بررسی جامع تأثیر دما بر عملکرد باتری خودرو
فهرست مطالب:
به گزارش خبرنگار مجله ماشین، باتری‌ها، به عنوان قلب تپنده دستگاه‌های الکترونیکی و خودروهای برقی، نقش حیاتی در زندگی مدرن ایفا می‌کنند. با این حال، عملکرد آن‌ها تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد که یکی از مهم‌ترین آن‌ها، دما است. در این مقاله به بررسی جامع تأثیر منفی دما بر عملکرد انواع باتری‌ها، به ویژه باتری‌های لیتیوم یونی که در خودروهای برقی و دستگاه‌های قابل حمل پرکاربرد هستند، می‌پردازیم.
حادثه برای خودرو برقی ایران خودرو در جاده هراز
به تازگی، خبری مبنی بر خاموش شدن یک خودروی برقی لونا در جاده هراز به دلیل اتمام شارژ در شرایط آب و هوایی نامساعد برفی منتشر شد. این حادثه، بار دیگر نگرانی‌ها در مورد زیرساخت‌های نامناسب و عملکرد خودروهای برقی در شرایط واقعی را افزایش داد. راننده این خودرو گزارش داده که در دمای منفی ۱۲ درجه و بدون دسترسی به آنتن تلفن همراه، با اتمام ناگهانی شارژ مواجه شده و ساعت‌ها در انتظار امداد مانده است. این اتفاق، به وضوح نشان می‌دهد که استفاده از خودروهای برقی در ایران، هنوز با موانع جدی روبرو است.
چرا دما بر عملکرد باتری تأثیر می‌گذارد؟
عملکرد باتری‌ها بر پایه واکنش‌های شیمیایی درون آن‌ها استوار است. دما، سرعت این واکنش‌های شیمیایی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
افزایش دما می‌تواند سرعت واکنش‌های شیمیایی را افزایش دهد، که در نگاه اول ممکن است مفید به نظر برسد. اما افزایش بیش از حد دما می‌تواند منجر به واکنش‌های جانبی ناخواسته، تخریب ساختار باتری، کاهش عمر مفید و حتی خطرات ایمنی مانند آتش‌سوزی یا انفجار شود.
کاهش دما باعث کند شدن واکنش‌های شیمیایی درون باتری می‌شود. این امر منجر به کاهش ظرفیت باتری، کاهش توان خروجی و افزایش مقاومت داخلی آن می‌شود. به عبارت دیگر، در هوای سرد، باتری انرژی کمتری را می‌تواند ذخیره و تحویل دهد.
تأثیر دما بر انواع باتری‌ها
تأثیر دما بر انواع مختلف باتری‌ها متفاوت است، اما به طور کلی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
باتری‌های لیتیوم یونی
این نوع باتری که در خودروهای برقی، تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها و سایر دستگاه‌های قابل حمل استفاده می‌شود، به شدت به دما حساس است. در دماهای پایین، ظرفیت و توان خروجی آن‌ها کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در دمای منفی ۱۰ درجه سانتی‌گراد، ظرفیت باتری لیتیوم یونی ممکن است تا ۳۰ درصد کاهش یابد. در دماهای بالا نیز، طول عمر آن‌ها کاهش یافته و خطر آتش‌سوزی افزایش می‌یابد.
باتری‌های سرب-اسید
این نوع باتری که در خودروهای بنزینی و دیزلی استفاده می‌شود، نیز تحت تأثیر دما قرار می‌گیرد. در دماهای پایین، قدرت استارت زدن خودرو کاهش می‌یابد. در دماهای بالا نیز، خوردگی صفحات باتری تسریع شده و عمر آن کوتاه می‌شود.
باتری‌های نیکل-کادمیوم (Ni-Cd) و نیکل-متال هیدرید (Ni-MH)
این نوع باتری‌ها نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی حساسیت کمتری به دما دارند، اما باز هم عملکرد آن‌ها در دماهای بسیار پایین یا بسیار بالا کاهش می‌یابد.
تأثیر دما بر باتری خودروهای برقی
کاهش عملکرد باتری در هوای سرد، یکی از چالش‌های اصلی خودروهای برقی است. در هوای سرد، نه تنها ظرفیت باتری کاهش می‌یابد، بلکه سیستم گرمایش خودرو نیز انرژی بیشتری مصرف می‌کند که این خود باعث کاهش بیشتر مسافت قابل پیمایش خودرو می‌شود. به همین دلیل، خودروسازان به دنبال راه‌حل‌هایی برای بهبود عملکرد باتری در دماهای پایین هستند، از جمله استفاده از سیستم‌های گرمایش باتری و مواد جدید در ساخت باتری.
راه‌های مقابله با تأثیر منفی دما
باتری‌ها را در محدوده دمایی توصیه شده توسط سازنده نگهداری کنید. در خودروهای برقی، استفاده از سیستم‌های عایق‌بندی حرارتی می‌تواند به حفظ دمای مناسب باتری کمک کند. برخی از خودروهای برقی مجهز به سیستم‌های گرمایش و سرمایش باتری هستند که به حفظ دمای بهینه آن کمک می‌کنند. تحقیقات برای تولید باتری‌هایی با عملکرد بهتر در دماهای مختلف ادامه دارد.
نویسنده: محمدجواد شبیری
