نعلم بأن مدخرة الطاقة (البطارية) في سيارة لوسيد آير دريم تبلغ 118 كيلووات ساعي، وبأنها تستهلك 134 كيلووات ساعي لشحنها بالكمال من صفر إلى مئة بالمئة. إليك تحليلًا واضحًا للسبب.

حظي السيد توم مولوغني، كبير المحررين في موقع إنسايد إي في – المتخصص بالسيارات الكهربائية والتابع لشبكة موتورسبورت، بشرف اختبار تأدية وتقديم تقرير عن أول جلسة اختبار شحن سريع غير خاضعة للرقابة، من صفر إلى مستوى مئة بالمئة في العالم لسيارة لوسيد آير دريم الصالون الكهربائية من الحجم الكامل الفخمة، لقد نشر المقطع المرئي على قناته على يوتيوب، اسمها "حالة الشحن"، وفي مقالٍ على موقع إنسايد إي في.

المعرض: لوسيد آير دريم

قدّم المقطع المرئي مثالاً كتابيًا عن جلسة الشحن "المثالية"، وأكد أن لوسيد صادقة في ادعاءاتها، أظهر هذا الاختبار المستقل ما يمكن أن تفعله المركبات الكهربائية الفخمة من الجيل الحالي.

للأسف، أساء بعض المشاهدين والقراء تفسير نتائج الشحن على أنها "إثبات كذب لوسيد بشأن حجم حزمة مدخرة الطاقة (البطارية)"، مما يشير على ما يبدو إلى أن لوسيد تغش في المواصفات، وبأنها ركبت حزمة مدخرة طاقة أكبر مما تدعي لزيادة سرعة الشحن وتلبية ادعاءاتها حول المدى التشغيلي. لقد بدوا مرتبكين من حقيقة أن شركة إليكتريفاي أمريكا طلبت من توم فاتورة لقاء استهلاك 134 كيلووات ساعي من الكهرباء، التي استُهلكت لشحن السيارة في أثناء اختبار الشحن. حيث إن سعة حزمة مدخرة الطاقة في السيارة 118 كيلووات ساعي فقط.

ولكن هذا هو الحال فعلًا. سعة مدخرة الطاقة 118 كيلووات ساعي، فإذا طلبت إليكتريفاي أمريكا من بيل دفع ثمن استهلاك 134 كيلووات ساعي لشحنها من صفر إلى سعتها الكاملة، لذا إما أن فاتورة الشركة خاطئة أو أن سعة مدخرة الطاقة أكبر مما أعلنته لوسيد، اشتبهت بالنقطة الأخيرة، والكمية لا تفاجئني، أنا أعرف ما الذي أتحدث عنه.

لقد درست العشرات من حزم مدخرات الطاقة المختلفة أنتجتها مختلف الشركات المصنعة الأصلية والقديمة، كما أجريت عليها هندسةً عكسية، وذلك لتقدير أو تأكيد كل من الاستطاعة في الكيلووات ساعي وأداء سرعة الشحن. نشرت، مع السيد جورج أس. باور، النتائج التي توصلنا إليها بشكل متكرر في موقع إنسايد إي في. لدينا فهم تقني واضح ومستنير لكيفية تصنيع حزم مدخرات الطاقة وكيفية عملها.

الصور أدناه تعطي مزيدًا من التوضيح، تظهر لقطات الشاشة هذه من مقال إنسايد إي في بتاريخ 30 أكتوبر بقلم السيد مارك كين بوضوح كيف تصنع لوسيد وحدات مدخرات الطاقة النموذجية، وعدد الخلايا لكل وحدة، وعدد الوحدات في سيارة آير دريم. تلخيص الشرائح: لدينا 300 خلية/ وحدة، و 22 وحدة. وبإجمالي 6600 خلية من نوع 2170. وباستخدام القيم الحالية المعروفة لقدرات خلية 2170 من ناحية السعة بالأمبير ساعي ومواصفات الجهد الاسمي، ستكون السعة الإجمالية المقدرة للحزمة بين 117 إلى 120 كيلووات ساعي. لذا فإن رقم 118 كيلووات ساعي معقول جدًا.

external_image
external_image
external_image
external_image

ولكن لماذا دفع توم فاتورة لقاء استهلاك 134 كيلووات ساعي؟ بناءً على تجربتي، فإن النمذجة الحرارية للفقد تخبرنا بأن هذا نتيجةً للحرارة الناجمة خلال جلسات الشحن السريع للغاية، هذا هو القانون. قانون أوم. والقانون الثاني للديناميكا الحرارية. يقول القانون الثاني "هناك دائمًا خسائر في عملية نقل الطاقة". تحدد هذه الخسائر في جلسة شحن مدخرة الطاقة للمركبات الكهربائية بموجب قانون أوم. الحرارة المتولدة في الدائرة = مربع التيار (يُقاس بالأمبير) x مقاومة الدائرة (يُقاس بالأوم). أي إن الحرارة تساوي مربع رقم الأمبير ضرب رقم الأوم.

تُعدّ العمليات الرياضية التفصيلية لتدفقات التيار والمقاومات والحرارة التراكمية المتولدة، والطاقة الإضافية المستهلكة في جلسة الشحن هذه معقدةً، وستكون موضوعًا لمقال آخر.

يكفي أن نقول إنه في الدقائق الخمس الأولى من الشحن عند معدل 300 كيلووات و 350 أمبير، كانت مقاومة حزمة مدخرة الطاقة تولد أكثر من 20 كيلووات من الحرارة. تزن هذه الحزمة أكثر من 550 كيلوغرامًا، ومع ذلك فإن حرارة 20 كيلووات شديدة للغاية، ومن المحتمل أن تزيد حرارة كل خلية في تلك الحزمة من 31 درجة مئوية إلى أقصى درجة حرارة لها، 45 درجة مئوية، في تلك الدقائق القليلة الأولى، مع عمل ضاغط التيار المتردد ومضخات سائل التبريد الجليكول ومروحة مشعاع بأقصى قوتها فإنها تستهلك ما بين أربعة وخمسة كيلووات ساعي إضافية من الطاقة.

انخفضت الحرارة مع انخفاض أمبير الشحن، لكنها كانت جلسة شحن طويلة. تشير حساباتي التقريبية إلى أن فقدان الطاقة المجمعة لحزمة مدخرة الطاقة + نظام تبريد السيارة يصل إلى حوالي 10 كيلووات ساعي بنهاية الجلسة.

ثم هناك خسائر في مقاومة مكونات نظام تيار الجهد العالي المستمر الداخلي. وأكبال الجهد العالي، وقضبان التوصيل، والموصلات الرئيسية. يمكن أن تكون المقاومة أقل من ميلي أوم في كل مكون، ولكن مع مقاومة الموصل الكلية 5 ميلي أوم فقط، يمكنها إضافة استهلاك ما بين خمسة وستة كيلووات ساعي إضافية بسبب الحرارة الناتجة.

ثم هناك وصلات منفذ الشحن بنظام الشحن المشترك. تستخدم إليكتريفاي أمريكا نظام تبريد سائل لتبريد أكبال الكهرباء لديها، كما يُبردون مقبس نظام الشحن المشترك الكبير والمقبض بالسائل، حيث مقاومة التلامس بين قابس شركة الشحن ووصلة الشحن في السيارة، ومع سريان 350 أمبير عبر المنفذ تتولد حرارة كافية لحرق وصهر البلاستيك إذا لم يتم إستخدام نظام عالي الكفاية للتبريد.

تضيف الحرارة الناجمة عن مقبس نظام الشحن المشترك ما بين نصف إلى واحد كيلووات ساعي للاستهلاك الإجمالي، أرأيت كيف يزداد الاستهلاك؟ وهذا باستخدام أحدث المعدات، وتصميم مدخرة الطاقة، والوصلات المطلية بالفضة، والإلكترونيات عالية الجهد. إن شحن مدخرة الطاقة بـ 118 كيلووات ساعي بسرعة مع خسارة 16 كيلووات ساعي فقط وبموجب القانون الثاني للديناميكا الحرارية فإن هذا يُعدّ معجزةً هندسية في السيارات الكهربائية، وليست مؤامرة تسويقية خاطئة.

نعم، من المحتمل أن تبلغ سعة حزمة مدخرة الطاقة في سيارة لوسيد آير دريم 118 كيلووات ساعي. ونعم، ربما تم إستهلاك 134 كيلووات ساعي لشحنها من الفراغ الكامل إلى سعتها التامة. هناك موجة كبيرة من المركبات الكهربائية الجديدة وسريعة الشحن تقترب منا في الأشهر والسنوات المقبلة. سيُجري الزملاء توم وكايل وغيرهما مزيدًا من الاختبارات باستخدام مع نتائج سريعة بشكل مشابه مع حصول فاقد حراري في الشحن السريع، لقد حان الوقت لتثقيفنا حول كيفية عمل حزم مدخرات الطاقة وأجهزة الشحن السريعة حقًا، لذلك لن نتحدث عن هذه النقطة مرةً أخرى.