لماذا تموت بطاريات تسلا في البرد؟ | تسلا

منذ ما يقرب من أسبوع، جعلت درجات الحرارة شديدة البرودة من شيكاغو إلى شمال تكساس الحياة مؤلمة لأصحاب السيارات الكهربائية، مع انخفاض نطاق القيادة وساعات الانتظار في محطات الشحن.

في أوك بروك، إلينوي، بالقرب من شيكاغو، يوم الاثنين، عثر مراسلو التلفزيون على سيارات تيسلا التي كانت تنفد من العصير بينما كانت في طوابير طويلة للحصول على المقابس في محطة الشحن الفائق. وصلت درجة الحرارة إلى -9 فهرنهايت (-23 درجة مئوية).

خارج مدينة آن أربور بولاية ميشيغان، تم توصيل سيارات تيسلا بالكهرباء في ست من ثماني محطات شحن يوم الأربعاء بينما كانت الرياح تهب مع درجة حرارة 7 فهرنهايت (-14 درجة مئوية). كان هناك سائق واحد على الأقل على وشك النفاد.

من المعروف أن المركبات الكهربائية تفقد بعضًا من نطاق سفرها في البرد، خاصة في درجات الحرارة تحت الصفر مثل تلك التي ضربت القسم الأوسط من البلاد هذا الأسبوع. وجدت الدراسات أن فقدان النطاق يتراوح من 10٪ إلى 36٪. لا يتم شحن المركبات الكهربائية أيضًا بالسرعة في البرد القارس. وقال بعض أصحاب سيارات تسلا بالقرب من شيكاغو للصحفيين إن سياراتهم لن يتم شحنها على الإطلاق.

يعترف الخبراء بأن الطقس البارد يمكن أن يكون صعبًا بالنسبة للمركبات الكهربائية، لكنهم يقولون إنه مع بعض التخطيط والقليل من التعديل، يجب أن يكون المالكون قادرين على السفر بشكل طبيعي إلى حد كبير.

داخل بطاريات السيارات الكهربائية، تتدفق أيونات الليثيوم عبر محلول إلكتروليت سائل، مما يؤدي إلى إنتاج الكهرباء. لكنها تنتقل بشكل أبطأ عبر الإلكتروليت عندما يبرد ولا تطلق قدرًا كبيرًا من الطاقة. وهذا يقطع النطاق ويمكن أن يستنفد البطارية بشكل أسرع.

ويحدث الشيء نفسه في الاتجاه المعاكس. نظرًا لأن الإلكترونات تتحرك ببطء أكبر، لا يمكن للبطارية قبول نفس القدر من الكهرباء من قابس الشحن. وهذا يبطئ الشحن. المشكلة هي أنه عندما تنخفض درجات الحرارة، يجب أن تكون البطاريات دافئة بدرجة كافية لتتحرك الإلكترونات. ويجب أن تكون أكثر دفئًا في محطات الشحن السريع مثل محطة تيسلا.

قال نيل داسغوبتا، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية وعلوم المواد في جامعة ميشيغان: “إن أي مادة كيميائية تقريبًا تتباطأ عندما تصل إلى درجة حرارة منخفضة”. “هذا مجرد شيء أعطته لنا الطبيعة، وعلينا أن نتعامل مع ذلك.”

في محطة الشحن الفائق في بلدة بيتسفيلد بولاية ميشيغان، جنوب مدينة آن أربور مباشرةً، لم يتبق سوى 7% من شحن البطارية في سيارة تسلا التابعة لشركة أنكيتا بانسال. لقد تم توصيلها بالكهرباء، لكن السيارة لا تستهلك الكهرباء. وبدلاً من ذلك، قالت الشاشة إن البطارية تسخن. وقالت الشاشة إنه بعد أن يصل إلى درجة الحرارة المناسبة، سيستغرق الأمر ساعة و50 دقيقة حتى يتم الشحن بالكامل.

قالت بانسال، وهي طالبة دراسات عليا في جامعة ميشيغان وأرادت الحصول على شحن كامل لأنها لا تملك محطة شحن في المنزل: “لا يزال أمامي طريق طويل لأقطعه”.

وقال بروس ويستليك، رئيس جمعية المركبات الكهربائية في شرق ميشيغان، إن معظم السيارات الكهربائية مبرمجة لتدفئة البطارية إذا أخبر السائق نظام الملاحة في السيارة أن هناك رحلة إلى محطة الشحن قادمة.

وقال ويستليك، الذي يمتلك سيارتين من طراز تيسلا، إن العديد من أولئك الذين يعتقدون أن سياراتهم لن يتم شحنها هم جدد على السيارات الكهربائية ولا يعرفون كيفية “تهيئة” بطارياتهم مسبقًا.

وقال: “إنهم يتعلمون فقط”. “وتسلا ليس جيدًا في شرح بعض الأشياء.” تم ترك رسالة تطلب التعليق من تسلا.

وقال ويستليك إنه في درجات الحرارة شديدة البرودة، قد يستغرق الأمر نصف ساعة لتدفئة البطارية حتى تصبح جاهزة للشحن. وقال إن التهيئة المسبقة للبطارية تكلف بعض المدى، على الرغم من أنها عادة ما تكون بضعة أميال فقط.

لم تكن بانسال، التي امتلكت سيارة تسلا الخاصة بها لمدة أسبوع واحد فقط، على علم بكيفية تهيئة السيارة مسبقًا قبل الشحن، لكنها تعرف الآن.

على بعد بضعة أكشاك منها، كانت سيارة تيسلا موديل 3 الخاصة بكيم بورني تشحن بشكل أبطأ قليلاً مما هي عليه في درجات الحرارة العادية. لقد قادت السيارة لمسافة أبعد مما كانت تعتقد في رحلة إلى طبيب أسنانها في آن أربور صباح الأربعاء وأرادت الاقتراب من الشحن الكامل لبقية رحلات اليوم.

لذلك أخبرت السيارة بأنها ذاهبة إلى محطة الشحن وكانت جاهزة عند وصولها وتوصيلها بالكهرباء.

مثل ويستليك، قال بورني إن سائقي السيارات الكهربائية بحاجة إلى التخطيط للمستقبل، خاصة في الطقس البارد. وقالت إن السيارة ستخبرك بمكان محطات الشحن ومدى المسافة المتبقية لديك. وقالت: “كلما قيادتها أكثر، كلما شعرت براحة أكبر عند معرفة المسافة التي يمكنك قطعها وتكلفة شحنها”. قالت بورني إنها تفقد ما يقرب من 15% إلى 20% من نطاق بطاريتها في الطقس البارد، لكن الأمر يزداد سوءًا بشكل كبير في فترات البرد مثل تلك التي حدثت هذا الأسبوع.

وقال داسجوبتا إنه على المدى القصير، من المرجح أن تتوصل شركات صناعة السيارات إلى طرق أفضل لحماية عمر البطارية وتسخينها للشحن. وهناك كيمياء بطاريات جديدة قيد التطوير تكون أكثر مرونة في الطقس البارد.

على المدى القصير، قال داسجوبتا إنه مع قيام المزيد من المستهلكين العاديين بشراء السيارات الكهربائية، ومع دخول المزيد من شركات صناعة السيارات إلى السوق، فسوف يقومون بتطوير نماذج باستخدام كيمياء أيونات الليثيوم الحالية والمصممة خصيصًا للمناخات الباردة. وقال إنه في بعض الحالات قد يتعين التضحية بالنطاق الإجمالي قليلاً للحصول على أداء أفضل في الطقس البارد.

وقال داسجوبتا إنه يتم استثمار الملايين في تكنولوجيا البطاريات الجديدة التي تعمل بشكل أفضل في البرد والتي ستجد طريقها من التطبيقات العسكرية والفضائية وتحت سطح البحر إلى السيارات الكهربائية.

قال: “يمكنك أن تكون سائق سيارة كهربائية في مناخ الطقس البارد”. “كن متفائلاً ومتحمسًا لما يخبئه المستقبل لأنه سوف يتحسن من هنا.”