معمل Donut يطور وحدة بطارية تحتفظ بـ 93% من الطاقة في بيئات تصل إلى -30°C

نجحت وحدة البطارية التي طورتها شركة Donut Lab الفنلندية في الاحتفاظ بحوالي 93% من الطاقة عند درجة حرارة -30 درجة مئوية (-22 درجة فهرنهايت) دون الحاجة إلى تسخين خارجي أو عزل، وفقًا لأحدث نتائج اختبار VTT. تم إجراء هذا الاختبار على وحدة كاملة تحتوي على 14 بطارية من الجيل الأول من Donut Battery. قدمت هذه الوحدة المكونة من 14 بطارية 1,254 واط-ساعة من الطاقة عند -30°C، بينما كانت 1,354 واط-ساعة عند 25°C (77°F).

كما احتفظت الوحدة بحوالي 97% من سعة الأمبير-ساعة، مما يظهر أن فقدان السعة تحت ظروف الاختبار كان محدودًا. هذه النتائج تتعلق بتحد كبير تواجهه السيارات الكهربائية، وهو أن البطاريات عادةً ما توفر طاقة أقل قابلة للاستخدام في الطقس البارد. درجات الحرارة المنخفضة تبطئ التفاعلات الكيميائية داخل البطارية، وقد تقلل من قدرتها على توفير الطاقة.

أداء البطارية في درجات الحرارة المنخفضة

تركز Donut Lab على تطوير تقنيات البطاريات لتطبيقات النقل الكهربائي، وكانت قد ادعت سابقًا أن بطارياتها تحتفظ بـ 99% من السعة عند -30°C، على الرغم من أن بيانات الاختبار الأخيرة كانت أقل قليلاً من هذا الرقم. تحتوي وحدة الاختبار من VTT على 14 بطارية من الجيل الأول من Donut Battery، وليس تقييم لبطارية فردية. تعمل الوحدة بجهد مقدر بـ 48 فولت، وتحتوي على نظام إدارة بطارية صغير، دون عناصر تسخين أو مواد عازلة أو معدات تبريد أو أنظمة إدارة حرارية أخرى. قام الباحثون أولاً باختبار أدائها في بيئة 77°F، بتفريغ بمعدل 1C، وهو ما يعادل سحب سعتها المقدرة في حوالي ساعة.

قدمت الوحدة 27.77 أمبير-ساعة و1,354 واط-ساعة من الطاقة.

بعد ذلك، خفض الباحثون درجة الحرارة إلى -30°C (-22°F)، وتركوا الوحدة لمدة خمس ساعات. أكدت المستشعرات الداخلية والخارجية أن درجة الحرارة الداخلية للوحدة وصلت إلى الهدف. أجرى الباحثون مرة أخرى اختبار تفريغ بنفس معدل 1C، حيث قدمت الوحدة 26.8 أمبير-ساعة و1,254 واط-ساعة. الفارق بين الاحتفاظ بالسعة والطاقة مهم جدًا. يقيس الأمبير-ساعة كمية الطاقة التي تقدمها البطارية، بينما تأخذ الوات-ساعة في الاعتبار الطاقة والجهد. احتفظت الوحدة بـ 97% من سعة الشحن، ولكن بسبب انخفاض الجهد أثناء التفريغ في البيئة الباردة، قدمت فقط حوالي 93% من الطاقة الأصلية.

إمكانات التقنية المستقبلية

وفقًا لشركة Donut Lab، على الرغم من أن درجة الحرارة البيئية منخفضة للغاية، فإن البطارية لا تزال ترتفع في درجة الحرارة أثناء عملية التفريغ. أفادت الشركة أنه إذا تم استخدام غلاف بطارية معزول، فقد يتم الاحتفاظ بمزيد من الحرارة، مما يحسن الأداء. قال Ville Piippo، المدير الفني لشركة Donut Lab: "لقد أزلنا عمدًا جميع المزايا المحتملة التي قد تمتلكها البطارية عادةً." كما أفادت الشركة أن الوحدة لا تزال تشحن وتفريغ بشكل طبيعي بعد الاختبارات في درجات الحرارة المنخفضة، دون ملاحظة أي تأثيرات سلبية. ومع ذلك، فإن هذه النتائج تأتي من تجارب مضبوطة على وحدة بطارية واحدة، وليس من سيارة كهربائية كاملة، مما يجعل من الصعب تحديد مدى احتفاظ السيارة الكهربائية المجهزة بهذه التقنية بنطاق القيادة في الظروف الباردة.

تلخص تقييمات الطقس البارد هذه سلسلة من الاختبارات التي أجراها VTT على الجيل الأول من بطاريات Donut Lab. فحصت التقييمات السابقة شحن لمدة خمس دقائق، والأداء عند 100°C، والتفريغ الذاتي، والتوسع، والضغط، وكثافة الطاقة. أفادت Donut Lab بأنها تركز الآن على تطوير تقنيات البطاريات من الجيل التالي، وتخطط لإجراء مزيد من العروض على مستوى النظام. تم نشر تقرير الاختبار في درجات الحرارة المنخفضة للشركة على موقعها الإلكتروني للاختبارات.