باتری خودرو با سلول‌های هوشمند
باتری، قلب ماشین‌های برقی است. به تازگی پژوهشگران موسسه مهندسی ساخت و اتوماسیون فرانهوفر در اشتوتگارت آلمان موقف به ساخت نوعی باتری شدند که در مقایسه با باتری‌های موجود، از عمر بیشتری برخوردار است.
در هر باتری خودرو بیش از 100 سلول وجود دارد. به صورت معمول، اگر یکی از این سلول‌ها خراب شود، دیگر سلول‌ها با وجود داشتن ذخیره انرژی به کار نمی‌آیند. اما در این باتری جدید خالی شدن یک سلول خللی در کار کرد کل باتری ایجاد نمی‌کند.
در فرآیند معمول تولید، سلول‌هایی در باتری الکتریکی قرار می‌گیرد. از نظر تئوریک، مقدار انرژی ذخیره شده در هر یک از این سلول‌ها باید برابر باشد. اما در عمل این اتفاق نمی‌افتد. در حقیقت به خاطر برخی کاستی‌ها در فرآیند تولید، ظرفیت این سلول‌ها با هم متفاوت است. این مساله از آنجا مشکل ساز است که همه این سلول‌ها بهم متصل هستند و به همین دلیل، در صورت اتمام ذخیره انرژی فقط یک سلول، دیگر باتری به کار نمی‌آید و باتری باید دوباره شارژ شود. به همین دلیل است که نصب سلول‌ها با ظرفیت یکسان اهمیت زیادی دارد و البته این فرآیند بسیار پرهزینه است و در نهایت به افزایش قابل توجه قیمت باتری خودرو می‌انجامد.
یکی دیگر از مشکلات این رویه جاری این است که وقتی یکی از سلول‌ها از کار می‌افتد، کل مجموعه باتری نیز از کار افتاده و خودرو به پیش نخواهد رفت. در اینجا دیگر باتری قابل تعمیر نبوده و باید کلا تعویض شود.
در این میان پژوهشگران آلمانی توانستند به شیوه‌ای جالب برای حل این مشکل دست یابند. آنها در هر سلول باتری، یک میکروکنترلر قرار دادند که می‌تواند پارامترهای فیزیکی مشخصی نظیر دما و نیز میزان شارژ سلول را اندازه گیری کند. در نتیجه اطلاعاتی از وضعیت هر سلول به دست می‌آید. این سلول‌ها سپس از طریق اتصال شکل گرفته سیمی بین سلول‌ها می‌توانند با یکدیگر ارتباط داشته باشند. این اطلاعات همچنین می‌تواند به یک رایانه نیز ارسال شود تا به این ترتیب انرژی باقیمانده کل باتری و وضعیت شارژ به صورت آنی مشخص شود.
در این صورت اگر یکی از سلول‌ها خالی شود و بقیه سلول‌ها همچنان مقداری انرژی ذخیره داشته باشند، خودروی برقی از کار نمی‌افتد. در مقابل، این سلول خالی از مدار خارج شده و باتری با بقیه سلول‌های دارای ذخیره انرژی به کار خود ادامه می‌دهد. به این ترتیب بازه زمانی کارکرد باتری افزایش می‌یابد. همچنین در صورت از کار افتادن یک سلول، دیگر نیازی به تعویض کل باتری نیست و کافی است سلول معیوب تعویض شد. این کار سبب دوام بیشتر باتری و کاهش هزینه‌های استفاده از آن می‌شود.
این پژوهشگران نمونه‌ای اولیه از این باتری را ساخته‌اند. آنها در مرحله بعد قصد دارند با کاهش اندازه قطعات الکترونیکی موجود در هر سلول، هنزیه آن را به زیر یک یورو برسانند.
این محققان امیدوارند در صورت تجاری سازی این پروژه، هزینه‌های مربوط به خودروهای برقی به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش یابد.
No tags for this post.