مقدمة:
في عصر حماية البيئة والتكنولوجيا اليوم، تزداد شعبية المركبات الكهربائية، وستحل محل المركبات التي تعمل بالوقود التقليدي تمامًا في المستقبل.بطارية ليثيومالبطارية هي جوهر السيارة الكهربائية، فهي توفر الطاقة اللازمة لسيرها. يُعدّ عمر خدمة بطاريات السيارات الكهربائية وسلامتها من أكثر الأمور التي تهمّ مالكي السيارات. ومع ذلك، ترتبط هاتان المسألتان ارتباطًا وثيقًا بطريقة الشحن الصحيحة. تشمل البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية حاليًا بطاريات الليثيوم الثلاثية وبطاريات فوسفات حديد الليثيوم. ما تأثير هاتين الطريقتين على هاتين البطاريتين؟ لنناقش ذلك معًا.

تأثير استهلاك بطاريات الليثيوم الثلاثية ثم شحنها
١. انخفاض السعة: في كل مرة تُستنفد فيها طاقة بطارية الليثيوم الثلاثية ثم تُشحن مرة أخرى، يحدث تفريغ عميق، مما قد يؤدي إلى انخفاض سعتها تدريجيًا، وتقصير وقت الشحن، وانخفاض مدى القيادة. على سبيل المثال، أجرى أحدهم تجربة. بعد تفريغ بطارية الليثيوم الثلاثية بعمق ١٠٠ مرة، تنخفض سعتها بنسبة ٢٠٪ إلى ٣٠٪ مقارنةً بالقيمة الأولية. ويرجع ذلك إلى أن التفريغ العميق يُسبب تلفًا لمادة القطب، وتحلل الإلكتروليت، وترسب معدن الليثيوم، مما يُدمر أداء شحن وتفريغ البطارية، مما يؤدي إلى انخفاض سعتها، وهو ضرر لا رجعة فيه.
2. عمر قصير: سوف يؤدي التفريغ العميق إلى تسريع معدل شيخوخة المواد الداخلية للبطارية الليثيوم الثلاثية، مما يقلل من أداء الشحن والتفريغ للبطارية، ويقلل من عدد دورات الشحن والتفريغ، ويقصر من عمر الخدمة.
3. انخفاض كفاءة الشحن والتفريغ: سيؤدي استهلاك الطاقة ثم الشحن مرة أخرى إلى استقطاب الأقطاب الموجبة والسالبة للبطارية الليثيوم الثلاثية، مما يزيد من المقاومة الداخلية للبطارية، ويقلل من كفاءة الشحن، ويطيل وقت الشحن، ويقلل من سعة البطارية، ويقلل بشكل كبير من كمية الطاقة التي يمكن إخراجها.
4. زيادة مخاطر السلامة: يمكن أن يؤدي التفريغ العميق طويل الأمد إلى تلف الصفائح الداخلية للثلاثيبطارية ليثيومقد تتشوه أو تنكسر، مما يؤدي إلى قصر في الدائرة الكهربائية داخل البطارية وخطر الحريق والانفجار. كما أن التفريغ العميق للبطارية يزيد من مقاومتها الداخلية، ويقلل من كفاءة الشحن، ويزيد من توليد الحرارة أثناء الشحن، مما قد يؤدي بسهولة إلى انتفاخ بطارية الليثيوم الثلاثية وتشوهها، بل وحتى إلى هروب حراري، مما يؤدي في النهاية إلى انفجارها واشتعالها.
بطارية الليثيوم الثلاثية هي أخف بطاريات المركبات الكهربائية وأكثرها كثافةً في الطاقة، وتُستخدم عادةً في المركبات الكهربائية عالية الأداء. ولمنع الآثار السلبية للتفريغ العميق، زُوّدت البطارية بلوحة حماية. يبلغ جهد بطارية الليثيوم الثلاثية المفردة المشحونة بالكامل حوالي 4.2 فولت. وعند تفريغها إلى 2.8 فولت، تقطع لوحة الحماية مصدر الطاقة تلقائيًا لمنع التفريغ الزائد للبطارية.
تأثير الشحن أثناء الاستخدام على بطاريات الليثيوم الثلاثية
ميزة الشحن أثناء الاستخدام هي أن طاقة البطارية تنتمي إلى الشحن والتفريغ السطحي، وتحافظ دائمًا على مستوى طاقة مرتفع لتجنب الآثار السلبية لانخفاض الطاقة على البطارية. بالإضافة إلى ذلك، يُحافظ الشحن والتفريغ السطحي على نشاط أيونات الليثيوم داخل البطارية الثلاثية.بطارية ليثيوميقلل بشكل فعال من سرعة تآكل البطارية، ويضمن استمرارية إنتاج الطاقة أثناء الاستخدام اللاحق، ويطيل عمرها. وأخيرًا، يضمن الشحن أثناء القيادة بقاء البطارية في حالة طاقة كافية دائمًا، ويزيد من مدى القيادة.
تأثير إعادة الشحن بعد الاستخدام على بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم
يُعدّ إعادة الشحن بعد الاستخدام تفريغًا عميقًا، مما يؤثر سلبًا على البنية الداخلية لبطاريات فوسفات الليثيوم والحديد، إذ يُتلف المواد الهيكلية الداخلية للبطارية، ويُسرّع من شيخوخة البطارية، ويزيد من مقاومتها الداخلية، ويُقلل من كفاءة الشحن والتفريغ، ويُطيل مدة الشحن. إضافةً إلى ذلك، بعد التفريغ العميق، يشتد التفاعل الكيميائي للبطارية وترتفع الحرارة بشكل حاد. لا تُبدد الحرارة المتولدة مع مرور الوقت، مما قد يُسبب انتفاخ بطارية فوسفات الليثيوم والحديد وتشوهها بسهولة. وبالتالي، لا يُمكن الاستمرار في استخدام البطارية المنتفخة.
تأثير الشحن أثناء الاستخدام على فوسفات الحديد الليثيوم
وفقًا للشحن والتفريغ العاديين، يمكن شحن وتفريغ بطاريات فوسفات حديد الليثيوم أكثر من 2000 مرة. إذا كان الشحن أثناء الاستخدام يتطلب شحنًا وتفريغًا سطحيين، فيمكن إطالة عمر خدمة بطاريات فوسفات حديد الليثيوم إلى أقصى حد. على سبيل المثال، يمكن شحن وتفريغ بطارية فوسفات حديد الليثيوم من 65% إلى 85% من طاقتها، ويمكن أن يصل عمر دورة الشحن والتفريغ إلى أكثر من 30,000 مرة. لأن التفريغ السطحي يحافظ على حيوية المواد الفعالة داخل بطارية فوسفات حديد الليثيوم، ويقلل من معدل شيخوخة البطارية، ويطيل عمرها إلى أقصى حد.
من عيوب بطارية فوسفات الحديد الليثيوم ضعف تماسكها. قد يُسبب الشحن والتفريغ السطحي المتكرر خطأً كبيرًا في جهد خلاياها. كما أن التراكم طويل الأمد يُؤدي إلى تلف البطارية دفعةً واحدة. باختصار، يوجد خطأ في جهد البطارية بين كل خلية. تتجاوز قيمة الخطأ النطاق الطبيعي، مما يؤثر على أداء البطارية ومسافة قطعها وعمرها الافتراضي.

خاتمة
من خلال التحليل المقارن أعلاه، يتضح أن الضرر الذي يلحق بالبطاريتين نتيجة الشحن بعد نفاد طاقتهما لا رجعة فيه، وهذه الطريقة غير مُوصى بها. الشحن أثناء الاستخدام يُحافظ على البطارية نسبيًا، والتأثير السلبي الناتج عن...بطارية ليثيومحجمها صغير نسبيًا، ولكنها ليست طريقة الشحن الصحيحة. فيما يلي طريقة الشحن الصحيحة لزيادة أمان استخدام البطارية وإطالة عمرها.
1. تجنب التفريغ المفرط: عندما يُظهر عداد طاقة السيارة الكهربائية أن طاقة البطارية متبقية بنسبة 20~30%، بعد استخدام السيارة في الصيف، انتقل إلى مكان الشحن للسماح للبطارية بالتبريد لمدة 30 دقيقة إلى ساعة قبل الشحن، مما قد يتجنب ارتفاع درجة حرارة شحن البطارية، وفي الوقت نفسه تجنب الآثار السلبية للتفريغ العميق على البطارية.
٢. تجنب الشحن الزائد: يتبقى من طاقة البطارية ما بين ٢٠٪ و٣٠٪، ويستغرق الشحن الكامل حوالي ٨ إلى ١٠ ساعات. يُنصح بفصل الطاقة عند وصولها إلى ٩٠٪ وفقًا لشاشة عداد الطاقة، لأن الشحن إلى ١٠٠٪ سيزيد من توليد الحرارة ويزيد من مخاطر السلامة بشكل كبير، لذا يُنصح بفصل الطاقة عند وصولها إلى ٩٠٪ لتجنب الآثار السلبية لهذه العملية على البطارية. يمكن شحن بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم إلى ١٠٠٪، ولكن يجب قطع الطاقة في الوقت المناسب بعد الشحن الكامل لتجنب الشحن الزائد.
طلب عرض الأسعار:
جاكلين:jacqueline@heltec-bms.com/ +86 185 8375 6538
سوكري:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
نانسي:nancy@heltec-bms.com/ +86 184 8223 7713
وقت النشر: ٧ فبراير ٢٠٢٥