il

آیا می‌توان انرژی مورد نیاز خودروهای الکتریکی را توسط باتری‌های قلمی تامین کرد؟

ما تقریبا از باتری برای تمامی تجهیزات در زندگی خود بهره می‌گیریم که از میان آن‌ها می‌توان به گوشی‌های هوشمند، لپ‌تا‌پ‌ها و اسباب‌بازی کودکان اشاره کرد تا متوجه گسترده استفاده از آن شوید. این ابزارهای کوچک بسیار کارآمد و شگفت‌انگیز هستند. ما قادر به مشاهده واکنش‌های شیمیایی که درون آن اتفاق می‌افتد، نیستیم ولی همین واکنش‌ها انرژی تولید می‌کنند.

باتری قادر به تامین یک جریان از الکترون‌ها بوده، حرکت از قطب منفی به مثبت (البته به‌صورت قراردادی جهت جریان از قطب مثبت به منفی درنظر گرفته می‌شود)، که در نهایت منجر به جریان الکتریکی می‌شود.

همانگونه که می‌دانید الکتریسیته نیروی قدرتمندی بوده و نمی‌توان منکر تاثیرات زیاد و مثبت آن بر روی حمل و نقل در سال‌های گذشته شد. در حالی‌که قدمت خوروهای برقی به اندازه خودروهای معمولی بوده، اخیرا کمپانی‌های مختلف بر روی آن‌ها سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی کرده‌اند که البته این موضوع خودروهای هیبریدی را نیز شامل می‌شود. یکی از مشکلات در زمینه خودروهای الکتریکی، باتری‌های نسبتا بزرگ و گران مورد استفاده در آن‌ها است.

تا به حال شده این سوال به ذهن شما خطور کند که آیا می‌توان نیروی مورد نیاز خودروهای الکتریکی را توسط باتری‌های قلمی تامین نمود؟ یعنی باتری‌هایی که برای اسباب‌بازی بچه‌ها و رادیو استفاده می‌شود را درون خودرو قرار داده و با آن مسافتی را طی کرد.

جواب سوال بالا، مثبت است. استفاده از باتری‌های قلمی برای این کار امکان‌پذیر بوده ولی اغلب امر موردنظر انجام نمی‌شود که علت آن نیز خروجی پایین باتری‌های قلمی (AA) است. اغلب باتری‌های قلمی تنها قادر به تولید ۱.۵ ولت برق هستند. برای مقایسه باید بدانید یک بسته باتری مورد استفاده در خودروهای هیبریدی قادر به تولید ۳۰۰ ولت الکتریسیته بوده که برای راه‌اندازی اتومبیل توسط موتور برقی بدون استفاده از موتور بنزینی در سرعت کم، کافیست.

تصور کنید که چه تعداد باتری قلمی برای تامین نیروی موردنیاز یک خودروی هیبریدی نیاز است و این امر چقدر می‌تواند سخت و پر هزینه باشد، چراکه باید به صورت مداوم باتری‌های قدیمی و فاسد شده را با نمونه‌های جدید جایگزین کرد. به عبارت دیگر استفاده از باتری‌های استاندارد خانگی برای خودروهای برقی را نمی‌توان ایده‌ای کاملا عملی دانست.

باتری قلمی

دشواری‌ها و مشکلات بالا باعث نشد که مهندسان این ایده را کنار بگذارند. در یک اقدام به یاد ماندنی، تیمی از مهندسان ژاپنی با استفاده از باتری‌های قلمی توانستند نیروی مورد نیاز یک خودرو را تامین کرده و به حداکثر سرعت ۷۵ مایل بر ساعت (۱۲۰.۷ کیلومتر بر ساعت) دست پیدا کنند.

در سال ۲۰۰۶ شرکت ژاپنی پاناسونیک در همکاری با موسسه تکنولوژی توکیو توانست یک هواپیما را با استفاده از ۱۶۰ باتری قلمی به حرکت درآورد. در حالی‌که این اقدام را می‌توان یک موفقیت بی‌نظیر دانست و پاناسونیک خواهان ثبت آن در رکوردهای گینس بود ولی ظاهرا دسته‌بندی برای هواپیماهایی که نیروی خود را توسط باتری تامین می‌کنند، در کتاب ثبت رکورد گینس وجود نداشت.

به همین دلیل پاناسونیک در سال ۲۰۰۷ برای خود هدف دیگری را مشخص نمود. این شرکت خودرویی را طراحی کرد که نیروی آن توسط باتری‌های قلمی تامین می‌شد. نتیجه این امر، ایجاد چالش Oxyride Speed پاناسونیک بود. این نام در اصل مربوط به باتری‌های غیر قابل شارژ ۱.۷ ولتی تولیدی این شرکت در مقایسه با نمونه‌های استاندارد ۱.۵ ولتی بود.

خودروی تولیدی توسط مهندسین پاناسونیک و دانشجویان دانشگاه Osaka Sangyo توسعه یافته بود و کاملا با اتومبیل‌هایی که ما روزانه استفاده می‌کنیم، تفاوت داشت. این دستگاه تنها ۳۰ سانتی‌متر با زمین فاصله داشت و همچنین از ارتفاعی برابر با ۵۶ سانتی‌متر بهره می‌برد، البته طول زیادی داشت. در کل می‌توان طراحی آن را شبیه گلوله‌ای دانست که دارای چرخ است. برای کاهش وزن این خودرو از فیبر کربن استفاده شد که نتیجه‌اش وزن ۵۶ کیلوگرمی آن بود.

اندازه کوچک این دستگاه امری ضروری برای پاناسونیک محسوب می‌شد، چراکه این کمپانی ژاپنی خواهان دستیابی به سرعت ۶۵ مایل بر ساعت (۱۰۴.۶ کیلومتر بر ساعت) توسط تعداد کمی از باتری‌های قلمی بود.  برای این امر، ۱۹۲ باتری قلمی در این خودرو مورد استفاد قرار گرفت. شاید تصورش مقداری سخت باشد ولی برای رسیدن به سرعتی که شما با خودروی خود در اتوبان رانندگی می‌کنید، نیاز به ۲۰۰ باتری قلمی دارد که البته باید به اندازه  و وزن اتومبیل تولیدی پاناسونیک نیز توجه کنید.

این تعداد باتری در عقب خودرو و درست پشت راننده، Takashi Sudo، قرار گرفت. او درون خودرو قرار گرفت بدنه فیبر کربنی و پلاستیکی را در اطرافش قرار دادند. براساس اعداد ثبت شده در کتاب گینس، سرعت متوسط این خودرو ۶۵.۵ مایل بر ساعت (۱۰۵.۹۵ کیلومتر بر ساعت) و حداکثر سرعت آن ۷۵.۸ مایل بر ساعت (۱۲۲ کیلومتر بر ساعت) بود. باتری‌ها تنها قادر به تامین نیروی مورد نیاز برای طی مسافتی برابر با ۱.۲ کیلومتر بودند که البته همین میزان توانست نام این خودرو را در کتاب گینس ثبت کند.

همانگونه که در قبل اشاره کردیم، استفاده از باتری‌های قلمی برای تامین نیرو مورد نیاز یک اتومبیل ایده چندان جالب و عملی نیست ولی شرکت پاناسونیک نشان داد که می‌توان با بهره گرفتن از فیبر کربن که وزن بسیار کمی داشته و همچنین طراحی آیرودینامیک، مسافت کوتاهی را توسط آن‌ها طی نمود.

درباره نویسنده

مهندس مکانیک و علاقه مند به دنیای خودرو و تکنولوژی

مطالب مرتبط

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.