چرا شارژ سریع EV بعد از 80 درصد کند می شود؟

هنگامی که تسلا مدل S در سال 2012 عرضه شد، وصل کردن آن به یک پریز معمولی خانگی به این معنی بود که بیش از 50 ساعت برای شارژ کامل منتظر بمانید، و تنها چیزی که برای آن داشتید تا 300 مایل بود. آخرین مدل S داستان متفاوتی دارد: طبق آمار خود شرکت، این خودرو می‌تواند با یک سوپرشارژر در 15 دقیقه تا 200 مایل مسافت را طی کند. این یک ماشین بسیار متفاوت برای زندگی است.

اما حتی در حال حاضر، شارژ سریع نمی ماند. نگاه کنید که چگونه تبلیغات خودروهای برقی و برگه‌های مشخصات سرعت شارژ را توصیف می‌کنند: «10 تا 80 درصد»، «0 تا 80 درصد»، و تقریبا هرگز «تا کامل». 80 درصد اول قسمت سریع شارژ است. از آن گذشته، سرعت کاهش می یابد و آخرین کشش بسیار بیشتر از آنچه انتظار دارید طول می کشد. پس بعد از 80 درصد چه اتفاقی برای باتری می افتد؟ این ربطی به عادت های بد شارژ EV ندارد، و همه چیز به نحوه عملکرد خود سلول مربوط می شود.

سه راه برای شارژ EV وجود دارد: از طریق یک پریز دیواری معمولی، یک ایستگاه شارژ خانگی یا عمومی یا یک ایستگاه شارژ سریع. هر سه یک کار اساسی را انجام می دهند. آنها الکترون ها را به سمت باتری هل می دهند و در داخل سلول های آن، یون های لیتیوم از یک طرف (کاتد) حرکت می کنند و در سمت دیگر (آند) می نشینند. سپس، همانطور که ماشین در حال رانندگی است، آن یون ها به داخل کاتد برگشته و جریان الکتریکی را تامین می کنند. بنابراین "شارژ باتری" فقط به معنای فشار دادن یون ها به داخل آند است.

تفاوت این است که هر کدام چقدر قدرت می توانند فشار دهند. یک پریز برق به شما قطره ای برق می دهد و یک ایستگاه شارژ خانگی یا عمومی چندین برابر برق به شما می دهد. یک ایستگاه شارژ سریع معمولا 50 کیلووات تا 350 کیلووات را تحویل می‌دهد و جدیدترین آنها بالاتر می‌روند. بنابراین آن یون‌ها خیلی سریع‌تر رانده می‌شوند.

یک تفاوت دوم وجود دارد که یک ایستگاه شارژ سریع را بسیار کارآمدتر می کند. یک پریز دیواری یا یک پایه شارژ فقط جریان متناوب را تامین می کند، بنابراین شارژر داخلی خودرو باید آن را به جریان مستقیم برای باتری تبدیل کند و آن مبدل کوچک سرعت را محدود می کند. یک ایستگاه شارژ سریع تبدیل را به خودی خود انجام می دهد، در یک کابینت بزرگ که لازم نیست داخل خودرو قرار بگیرد و جریان مستقیم را مستقیما به باتری می فرستد. ماشین فقط می گوید چقدر می تواند طول بکشد.

شارژرها یک جریان ثابت را فشار می دهند تا زمانی که سلول به حد ولتاژ خود برسد، سپس ولتاژ را نگه می دارد و اجازه می دهد جریان از بین برود. برای اینکه بفهمید چرا این اتفاق در حدود 80 درصد رخ می دهد، یون ها را به عنوان مسافرانی که سوار اتوبوس خالی می شوند تصور کنید. یکی یکی وارد می شوند، یک صندلی پیدا می کنند و می نشینند. شارژر سریعتر فقط به این معنی است که در هر ثانیه افراد بیشتری از در وارد می شوند. یک صندلی هم اضافه نمی کند. در اوایل کار خوب است، زیرا تقریبا هر صندلی آزاد است و همه در یک یا دو قدمی در می نشینند. بعدا اتوبوس اکثرا پر می شود.

هر مسافر جدید باید در راهرو فشار بیاورد، به دنبال آخرین صندلی خالی بگردد و منتظر باشد تا افرادی که جلوتر از آن‌ها هستند، با هم حرکت کنند. در آن نقطه افراد بیشتری را از در عبور دهید و در ورودی گیر می کنید.

باتری هم همین کار را می کند. آند عمدتا گرافیت است و یون‌های لیتیوم باید راه خود را به داخل آن برسانند که به کندی پیش می‌رود. زمانی که آند تقریبا پر شد، مدت بیشتری طول می کشد تا لیتیوم ته نشین شود. بنابراین با گذشت حدود 80 درصد، خودرو از شارژر می خواهد جریان را قطع کند و آخرین کشش به مراتب بیشتر از اولی طول می کشد.

با این حال، یون‌ها افرادی نیستند که در اتوبوس هستند، و اینجاست که فشار دادن بیشتر اشتباه می‌کند. اگر شارژر جریان را وارد آندی کند که قبلا شلوغ است، یون‌های لیتیوم سریع‌تر از آن‌چه می‌توانند وارد آن شوند، روی سطح انباشته می‌شوند. بدون جایی که راهی برای رفتن داشته باشند، به عنوان یک لایه نازک از لیتیوم فلزی روی گرافیت می‌نشینند. به آن آبکاری لیتیوم می گویند. این تا حدی غیرقابل برگشت است، بنابراین باتری به طور دائم لیتیوم مورد نیاز خود را از دست می دهد و فلز می تواند به خوشه هایی تبدیل شود که در نهایت باعث اتصال کوتاه می شود. بنابراین، خودرو به طور عمدی سرعت شارژ را کاهش می دهد، خیلی قبل از اینکه اتفاق بدی بیفتد.

BYD اخیرا باتری جدیدی را معرفی کرده است که می تواند تا 97 درصد در 9 دقیقه شارژ شود. پاسخ آن به این مشکل این بود که به جای هل دادن بیشتر مسافران، عبور اتوبوس را آسان‌تر کند. نسل دوم Blade Battery که در مارس 2026 رونمایی شد، گرافیت را بازسازی می کند تا ذرات آن به صورت قائم بایستند، که به یون ها یک مسیر کوتاه و مستقیم به جای مسیر پیچ در پیچ می دهد. BYD همچنین مایعی را که یون‌ها از آن عبور می‌کنند تغییر داد تا راحت‌تر حرکت کنند و طرف دیگر باتری به آنها اجازه می‌دهد سریع‌تر از آن خارج شوند.

نتیجه، به گفته BYD، مقاومت داخلی کمتر و گرمای کمتر است، بنابراین باتری می تواند جریان بسیار بیشتری مصرف کند. BYD می گوید که با همراه شدن با فلش شارژر 1500 کیلوواتی خود، باتری در 5 دقیقه از 10 به 70 درصد و در 9 دقیقه از 10 به 97 درصد می رسد. کندی هنوز وجود دارد. فقط خیلی دیرتر شروع می شود و خیلی زودتر تمام می شود. خودروسازان به طور عمدی سرعت شارژ را کاهش می دهند، اما این کار را فقط به دلیل فیزیک داخل سلول انجام می دهند.