تقنية أمريكية تزيد سرعة شحن السيارات الكهربائية 500%

على مدار الساعة – رفيدا خالد

طور مهندسو جامعة ميشيغان عملية تصنيع معدلة لبطاريات السيارات الكهربائية ، وقد حسناً بشكل كبير من سرعة الشحن في الطقس البارد.

يتم التعامل مع هذا الابتكار لإحدى الشواغل المتعلقة بتبني السيارات الكهربائية ، والتي تكمن في كفاءة منخفضة في درجات الحرارة المنخفضة ، وفقًا لـ “Intering Enging”.

وقال نيل داسجبا ، أستاذ مشارك في الهندسة الميكانيكية والهندسة في جامعة ميشيغان: “نتوقع أن يكون هذا النهج خيارًا يمكن لمصنعي بطاريات السيارات الكهربائية تبنيه دون الحاجة إلى تغييرات كبيرة في المصانع الحالية”.

تحدد الدراسة مسارًا جديدًا لتحقيق شحن عالي السرعة في درجات حرارة منخفضة دون المساس بكثافة الطاقة.

يمكن أن تشحن بطاريات ليثيوم أيون ، والتي تستخدم هذه الطريقة ، أسرع بنسبة 500 ٪ حتى في درجات حرارة منخفضة من -10 درجة مئوية.

يكمن التحسن الرئيسي في التعديل الهيكلي والطلاء الذي يمنع تراكم الليثيوم على الأقطاب ، وهي مشكلة شائعة تضعف أداء البطارية.

نتيجة لذلك ، تحتفظ هذه البطاريات بنسبة 97 ٪ من قدرتها بعد 100 قائمة بشحن سريع في درجات حرارة دون صفر.

يتم تخزين بطاريات السيارات الكهربائية القياسية وإطلاقها عن طريق نقل أيونات الليثيوم بين الأقطاب الكهربائية من خلال محلول كهربائي سائل.

ومع ذلك ، في درجات الحرارة الباردة ، تتباطأ هذه الحركة ، مما يقلل من كفاءة البطارية وسرعة الشحن.

لزيادة نطاق الشحن ، جعلت الشركات المصنعة للسيارات أعمدة البطاريات أكثر سمكا ، ولكن هذا يبطئ أيضًا عملية الشحن.

في السابق ، قام فريق Dasgoba بتطوير تقنية لتحسين سرعة الشحن من خلال إنشاء 40 وشن M في القطب الإيجابي.

باستخدام حفر الليزر ، سمحوا للليثيوم بالتحرك بحرية أكبر ، مما أدى إلى تحسين الشحن في درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك ، كان الشحن البارد يمثل تحديًا.

اكتشف الفريق أن طبقة كيميائية تتشكل على سطح القطب في الظروف الباردة هي السبب ، مما يجعل تحدي الشحن البارد.

وقال مانوج جانجيد ، الباحث الرئيسي في الهندسة الميكانيكية والمؤلف المشترك للدراسة: “يمنع هذا الطلاء القطب من أن يكون مشحونة بالكامل ، مما يقلل مرة أخرى من سعة البطارية”.

لحل هذه المشكلة ، استخدم الباحثون طلاء زجاجي ذو طراز من 20 نانومًا مصنوعًا من كربونات الليثيوم.

هذا يمنع تكوين الطبقة السطحية المتشكل ، وعندما يقترن مع قنوات الليزر ، أدى ذلك إلى شحن أسرع بنسبة 500 ٪ في درجات الحرارة المجمدة.

وقال تاي تشو ، الذي حصل على درجة الدكتوراه في الهندسة الميكانيكية والمؤلف الرئيسي للدراسة: “من خلال التآزر بين الواجهة الثلاثة الأبعاد والاصطناعية ، يمكن في نفس الوقت معالجة المعضلة الثلاثية المتمثلة في الشحن السريع في درجات حرارة منخفضة لقيادة الطول”.

مع زيادة شعبية السيارات الكهربائية ، لا يزال المستهلكون موجودين ، وكشف مسح حديث أجرته جمعية السيارات الأمريكية (AAA) أن النسبة المئوية للبالغين الأميركيين الذين من المحتمل أن يشتروا سيارة كهربائية انخفضت من 23 ٪ في 2023 إلى 18 ٪ في عام 2024.

واحدة من أكبر المخاوف هي كيف انخفض نطاق السيارات الكهربائية في فصل الشتاء ، المرتبطة بسرعات شحن أبطأ. أبرزت التقارير الصادرة عن الموجة الباردة في يناير 2024 أن أوقات السيارات لبعض السيارات امتدت أكثر من ساعة ، بسبب درجات الحرارة المجمدة.