هل تنفد البطاريات في بعض سيارات تسلا الحديثة بشكل أسرع من المتوقع؟ انتبه إلى نتائج هذه الدراسة

خلال صيف 2024،دراسةتم نشر التركيز على تدهور بطاريات LFP. حتى الآن لا يوجد شيء غير عادي:دراسات على البطارياتيتم نشرها في كثير من الأحيان. ومع ذلك، فقد تسببت هذه الدراسة في سكب الكثير من الحبر، لأنه من خلال قراءتها بسرعة، قد يعتقد المرء أنها تقدم معلومات جديدة عن هذه الكيمياء المستخدمة على نطاق واسع اليوم.

في الواقع، ليس هناك ما يدعو للقلق، ولكننا سنعود بالتفصيل إلى ما تعلمناه، دون أن ننسى لمحة عامة عنأفكار مسبقة حول بطاريات السيارات الكهربائيةوالتي يمكن جرفها مرة أخرى بفضل البحث العلمي.

يتم استخدام بطاريات LFP بشكل متزايد لأسباب وجيهة

لعدة سنوات،بطاريات LFP (ليثيوم – فر – فوسفات)وهي آخذة في الارتفاع لثلاثة أسباب رئيسية: تكلفتها، وقدرتها على الشحن بشكل متكرر بنسبة 100%، وطول عمرها. ومن أبرز الأمثلة التي يمكن أن نذكرهاتسلا موديل 3وآخرونالموديل Y، والتي تستخدم كيمياء البطارية هذه منذ عام 2021 في الإصدارات المبتدئة – مع تحول الإصدارات الأخرى إلى كيمياء NMC (النيكل – المنغنيز – الكوبالت).

تظل سيارات Teslas هذه هي ما يمكننا اعتباره دائمًاأفضل قيمة مقابل المال في سوق الكهرباء، مع نماذج تنافسية للغاية بحوالي 40 ألف يورو، لكن LFP يفتح أيضًا إمكانية الوصول إلى السيارات الكهربائية "بأسعار معقولة"، مثلسيتروين ë-C3، متاحة بأقل من 20000 يورو خصمًا للمكافأة البيئية.

لقد قمنا بالفعل بتفصيل كيمياء البطارية المختلفة في هذا الملف، ولن نفعل ذلك مرة أخرى هنا. فقط ضع في اعتبارك ذلكلا تحتوي بطاريات LFP على الكوبالتوهي اليوم أقل تكلفة من المواد الكيميائية الأخرى. تظل الحقيقة أنها ليست مثالية أيضًا، وأن كثافة الطاقة الخاصة بها (كمية الطاقة القابلة للتخزين في حجم معين) تظل متأخرة مقارنة بـ NMC؛ على وجه التحديد، ستكون بطارية LFP أكبر وأثقل من بطارية NMC بنفس السعة. ومن هنا جاء اختيار LFP بشكل عام للبطاريات "الصغيرة".

ماذا تخبرنا الدراسة التي أجريت في صيف 2024؟

بعنوان "نطاق عمل خلايا فوسفات حديد الليثيوم / الجرافيت يؤثر على عمرها الافتراضي" (تؤثر نافذة تشغيل خلايا فوسفات حديد الليثيوم / الجرافيت على مدى حياتهاباللغة الإنجليزية)، وبالتالي تكشف الدراسة عن خلاصتها في العنوان: حتى لو كانت هذه بطاريات LFP،الطريقة التي تشحن بها سيكون لها تأثير على التدهور.

للتذكير، إذا نظرنا إلى السيارات الأكثر مبيعًا في العالم العام الماضي (Tesla Model Y Propulsion)، نجد في تطبيق الهاتف المحمول تعليمات إعادة الشحن إلى 100% مرة واحدة في الأسبوع، مع ترك حد الشحن 100%.

لكن في استنتاجات الدراسة نجد الملاحظة التالية:

تظهر نتائجنا وجود علاقة بين متوسط ​​حالة الشحن للبطارية ومعدل فقدان السعة، مما يعني أنه كلما انخفض متوسط ​​حالة الشحن، زاد عمر البطارية.

إنيكو س. زولدوس وآخرون 2024 جي إلكتروتشيم. شركة نفط الجنوب. 171080527

بمعنى آخر، للحفاظ على البطارية في حالة جيدة لأطول فترة ممكنة، يجب عليك تجنب استخدام أعلى نطاقات مستوى البطارية (75% – 100%).

وإذا نظرنا عن كثب إلى المنهجية المستخدمة في هذه الدراسة، نلاحظ أن الاختبارات تتم على إجمالي 1400 دورة بطارية، أي لسيارة قادرة على قطع مسافة 300 كيلومتر ببطاريتها، أي ما يعادل 420 ألف كيلومتر تقريباً. للتذكير، الدورة تتوافق مع استخدام البطارية بنسبة 100%، والتي يمكن أن تكون دفعة واحدة (من 100% إلى 0%)، أو عدة مرات (4 مرات من 100% إلى 75%، أو مرتين من 60% إلى 10%، الخ).

في نهاية هذه الدورات، تتم مقارنة ملفات الشحن والتفريغ المختلفة:

• دورات في النطاق 0% – 25%
• دورات في النطاق 0% – 60%
• دورات في النطاق 0% – 80%
• دورات في النطاق 0% – 100%
• دورات في نطاق 75% – 100%

في النهاية، يتم قياس تدهور الخلايا، وتظهر النتائج أنه أكبر بالنسبة للخلايا التي أكملت دوراتها الـ 1400 فقط في نطاق 75% - 100%.

بمجرد استيعاب نتائج الدراسة، كيف يمكنك تجنب إتلاف البطارية بشكل مفرط؟ أولاً، من المهم أن نفهم ما نتعلمه: استخدام نطاق البطارية 75% - 100% فقط سيؤدي إلى تدهور الخلايا بشكل أكبر مما لو انخفض مستوى البطارية.

في الواقع، تظهر الدراسة ذلكالنطاق الذي يتحلل الخلايا على الأقل هو النطاق 0% - 25%. لذلك، قد تميل إلى إيقاف الشحن بنسبة 25%، والقيادة فقط تحت هذا الحد إذا كنت لا تحتاج إلى الكثير من البطارية بشكل يومي. بعد كل شيء، إنه أمر ممكن التنفيذ، لكنه رهان آمن على أن الراحة وراحة البال المتمثلة في امتلاك بطارية أكبر بكثير تهمك أكثر من صحتها النظرية على مدى أكثر من 400000 كيلومتر.

على مدى 1400 دورة، في أفضل الأحوال، يصل التدهور إلى 5% بينما لا يتجاوز أبدًا 25% من البطارية. تجتاح النطاق بأكمله من 0 إلى 100٪ من البطارية، ويصل التدهور إلى 9٪. في النطاق الشهير الذي يتراوح من 75% إلى 100% فقط، لوحظ تدهور بنسبة 14%.

بشكل أكثر وضوحًا، إذا كنت لا تزال تتخيل بطارية سيارة كهربائية تسير مسافة 300 كيلومتر في كل دورة، بعد 420 ألف كيلومتر، مع اتباع أسوأ عادات الشحن الممكنة، يمكن أن يصل التدهور إلى 42 كيلومترًا من الاستقلالية: وهذا يعني أنك لن تكون قادرًا على السفر إلا "فقط" 258 كيلومترًا إذا قطعت 300 كيلومترًا بالبطارية الجديدة.

في أفضل السيناريوهات، ستفقد فقط 15 كيلومترًا من المدى، وبشكل أكثر واقعية، ستفقد حوالي 27 كيلومترًا بعد قطع 420 ألف كيلومتر. ومع ذلك، هل من الضروري أن تكون هناك سياسة صارمة لإعادة الشحن لتوفير 12 كيلومترًا من القيادة الذاتية، أي ما يعادل حوالي 40 عامًا من القيادة لشخص فرنسي عادي؟ ربما لا.

هل يجب عليك التوقف عن شحن بطارية LFP إلى 100%؟

بالنسبة لبطاريات NMC، تتمثل الممارسة الجيدة في الحد من الشحن إلى 80% قدر الإمكان، والحفاظ على الشحن عند 100% فقط للرحلات الطويلة حيث يكون من الضروري الوصول بأمان. من الممكن أن تكون هناك نفس السياسة فيما يتعلق ببطاريات LFP لتحسين عمرها الافتراضي بالطبع.

للذهاب أبعد من ذلك
لماذا تحتاج بعض السيارات الكهربائية إلى الشحن حتى 80% والبعض الآخر إلى 100%

ومع ذلك، على سبيل المثال، إذا نصحت شركة Tesla بشحن بطاريات LFP الخاصة بها مرة واحدة في الأسبوع بنسبة 100%، فهذا ليس عبثًا. يحتاج نظام إدارة البطارية إلى إعادة المعايرة بشكل متكرر لهذا النوع من البطاريات مقارنة بالبطاريات الأخرى. وبالتالي، ستكون نسبة 100% مرادفة لبطارية مشحونة بنسبة 100%، و0% لبطارية فارغة. إذا تمت معايرة بطارية LFP بشكل سيئ، فقد تصل إلى 5% وستحصل على مفاجأة سيئة عندما تجد نفسك متوقفًا تمامًا. ستعمل المعايرة (من خلال إعادة الشحن الكاملة) على إعادة النظام إلى وضعه الصحيح.

لذلك، هناك وسيلة سعيدة يمكن العثور عليها، والتي لا تزال تسمح باحترام تعليمات الشحن بنسبة 100% على أساس أسبوعي. على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم فقط ما بين 10 و15% من بطاريتك كل يوم، فليست هناك حاجة لتوصيلها كل يوم للعثور عليها بنسبة 100% كل صباح: خطط لشحنها مرة واحدة فقط خلال الأسبوع، وحينها ستكون قادرة على استخدام السيارة طوال الأسبوع لتغطي نطاق البطارية بالكامل من 0 إلى 100%.

وبالمثل، إذا كنت تستخدم بطارية بنسبة 25%، فإن الشحن كل 3 أيام سيكون أقل تدهورًا من الناحية النظرية من توصيلها كل يوم عند الوصول إلى 100%. على أية حال، ضع في اعتبارك ذلكمن المحتمل أن يتم احتساب الفرق من حيث الاستقلالية المفقودة أو المحتفظ بها طوال عمر سيارتك بحوالي عشرة كيلومترات على الأكثر.

ليس لدى Tesla - مثل أي مصنع آخر - أي اهتمام خاص بإعطائك عادات الشحن التي من شأنها أن تؤدي إلى تدهور البطاريات بشكل مفرط. في الواقع، مع ضمان البطارية لمدة 8 سنوات و160 ألف كيلومتر، فإن السلوك الضار قد يؤدي إلى إجبارهم على استبدال البطاريات المعيبة. وإذا كان هناك العديد من الإجراءات التي لا يرغب المصنعون في القيام بها بأعداد كبيرة، فهي هذه.

وأخيرًا، دعونا نتذكر مرة أخرى أن البطاريات الموجودة في سياراتنا الكهربائية تدوم بمرور الوقت. تتواصل تسلامتوسط ​​خسارة 15% من القدرة الأولية بعد أكثر من 200 ألف ميل(البيئة322.000 كيلومتر) من الاستخدام، في حين قدرت دراسة أمريكية حديثة ذلك فقط2.5% من بطاريات السيارات الكهربائية متداولةكان لا بد من استبداله.