تقنية جديدة تُحدث ثورة في بطاريات السيارات الكهربائية..وداعًا للقلق من نفاد الشحن

لم يعد سائقو السيارات الكهربائية بحاجة إلى التخمين بشأن ما إذا كانت بطارياتهم ستكفي للوصول إلى وجهاتهم، فقد طور باحثون في جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد نظامًا تشخيصيًا متقدمًا يُعرف باسم 'حالة المهمة' أو (State of Mission – SOM)، يُعد طفرة في مجال إدارة بطاريات الليثيوم أيون.

77.235.62.132

هذا النظام الجديد يذهب إلى ما هو أبعد من مجرد عرض النسبة المئوية للشحن المتبقي، حيث يُقدّم تحليلًا دقيقًا لحالة البطارية بناءً على التضاريس، والطقس، وحركة المرور، ما يسمح بالتنبؤ بمدى إمكانية إكمال الرحلة بأمان دون القلق من نفاد الطاقة.

دمج بين الفيزياء والبيانات: نهج هجين للتنبؤ الدقيق

تم تطوير SOM عبر دمج التعلم القائم على البيانات والنماذج الفيزيائية، وذلك باستخدام:

بيانات شحن وتفريغ البطارية

درجات الحرارة المتغيرة

النماذج الكهروكيميائية والديناميكا الحرارية

هذا الدمج يُمكّن النظام من تقديم تنبؤات دقيقة حتى في حالات معقدة مثل التسلق الحاد أو الطقس البارد المفاجئ، وهي ظروف كانت تحديًا كبيرًا أمام الأنظمة الحالية التي لا تُراعي عوامل البيئة المحيطة.

دقة أعلى من الأنظمة التقليدية: نتائج واعدة

قام فريق البحث، بقيادة مهري أوزكان وجنكيز أوزكان، باختبار النظام باستخدام بيانات عامة من وكالة ناسا وجامعة أوكسفورد، تشمل بيانات طويلة المدى حول:

الجهد الكهربائي

درجة الحرارة

دورات أداء البطارية

أظهرت النتائج أن SOM يُمكنه تقليل هامش الخطأ في التنبؤ إلى 0.018 فولت فقط في الجهد و1.37 درجة مئوية في درجة الحرارة، وهو أداء يفوق بكثير الأنظمة المستخدمة حاليًا في تشخيص البطاريات.

استخدامات تتعدى السيارات: الطائرات بدون طيار وأنظمة الطاقة

لا يقتصر دور SOM على السيارات الكهربائية فقط، بل يمكنه تحسين أداء وسلامة:

الطائرات بدون طيار (Drones) من خلال تنبيه المستخدمين لمخاطر مثل الرياح أو انخفاض الشحن قبل الإقلاع.

أنظمة تخزين الطاقة المستخدمة في المنازل والمرافق الصناعية.

خطط الشحن الذكية التي تُساعد على تقليل التكاليف وتحسين الكفاءة.

كما يمكن للنظام أن يُخبر السائقين على وجه التحديد ما إذا كانوا بحاجة إلى التوقف لإعادة الشحن أثناء الرحلة، وليس فقط عرض نسبة الشحن المتبقي.

التحديات والتطلعات: متى نراه في السيارات التجارية؟

رغم أن نموذج SOM لا يزال يتطلب قدرة حوسبة عالية، وهو ما قد يحد من استخدامه الفوري في السيارات التجارية، إلا أن الباحثين يعتقدون أن التحسينات المستقبلية ستجعل النظام أكثر كفاءة وسهل الدمج في السيارات الكهربائية الحديثة.

قالت ميهري أوزكان:

'هذا النظام يُحوّل بيانات البطاريات المعقدة إلى قرارات عملية، تُساعد السائقين على التخطيط واتخاذ قرارات موثوقة على الطريق.'

خطوة كبيرة نحو مستقبل أكثر أمانًا واستدامة

يمثل نظام SOM نقلة نوعية في إدارة الطاقة للسيارات الكهربائية والطائرات بدون طيار، من خلال تقديم تقديرات ذكية وواقعية تتناسب مع طبيعة الرحلات اليومية.

وبينما يستمر العالم في التحول إلى التنقل المستدام، فإن أنظمة كهذه تُعد حجر الأساس لمستقبل أكثر أمانًا وكفاءة، حيث تُصبح السيارات أكثر وعيًا بما يواجهها على الطريق.

وبمجرد أن يتم تبسيط متطلبات النظام، فمن المتوقع أن تُصبح هذه التقنية عنصرًا أساسيًا في جميع السيارات الكهربائية، مما يُعزز ثقة السائقين في المسافات الطويلة ويُقلل من 'قلق المدى' الشائع.