی تعبیه شده که باعث می‌شود تا این خودروها با طی مسافت بیشتر، سوخت کمتری مصرف کنند و عملاً صرفه‌جویی توجیه‌پذیری را به دنبال داشته باشند. نحوه شارژ خودروهای هیبریدی نیز در این گروه قرار دارند و همانند خودروهای معمولی است. در بین انواع آن ها خودروهای اتصالی (Plug in) هیبریدی شباهت بیشتری به خودروهای تمام الکتریکی دارند، برای نمونه خودروی شورولت «وُلت» باید با یک باتری الکتریکی شارژ شده و انرژی مورد نیاز را برای حرکت خودرو تامین کند. در واقع نحوه شارژ در این گروه بیشتر تاکید بر انرژی الکتریکی دارد و پس از اتمام شارژ باتری، خودرو از انرژی بنزینی استفاده می‌کند. جالب است بدانید در شارژ خودروهای هیبریدی موتور بنزینی خودرو نقش یک ژنراتور برای شارژ مجدد باتری الکتریکی ایفا می کند. با این حال نیسان لیف یا تسلا مدل اس از مدل های خودروهای تمام الکتریکی تولید می کنند، که در آن ها خبری از موتور بنزینی نیست و نحوه شارژ خودروهای هیبریدیشان کاملاً مستقل است، با این حساب اگر در وسط جاده شارژ باتری خودرو تمام شود، خودرو متوقف می شود، زیرا نحوه شارژ آن ها متفاوت از دیگر خودروهای هیبریدی است.

دردسر باطری های برقی

البته باید توجه داشته باشید که باتری ها شارژی نیز دردسرهای هم دارند و باید همه روزه شارژ تا 100 درصد و دشارژ تا 20 درصد انجام شود تا طول عمرشان افزایش یابد. البته وقتی که از خودرو استفاده می شود باتری ها خود به خود مورد دشارژ می شود. این کار بهره وری باتری در چرخه شارژ و دشارژ را بهتر کرده و از خود دشارژی یا در اصطلاح خوابیدن باتری جلوگیری خواهد کرد.

خودروهای برقی یکی از وسایل نقلیه بسیار مناسب هستند که علاوه بر ارزان بودن در مصرف سوخت انرژی پاکی نیز دارند، اما در رابطه با خودرو های برقی همیشه این موضوع مطرح بوده که این خودروها مدت زمان کمی می توانند روشن بمانند.

یک خودرو برقی به صورت متوسط ۱۶۱ کیلومتر با هر بار شارژ طی کند که با این تفاسیر با خودرو معمولی قابل مقایسه نیست. از این رو محققان دست به تولید باتری های جدیدی زده اند که با استفاده از این باتری ها می توان با هر بار شارژ چیزی حدود ۱۰۰۰ کیلومتر حرکت کرد، زیرا ماشین های برقی یک باتری ندارند، بلکه منبع انرژی این ماشین ها مجموعه ای از باتری ها است که از هزاران سلول باتری تشکیل شده و دیگر خبری از سیم ها واتصالات نیست. همچنین باید توجه کنید که در موقع شارژ بعضی سلول ها به سرعت شارژ می شوند ولی بعضی دیگر با سرعتی کم تر شارژ خواهند شد. وقتی این اتفاق بیفتد . باتری دیگر قادر به نگاه داشتن شارژ کافی نیست و با وصل شدن به مدار به سرعت شروع به خالی شدن می کند.

سولفاته شدن مهم ترین دلیل خرابی و پایین آمدن بهره وری باتری های خودرو است. باتری هایی که از تکنولوژی سرب و اسید استفاده می کند همگی چه کم و چه زیاد درگیر این مشکل خواهند بود. انبار شدن سولفات سرب روی پایانه ها و صفحات باتری باعث می شود فرآیند شارژ شدن و خالی شدن سلول های باتری به خوبی صورت نپذیرد. همچنین وقتی باتری به مدت زیادی در حالت شارژ بماند و چرخه شارژ و خالی شدن روی آن انجام نشود این اتفاق می افتد و می تواند باتری را خراب کند. همچنین وقتی باتری شروع به شارژ بیش از حد مجاز می کند ولتاژ شارژ از حد «تولید گاز» بالا تر می رود. این کار باعث ایجاد گاز هیدروژن اضافی خواهد شد. در این حالت سلول ضعیف تر با سرعت کم تر از سلول های سالم شارژ خواهد شد. بنابر این ولتاژ بالاتر بر اثر شارژ اضافی در بین سلول های سالم ایجاد می شود و ممکن است ولتاژ را از حد تولید گاز بالا تر ببرد.