كيف تعمل بطاريات السيارات الكهربائية؟

تُعد بطاريات السيارات الكهربائية قلب السيارة الكهربائية (EV)، ولها دور حاسم في تحديد مدى السيارة وأدائها وكفاءتها. تم تصميم هذه البطاريات لتخزين الطاقة الكهربائية وتزويدها إلى المحرك الكهربائي في السيارة. فهم كيفية عمل هذه البطاريات يساعد على تقدير التكنولوجيا وراء السيارات الكهربائية وفوائدها.

تركيبة البطارية والكيمياء

أكثر نوع من البطاريات شيوعًا في السيارات الكهربائية اليوم هو بطارية ليثيوم أيون (Li-ion). يتم تفضيل بطاريات ليثيوم أيون لأنها خفيفة الوزن، ولديها كثافة طاقة عالية، ويمكنها تخزين كمية كبيرة من الطاقة في مساحة صغيرة. داخل البطارية، توجد أقطاب كهربائية (قطب سالب وقطب موجب)، ويتم تخزين الطاقة في شكل أيونات الليثيوم التي تنتقل بين هذين القطبين خلال عمليات الشحن والتفريغ.

عند شحن السيارة الكهربائية، يتدفق التيار الكهربائي إلى البطارية، مما يتسبب في تحرك أيونات الليثيوم من القطب الموجب إلى القطب السالب، حيث يتم تخزينها. تُسمى هذه العملية بالشحن، وهي تزيد من سعة البطارية للطاقة. عندما تكون السيارة قيد التشغيل، تنتقل الأيونات من القطب السالب إلى القطب الموجب، مُطلِقةً طاقتها المخزنة لتوفير الطاقة للمحرك الكهربائي.

الشحن والتفريغ

تستخدم بطاريات السيارات الكهربائية عملية تُسمى الشحن والتفريغ لتخزين وإطلاق الطاقة. أثناء الشحن، يتدفق التيار الكهربائي من مصدر طاقة (عادةً من الشبكة الكهربائية) إلى البطارية. تقوم البطارية بتخزين هذه الطاقة ويمكنها استخدامها لتشغيل المحرك الكهربائي عند تحرك السيارة.

عند استخدام السيارة، يقوم المحرك الكهربائي بسحب الطاقة من البطارية لتدوير العجلات. مع تفريغ البطارية، تتحرك أيونات الليثيوم من القطب السالب إلى القطب الموجب، مُطلِقةً الطاقة المخزنة التي تُشغل المحرك. تستمر عملية التفريغ هذه حتى تحتاج البطارية إلى إعادة شحن.

عمر البطارية والصيانة

يتم قياس عمر البطارية في السيارات الكهربائية عادةً بعدد دورات الشحن. دورة الشحن تشير إلى عملية التفريغ وإعادة شحن البطارية. بمرور الوقت، ومع مرور العديد من الدورات، تبدأ البطارية في فقدان قدرتها على الاحتفاظ بالشحن الكامل، مما يقلل من مدى السيارة. ومع ذلك، تم تصميم بطاريات السيارات الكهربائية الحديثة لتدوم لفترة طويلة، عادةً من 8 إلى 10 سنوات أو أكثر، مع عرض العديد من الشركات المصنعة لضمانات لضمان أن تبقى البطارية فعالة خلال هذه الفترة.

لتحقيق أقصى استفادة من عمر بطارية السيارة الكهربائية، من المهم اتباع عادات شحن جيدة. على سبيل المثال، يُوصى عادةً بتجنب السماح للبطارية بالتفريغ الكامل إلى الصفر أو تركها مشحونة بنسبة 100% لفترات طويلة. بالإضافة إلى ذلك، يساعد الحفاظ على درجة حرارة معتدلة للبطارية (تجنب الحرارة أو البرودة الشديدة) في إطالة عمرها.