باتری خودروهای الکتریکی

یک باتری خودروی الکتریکی (EVB) یا باتری کششی، باتری ای است که به عنوان نیروی لازم برای موتورهای الکتریکی استفاده می‌شود.

باتری های خودرو معمولا قابل شارژ هستند. باتری های کششی در لیفتراک‌ها، چرخ دستی های گلف، موتورسیکلت های الکتریکی، اتومبیل های الکتریکی، کامیون ها و دیگر وسایل الکتریکی استفاده می‌شوند.

باتری های وسایل نقلیه الکتریکی با نسبت توان به وزن ، تراکم انرژی و انرژی خاصه ی خود مشخص می شوند، برای مثال باتری‌های کوچک‌تر و سبک‌تر، وزن وسیله نقلیه را کاهش می دهند و عملکرد آن را بهبود می‌بخشند.

در مقایسه با سوخت های مایع، اکثر باتری‌های مدرن دارای انرژی خاصه‌ی کمتری هستند.

اگرچه که باتری‌های اکسید فلز دارای انرژی خاصه‌ی بالایی می‌باشند.

باتری های قابل شارژ مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی عبارتند از باتری‌های سرب-اسید، نیکل-هیدریدهای فلزی، یون-لیتیوم، و باتری های اکسید روی که کمتر استفاده می‌شوند.

شایع ترین نوع باتری در خودروهای الکتریکی مدرن، باتری های یون-لیتیوم و پلیمر لیتیوم هستند، زیرا تراکم انرژی نسبت به وزن آنها بسیار بالاست.از اواخر دهه ۱۹۹۰، تکنولوژی در باتری‌ها به واسطه نیاز به وسایل الکترونیک قابل حمل، مانند لپ تاپ ها و تلفن های همراه پیشرفت چشم گیری داشته است و بازار خودروهای الکترونیکی از تمام مزایای این باتری‌ها چه در بخش‌ ظاهری و چه در میزان انرژی ایجاد شده، بهره برده است.

همچنین این باتری ها می توانند به صورت روزانه دشارژ و دوباره شارژ شوند و البته درباره‌ی هزینه‌های این باتری‌ها شایان ذکر است که قیمت باتری های الکتریکی از سال ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۴ بیش از ۳۵٪ کاهش یافته است.

پیش بینی شده است که در سال ۲۰۲۰ برای باتری‌های الکتریکی خودرو بیش از ۳۷ میلیارد دلار هزینه خواهد شد.

باتری خودرو های الکتریکی ۱

 انواع باتری‌ها

 سرب-اسید

 باتری های سرب-اسید ارزان ترین و رایج‌ترین باتری های کششی موجود هستند.

دو نوع اصلی از باتری‌های سرب اسید موجود است: باتری‌های روشن کننده موتور و باتری‌های چرخه عمیق.

ژنراتورهای خودرو طراحی شده اند تا باتری های روشن کننده که شارژ زیادی را مصرف می‌کنند را سریعتر شارژ کنند، در حالی که باتری‌های چرخه عمیق که برای وسایل الکتریکی مانند لیفتراک و ماشین های گلف استفاده می شود نیاز به فرآیند شارژ چند مرحله‌ای دارند.

در باتری‌های سرب اسید نباید کمتر از ۵۰٪ از ظرفیت آن تخلیه شود، زیرا این کار عمر باتری را کوتاه می کند.

باتری خودرو های الکتریکی ۲

نیکل-هیبرید متال

باتری های نیکل هیدرید متال در حال حاضر به عنوان تکنولوژی نسبتا کاملی در نظر گرفته می شوند.

اگرچه کارایی این نوع باتری در شارژ و دشارژ ۶۰ تا ۷۰ درصد نسبت به نوع سرب-اسید کمتر است ولی انرژی خاصه‌ی تولیدی آنها بین ۳۰ تا ۸۰ وات بر کیلوگرم است که بسیار بالاتر از انرژی تولیدی باتری‌های سرب-اسید است.

باتری خودرو های الکتریکی ۳

زبرا

 باتری سدیم یا “زبرا” با استفاده از کلروآلومینات سدیم ذوب شده (NaAlCl4) به عنوان الکترولیت ساخته می‌شود.

این حالت شیمیایی همچنین گاهی اوقات به عنوان “نمک داغ” نامگذاری می شود و یک تکنولوژی نسبتا کاملی است که دارای انرژی خاصه‌ی ۱۲۰ وات بر کیلوگرم و مقاومت سری مناسب است.

از آنجا که باتری باید برای استفاده گرم شود، آب و هوای سرد بر روی عملکرد آن به تأثیر چندانی نمی گذارد، به جز این که هزینه های مربوط به گرمایش را افزایش می‌دهد.

یون-لیتیوم 

باتری یون-لیتیوم (و مشابه آنها پلیمرهای لیتیوم) که به طور گسترده ای برای استفاده در لپ تاپ ها و لوازم الکترونیکی مصرفی شناخته شده است، برای جدیدترین گروه وسایل نقلیه الکتریکی در حال توسعه استفاده می‌شود.

باتری های لیتیوم-یون معمولا شامل یک کاتد از اکسید کبالت لیتیوم و یک آند از جنس گرافیت می‌باشند.

باتری خودرو های الکتریکی ۴

هزینه‌ی باتری‌ها

براساس یک مطالعه منتشر شده در فوریه ۲۰۱۶ توسط (Bloomberg New Energy Finance (BNEF، قیمت باتری از سال ۲۰۱۰ به میزان ۶۵ درصد کاهش یافته است و در سال ۲۰۱۵ نیز به تنهایی ۳۵ درصد کاهش قیمت رخ داده است.

BNEF انتظار دارد که هزینه های باتری خودرو الکتریکی تا سال ۲۰۳۰ به میزان قابل توجهی کمتر از ۱۲۰ دلار برای هر کیلووات بر ساعت باشد و بعد از آن نیز در صورتی که ترکیبات شیمیایی جدیدی برای این کار در دسترس قرار گرفت، کاهش می یابد.

تعادل و توازن در باتری‌ها 

در سال ۲۰۱۰، پاول نوربی، استاد باتری اظهار داشت که وی معتقد است باتری‌های لیتیومی باید انرژی خاصه‌ی خود را دو برابر کنند و قیمت را از ۵۰۰ دلار (۲۰۱۰) به ۱۰۰ دلار برای هر کیلووات بر ساعت کاهش دهند تا تاثیری بر اتومبیل های بنزینی داشته باشند.

همچنین وزیر انرژی ایالات متحده ،استیون چو، پیش بینی کرد که هزینه های یک باتری برای حدود مسافت ۴۰ مایل با قیمت ۱۲ دلار در سال ۲۰۰۸، به قیمت ۳٫۶ دلار در سال ۲۰۱۵ می‌رسد و تا سال ۲۰۲۰ به ۱٫۵ دلار کاهش پیدا خواهد کرد.

 توازن در قیمت

 هزینه های مختلف مهم هستند. یک مسئله قیمت خرید و مسئله‌ی دیگر هزینه کل مالکیت است.

از سال ۲۰۱۵، اتومبیل های الکتریکی برای خرید در ابتدا گران‌ می‌باشند، اما هزینه کل مالکیت ممکن است پایین‌تر باشد.

شارژ باتری‌های الکتریکی باید به صورت دوره ای شارژ شوند که اغلب از شبکه برق (در خانه یا با استفاده از نقطه ی شارژ خیابانی)، که به نوبه خود از منابع مختلف داخلی مانند زغال سنگ، برق آبی، هسته ای و… تولید می شود، شارژ می شوند.

همچنین ممکن است از پنل های خورشیدی فتوولتائیک، میکروهیدرو و یا باد استفاده شود که امروزه به علت نگرانی در مورد گرمایش جهانی مورد توجه اند.