8 دقیقه
شارژ در چند دقیقه؛ پیشرفت جدید شارژ فوقسریع Nyobolt
شرکت نیوبولت (Nyobolt)، توسعهدهنده باتریهای بریتانیایی، با شارژ نمونه اولیه یک خودروی اسپرت برقی از ۱۰٪ تا ۸۰٪ تنها در ۴ دقیقه و ۳۷ ثانیه، دنیای خودرو را شگفتزده کرده است. حس رانندگی در جاده نیز جالب بود: سه دقیقه پس از اتصال به شارژر، بستهای که در ۳۰٪ قرار داشت، به بیش از ۸۰٪ رسید؛ تجربهای که عمل شارژ را تا حدی فوری جلوه داد و با توقف سوختگیری بنزینی قابل مقایسه بود. این رویداد توجه گستردهای در رسانههای خودرو، مهندسی برق و جامعه شارژ سریع EV جلب کرده است.
چه چیزی این امکان را فراهم میکند؟
در قلب این دموی آزمایشی یک بسته باتری ۳۵ کیلوواتساعتی قرار دارد که قادر است توان پیک ۳۵۰ کیلووات را بپذیرد و در حدود نرخ شارژ ۱۰C کار کند. برای درک بهتر، نرخ C نشان میدهد باتری نسبت به ظرفیتش با چه سرعتی شارژ میشود: نرخ 1C باتری را در یک ساعت پر میکند، در حالی که نرخ 10C هدفگذاری میکند تا در حدود شش دقیقه شارژ کامل انجام شود. در شرایط واقعی، خودروهای برقی متداول با شارژ سریع—برای مثال هیوندای ایونیک 5—بهطور عملی در حدود 3C عمل میکنند؛ بنابراین ارقام گزارششده توسط Nyobolt نشاندهنده جهش قابلتوجهی در قابلیت شارژ است.
در عمل، رسیدن به نرخهای بالای C فراتر از خود سلولها است و شامل سیستم مدیریتی باتری (BMS)، الکترونیک قدرت، کابلها، کانکتورها و مدیریت حرارتی بسته میشود. Nyobolt میگوید تمرکز روی کاهش مقاومت داخلی سلول در سطح مواد آند و طراحی معماری سلولی باعث شده جریانهای بالا تولید حرارت کمتری کنند و به همین دلیل نیاز به سیستمهای خنککننده سنگین کاهش یابد. این رویکرد نه تنها به افزایش سرعت شارژ کمک میکند، بلکه در طراحی بسته باتریِ جمعوجور و سبک نیز مؤثر است که برای خودروهای اسپرت حیاتی است.
طراحی، عملکرد و «جادوی» سلولهای باتری
خودروی رودستر مورد آزمایش، با خطوط طراحی یادآور لوتوس الیز و طراحیشده در استودیوی ایان کالام، خروجی ۴۷۰ اسببخار دارد و شتاب صفر تا ۱۰۰ کیلومتر در ساعت آن زیر چهار ثانیه گزارش شده است. اما نوآوری واقعی درون سلولها رخ میدهد: ماده آند جدید و معماری سیستماتیک سلولی مقاومت داخلی را بهطور چشمگیری کاهش دادهاند. مقاومت داخلی پایین به معنای تولید حرارت کمتر است که نیاز به سیستمهای پیچیده و سنگین مدیریت حرارتی را از بین میبرد—موضوعی حیاتی برای حفظ وزن پایین و پایداری دینامیکی خودرو.
کاهش مقاومت داخلی معمولاً با انتخاب مواد آند و فرآیند ساخت بهتر، افزایش سطح تماس فعال و طراحی الکترودها محقق میشود. همچنین طراحی سلولی که مسیرهای یونی و الکترونی را بهینه کند، جریانهای بالاتر را با افت ولتاژ کمتر مجاز میدارد. ترکیب این عوامل با کنترل دقیق دما و نرمافزار BMS میتواند پایانههای جریان بالا را بدون ایجاد خرابی یا لاستسعد کوتاهمدت ممکن سازد.
از منظر مهندسی خودرو، این امکان پدید میآورد که سازندگان بهجای اتکا به بستههای سنگین و پرظرفیت برای بهدست آوردن برد طولانی، از بستههای کوچکتر و سبکتر با شارژ فوقسریع استفاده کنند؛ رویکردی که باعث بهبود هندلینگ، توزیع وزن بهتر و تجربه رانندگی اسپرتتر خواهد شد. بنابراین ترکیب شارژ سریع و طراحی باتری کمحجم میتواند تعادل بین برد عملی، وزن و عملکرد را بازتعریف کند.
نکات برجسته:
- باتری ۳۵ کیلوواتساعتی با قابلیت پذیرش شارژ تا ۳۵۰ کیلووات
- نرخ شارژ تقریباً ۱۰C
- ۴۷۰ اسببخار، شتاب ۰–۱۰۰ کیلومتر/ساعت در کمتر از <4s
- وزن خودرو: 1,246 کیلوگرم
دوام و پایداری در دنیای واقعی
علاوه بر سرعت شارژ، نیوبولت گزارش میدهد که چرخه عمر سلولی استثنایی هم ارائه میدهد: بیش از ۴۰۰۰ چرخه شارژ سریع با حفظ بیش از ۸۰٪ ظرفیت—رقمی معادل تقریباً ۹۶۰,۰۰۰ کیلومتر رانندگی. اگر این ارقام در شرایط واقعی و برای بستههای نصب شده در خودروها تأیید شوند، مرزی تازه در برابر باتریهای لیتیوم-یون معمول خواهد بود که اغلب پس از حدود ۱۰۰۰ چرخه تحلیل قابلتوجهی نشان میدهند.
مکانیزمهای کاهش سرعت дегراسیون در نرخهای بالای C ممکن است شامل ترکیبات آند مقاومتر در برابر دپلِتینگ، الکترولیتهای تثبیتشده، پوششهای سطحی محافظ و طراحی سلولی که از تشکیل لایههای نامطلوب روی الکترود جلوگیری کند، باشد. همچنین، کاهش تولید گرما و توزیع حرارت یکنواخت موجب کاهش تنشهای حرارتی و مکانیکی در داخل سلول میشود که در نهایت به دوام بیشتر منجر میگردد.
در عمل، پایش و مدیریت هوشمند شارژ توسط BMS، محدود کردن شارژ بالایپیک به سطوح لازم و اجرای استراتژیهای شارژ تطبیقی بر اساس دما و وضعیت سلول، نقش کلیدی در تضمین عمر مفید باتری دارد. شرکتها معمولاً ترکیبی از آزمونهای شبیهسازی و آزمایشهای میدان را برای اعتبارسنجی ادعاهای عمر چرخه به کار میبرند.
زمانبندی بازار و پیامدها
در حال حاضر این فناوری پیشرفته در روباتهای انبار توسط شرکتهایی مانند Symbotic به کار گرفته شده است. نیوبولت انتظار دارد پذیرش این فناوری در خودروهای سواری در حدود سالهای ۲۰۲۸–۲۰۲۹ رخ دهد و گزارشها حاکی از آن است که این شرکت با هشت خودروساز بزرگ برای صدور مجوز فناوری در حال مذاکره است. همچنین نیوبولت در حال بررسی تولید محدود نزدیک به ۵۰ دستگاه خودروی اسپرت بهصورت همکاری با یک سازنده OEM برای اعتبارسنجی تجاری پلتفرم است.
اهمیت این موضوع فراتر از سرعت است: ترکیب ظرفیت باتریِ کوچکتر با شارژ فوقسریع میتواند طراحی خودروهای برقی را متحول کند. بستههای باتری سبکتر و فشردهتر باعث میشوند خودروهای اسپرت برقی همان چابکی و لذت رانندگی که علاقهمندان از مدلهای بنزینی انتظار دارند، فراهم آورند—بیآنکه لازم باشد با قربانی کردن برد یا زمان شارژ معمولی مواجه شوند.
با این حال، تکامل شبکه شارژ عمومی برای پشتیبانی از سطوح توان بسیار بالا (مایجاً شارژهای مگاوات یا صدها کیلووات) ضروری است تا وعدههای شارژ در چند دقیقه تحقق یابد. مسائل مربوط به استانداردها (مثل CCS)، کابلها و کانکتورهای با ظرفیت بالا، مدیریت توزیع برق در ایستگاههای شارژ و هزینههای زیرساخت از چالشهای مهمی هستند که باید حل شوند.
تحلیلگران صنعتی میگویند: «افق شارژ یک خودروی برقی تا سطوح کاربردی در چند دقیقه بهجای چند ساعت، نحوه تفکر ما درباره برد و زیرساخت را تغییر میدهد.» اما این تغییر مشروط به آن است که شبکههای عمومی شارژ سریع از سطوح توان بسیار بالا پشتیبانی کنند؛ دموی Nyobolt نشان میدهد که موانع سطح سلولی قابل حل هستند.
سوالات کلیدی پیش رو شامل هزینه واقعی ادغام این سلولها در پکیجهای مصرفی خودرو، ایمنی در چرخههای شارژ شدید، نیاز به استانداردسازی و مقیاسپذیری تولید است. اگر نیوبولت و شرکای OEM بتوانند این مسائل را در مسیر تجاریسازی حل کنند، این فناوری میتواند در ابتدا در مدلهای با عملکرد بالا و سپس در محصولات عمومیتر ظاهر شود و پوشش بازار را گسترش دهد.
خواه این تحول به تسریع پذیرش همگانی خودروهای برقی بینجامد یا ابتدا در مدلهای تخصصی عملکردی ظهور کند، نمونه اولیه نیوبولت پیامی واضح ارسال میکند: شارژ فوقسریع دیگر داستان علمی-تخیلی نیست بلکه واقعیتی نزدیک و قابلدسترس است. برای مصرفکنندگان و طراحان خودرو، این تغییر میتواند روزنهای برای بازطراحی مفاهیم برد، وزن و تجربه رانندگی ایجاد نماید.
منبع: smarti
نظرات
پمپزون
خیلی خوشگل روایت درست شده، اما حس میکنم کمی اغراقه؛ ۴۰۰۰ چرخه با شارژ ۱۰C؟ اممم، دیتا و تست مستقل لازمه. ولی امیدوارم ثابت کنن.
امیر
من قبلا روی باتری کار کردهم، این عددها شگفتانگیزه، اما توی میدان کلی دردسر داریم؛ تست میدان و BMS همه چیزه. اگه درست باشه عالی.
لابکور
معقول به نظر میاد، کاهش مقاومت داخلی کلیده. ولی تولید انبوه و استانداردها معمولا پیچیدهس؛ امیدوارم اشتباه نکنم.
توربو
جدی میشه ۴ دقیقه؟ 🤨 خوشبینم اما شک دارم؛ گرم شدن، ایمنی و قیمت چطور حل میشه؟ اگه واقعی باشه دنیا عوض میشه
دیتاپالس
وااای این یعنی پر کردن باتری تو چند دقیقه؟! اگه واقعیه انقلابه، ولی شبکه شارژ ایران چی میشه؟ کابل و زیرساخت، کلی سوال...
ارسال نظر