مقدمة:
شحن لمدة 5 دقائق بمدى يصل إلى 400 كيلومتر! في 17 مارس، أطلقت شركة BYD نظام "الشحن السريع بالميغاواط"، والذي سيمكن السيارات الكهربائية من الشحن بنفس سرعة إعادة التزود بالوقود.
مع ذلك، يبدو أن شركة BYD قد وصلت إلى أقصى إمكانيات بطاريتها من فوسفات الحديد الليثيوم لتحقيق هدف "توفير النفط والكهرباء بنفس السرعة". فعلى الرغم من أن كثافة الطاقة لمادة فوسفات الحديد الليثيوم تقترب من حدها النظري، إلا أن BYD لا تزال تدفع بتصميم منتجاتها وتحسين تقنياتها إلى أقصى الحدود.
العب بأقصى درجات الإثارة! فوسفات الحديد الليثيوم 10C
أولاً، وفقًا للمعلومات التي تم إصدارها في المؤتمر الصحفي لشركة BYD، فإن تقنية الشحن السريع لشركة BYD تستخدم منتجًا يسمى "بطارية شفرة الشحن السريع"، وهو نوع من بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم.
هذا لا يكسر هيمنة بطاريات الليثيوم عالية المعدل مثل بطاريات النيكل الثلاثية عالية المعدل في سوق الشحن السريع فحسب، بل يسمح أيضًا لشركة BYD بدفع أداء فوسفات حديد الليثيوم إلى أقصى حد مرة أخرى، مما يسمح لشركة BYD بمواصلة قيمتها السوقية في المسار التكنولوجي لبطاريات فوسفات حديد الليثيوم.
بحسب البيانات الصادرة عن شركة BYD، فقد حققت الشركة قدرة شحن قصوى تبلغ 1 ميغاواط (1000 كيلوواط) لبعض طرازاتها مثل Han L وTang L، ويمكن لشحن سريع لمدة 5 دقائق أن يضيف مدى يصل إلى 400 كيلومتر. وقد وصلت سرعة شحن بطاريتها بتقنية الشحن السريع إلى 10C.
ما هو هذا المفهوم؟ من الناحية العلمية، من المسلّم به حاليًا في هذا المجال أن كثافة الطاقة لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم تقترب من الحد النظري. عادةً، ولضمان كثافة طاقة أعلى، يضحي المصنّعون بجزء من أداء الشحن والتفريغ. عمومًا، يُعتبر معدل التفريغ الأمثل لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم هو 3-5C.
ومع ذلك، فقد قامت شركة BYD هذه المرة بزيادة معدل تفريغ فوسفات الحديد الليثيوم إلى 10C، وهو ما يعني ليس فقط أن التيار قد تضاعف تقريبًا، ولكن يعني أيضًا أن المقاومة الداخلية وصعوبة الإدارة الحرارية قد تضاعفتا.
تدعي شركة BYD أنه على أساس الشفرة، تعمل "بطارية الشحن السريع" من BYD على تحسين بنية قطب بطارية الشفرة، مما يقلل من مقاومة انتقال أيونات الليثيوم بنسبة 50٪، وبالتالي تحقيق معدل شحن يزيد عن 10C لأول مرة.
تستخدم BYD في مادة القطب الموجب مواد فوسفات حديد الليثيوم من الجيل الرابع عالية النقاء والضغط والكثافة، بالإضافة إلى عمليات تكسير نانوية، وإضافات خاصة، وعمليات تكليس بدرجة حرارة عالية. يؤدي التركيب البلوري الداخلي الأكثر دقة ومسار الانتشار الأقصر لأيونات الليثيوم إلى زيادة معدل انتقالها، مما يقلل المقاومة الداخلية للبطارية ويحسن أداء معدل التفريغ.
بالإضافة إلى ذلك، فيما يتعلق باختيار الأقطاب السالبة والإلكتروليتات، من الضروري اختيار الأفضل من بين الأفضل. كما أصبح استخدام الجرافيت الاصطناعي ذي المساحة السطحية النوعية العالية وإضافة إلكتروليتات أكسيد البولي إيثيلين (PEO) عالية الأداء من الشروط الأساسية لدعم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ذات معدل الشحن والتفريغ 10C.
باختصار، لا تدخر BYD جهداً لتحقيق قفزات نوعية في الأداء. فقد وصل سعر سيارة BYD Han L الكهربائية المزودة ببطارية "شحن سريع" خلال المؤتمر الصحفي إلى ما بين 270,000 و350,000 يوان، أي بزيادة تقارب 70,000 يوان عن سعر نسخة القيادة الذكية الكهربائية لعام 2025 (طراز Honor بمدى 701 كيلومتر).
ما هو العمر الافتراضي لبطاريات الشحن السريع ومدى أمانها؟
بالطبع، لا يُمثل ارتفاع سعر المنتجات عالية التقنية مشكلة. فالجميع لا يزال مهتمًا بجودة المنتج وسلامته. وفي هذا الصدد، صرّح ليان يوبو، نائب الرئيس التنفيذي لمجموعة BYD، بأن بطاريات الشحن السريع تتمتع بعمر افتراضي طويل حتى عند شحنها بمعدلات فائقة السرعة، مع زيادة في عمر دورة البطارية بنسبة 35%.
يمكن القول إن إجابة BYD هذه المرة عادلة تمامًا ومليئة بالمهارات، على الأقل أنها لا تنكر تأثير الشحن الزائد على عمر البطارية.
لأن الشحن والتفريغ السريعين، من حيث المبدأ، يُحدثان آثارًا لا رجعة فيها على بنية البطارية. فكلما زادت سرعة الشحن والتفريغ، زاد تأثير ذلك على عمر البطارية. أما بالنسبة للشحن الفائق، فإن الاستخدام طويل الأمد غالبًا ما يُقلل عمر البطارية بنسبة تتراوح بين 20% و30%. لذلك، يُوصي معظم المصنّعين بالشحن الزائد كخيار شحن طارئ.
قد يلجأ بعض المصنّعين إلى الشحن الزائد بهدف تحسين عمر البطارية. ويُعوّض المصنّع انخفاض عمر البطارية الناتج عن الشحن الزائد بزيادة عمرها، مما يسمح للمنتج ككل بالحفاظ على أداء شحن وتفريغ جيد طوال عمره الافتراضي المتوقع.
بالإضافة إلى ذلك، ولتحقيق "الشحن السريع"، قامت شركة BYD أيضًا بتنفيذ سلسلة من ترقيات النظام لمعالجة أوجه القصور في بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ونظام إمداد الطاقة بأكمله.
لتعويض قصور أداء بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم في درجات الحرارة المنخفضة، يقدم نظام الشحن السريع من BYD جهاز تسخين نبضي للحفاظ على سرعة شحن وتفريغ البطارية من خلال التسخين الذاتي في البيئات الباردة. في الوقت نفسه، ولمعالجة ارتفاع درجة حرارة البطارية الناتج عن الشحن والتفريغ عاليي الطاقة، تم دمج حجرة البطارية بنظام تبريد سائل مركب للتحكم في درجة الحرارة، والذي يسحب حرارة البطارية مباشرةً عبر سائل التبريد.
من حيث أداء السلامة، أثبت فوسفات الحديد الليثيوم مرة أخرى جدارته. فبحسب شركة BYD، اجتازت بطاريتها ذات الشحن السريع اختبار السحق بقوة 1200 طن واختبار التصادم بسرعة 70 كم/ساعة بنجاح. ويُعدّ التركيب الكيميائي المستقر وخصائص مقاومة اللهب لفوسفات الحديد الليثيوم الضمانة الأساسية لسلامة المركبات الكهربائية.
مواجهة اختناق في الشحن
ربما لا يمتلك معظم الناس مفهوماً عن مستوى الطاقة بالميغاواط، ولكن من المهم أن نفهم أن الميغاواط الواحد قد يكون طاقة مصنع متوسط الحجم، أو القدرة المركبة لمحطة طاقة شمسية صغيرة، أو استهلاك الكهرباء لمجتمع مكون من ألف شخص.
نعم، سمعتم ذلك صحيحاً. طاقة شحن السيارة تعادل طاقة مصنع أو منطقة سكنية. ومحطة الشحن السريع تعادل استهلاك الكهرباء لنصف شارع. هذا الحجم الهائل من استهلاك الكهرباء سيشكل تحدياً كبيراً لشبكة الكهرباء الحضرية الحالية.
لا يكمن الإشكال في نقص التمويل اللازم لبناء محطات الشحن، بل في ضرورة تجديد شبكة الكهرباء في المدينة بأكملها، بما في ذلك الشوارع، لبناء محطات شحن فائقة السرعة. وكما هو الحال مع إعداد الزلابية خصيصًا لطبق الخل، يتطلب هذا المشروع جهدًا كبيرًا. وبالنظر إلى إمكانياتها الحالية، تخطط شركة BYD لبناء أكثر من 4000 محطة شحن فائقة السرعة (ميغاواط) على مستوى البلاد في المستقبل.
إن 4000 محطة شحن سريع بقدرة ميغاواط ليست كافية في الواقع. إن الشحن السريع للبطاريات والسيارات ليس سوى الخطوة الأولى نحو تحقيق "الوصول إلى نفس سرعة إنتاج النفط والكهرباء".
مع التطورات الكبيرة في تكنولوجيا السيارات الكهربائية والبطاريات، بدأت المشكلة الحقيقية تتحول إلى بناء محطات توليد الطاقة وشبكاتها. وقد تواجه كل من شركتي BYD وCATL، بالإضافة إلى شركات أخرى في مجال البطاريات والسيارات الكهربائية في الصين، فرصًا سوقية أكبر في هذا الصدد.
طلب عرض أسعار:
جاكلين:jacqueline@heltec-energy.com/ +86 185 8375 6538
سكري:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
نانسي:nancy@heltec-energy.com/ +86 184 8223 7713
تاريخ النشر: 20 مارس 2025