باتری خودرو الکتریکی

باتری خودرو الکتریکی

باتری خودروی الکتریکی (EVB) (که تحت عنوان باتری کششی نیز شناخته می‌شود)، نوعی باتری است که به‌منظور تأمین انرژی موتورهای الکتریکی یک خودروی الکتریکی دارای باتری (BEV) یا خودروی الکتریکی هیبریدی (HEV) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این باتری‌ها معمولاً باتری‌های قابل شارژ (ثانویه) و به‌طورمعمول از جنس لیتیوم-یون هستند. این باتری‌ها به‌طور خاص به‌منظور ارائه ظرفیت بالای آمپر-ساعت (یا کیلووات-ساعت) طراحی شده‌اند.

بیشتر بخوانید:باتری خودرو الکتریکی-قسمت دوم

تفاوت باتری خودروهای الکتریکی از دیگر باتری های متداول

باتری خودروهای الکتریکی متفاوت از باتری‌های استارت، روشنایی و احتراق (SLI) هستند زیرا این قبیل باتری‌ها به‌منظور تأمین انرژی در بازه‌های زمانی پایدار طراحی شده و از نوع باتری‌های چرخه عمیق (دیپ سایکل)[1] هستند. باتری خودروهای الکتریکی با نسبت توان به وزن، انرژی ویژه و چگالی انرژی نسبتاً زیاد شناخته می‌شوند؛ باتری‌های سبک‌تر از مطلوبیت بیشتری برخوردار هستند زیرا منجر به کاهش وزن خودرو شده و از این طریق، عملکرد آن را بهبود می‌بخشند. اکثر فناوری‌های فعلی باتری، در مقایسه با سوخت‌های مایع، دارای انرژی ویژه بسیار کمتری بوده و اغلب همین مسئله بر حداکثر برد الکتریکی این خودروها تأثیر می‌گذارد.

متداول‌ترین نوع باتری در وسایل نقلیه الکتریکی مدرن، باتری‌های لیتیوم-یون و لیتیوم پلیمر هستند که علت این محبوبیت، چگالی انرژی بالای آن‌ها در مقایسه با وزنشان است. از دیگر باتری‌های قابل شارژ مورداستفاده در وسایل نقلیه الکتریکی می‌توان به باتری‌های اسید-سرب ("باتری تر"، باتری چرخه عمیق و باتری اسید-سرب تنظیم‌شده با دریچه تنظیم)، نیکل-کادمیوم، نیکل-هیدرید فلز و باتری کمتر رایج روی-هوا و سدیم نیکل کلراید ("زبرا[2]") اشاره کرد. مقدار الکتریسیته (یا در واقع بار الکتریکی) ذخیره شده در باتری‌ها برحسب آمپر-ساعت یا کولن اندازه‌گیری شده و انرژی کل غالباً برحسب کیلووات-ساعت سنجیده می‌شود.

از اواخر دهه 1990 به بعد، فناوری باتری لیتیوم-یون با پیشرفت چشمگیری مواجه شد که ناشی از تقاضای روزافزون به تجهیزات الکترونیکی قابل‌حمل، رایانه‌های همراه، تلفن‌های همراه و ابزارهای برقی است. بازار خودروهای الکتریکی دارای باتری (BEV) یا خودروهای الکتریکی هیبریدی (HEV) نیز از مزایای این پیشرفت‌ها هم به لحاظ بهبود عملکرد و هم به لحاظ افزایش چگالی انرژی بهره‌مند گردیده است. باتری‌های لیتیوم-یون، برخلاف شیمی باتری‌های قبلی، به‌ویژه باتری‌های نیکل-کادمیوم قادرند به‌طور روزمره و در هر مرحله‌ای از شارژ هستند که تخلیه و شارژ شوند.

بخش قابل‌توجهی از هزینه خودروهای الکتریکی دارای باتری (BEV) یا خودروهای الکتریکی هیبریدی (HEV) را مجموعه باتری تشکیل می‌دهد. هزینه باتری‌های وسایل نقلیه الکتریکی در دسامبر 2019 نسبت به سال 2010 با کاهش 87% به ازای هر کیلووات ساعت مواجه شده است. به‌عنوان نمونه مثال از سال 2018 به بعد وسایل نقلیه‌ای با بیش از 250 مایل (400 کیلومتر) برد کاملاً الکتریکی، مانند مدل S خودروی تسلا، به مرحله تجاری‌سازی رسیده و در حال حاضر در بخش‌های مختلف در دسترس هستند.

ازنظر هزینه‌های عملیاتی، قیمت الکتریسیته مورد نیاز برای استفاده از یک خودروی الکتریکی دارای باتری (BEV)، معادل با کسر ناچیزی از هزینه سوخت در موتورهای احتراق داخلی است که این مسئله نشان‌دهنده بازده انرژی بالاتر آن‌ها است.

سلول استوانه‌ای

بیشتر بخوانید: باتری خودرو

انواع باتری خودروی الکتریکی

1- باتری سرب-اسید

باتری‌های اسید-سرب تر[3]، ارزان‌ترین باتری‌های خودرویی موجود و در گذشته متداول‌ترین باتری‌ها بودند. باتری‌های اسید-سرب دو نوع اصلی دارند: باتری‌های استارت موتور خودرو و باتری‌های سیکل عمیق[4]. طراحی باتری‌های استارت موتور خودرو به گونه‌ای است که درصد کمی از ظرفیت آنها صرف تأمین نرخ شارژ بالا به منظور روشن کردن موتور می شود، در حالی که از باتری‌های سیکل عمیق به منظور تأمین پیوسته برق برای به کار انداختن وسایل نقلیه الکتریکی نظیر لیفتراک یا خودروهای گلف استفاده می شود. باتری‌های چرخه عمیق به عنوان باتری‌های کمکی در وسایل نقلیه تفریحی نیز استفاده می شوند اما به شارژ متفاوت چند مرحله ای نیاز دارند. تخلیه شارژ هیچ باتری اسیدی-سربی نباید به زیر 50% ظرفیت باتری برسد زیرا عمر آن را کوتاه می کند. بازرسی سطح الکترولیت‌ها و گاهی افزودن آب که در حین چرخه شارژ عادی به شکل بخار از باتری خارج می شود، امری اجتناب ناپذیر در باتری‌های تر می باشد.

پیش از این، بیشتر وسایل نقلیه الکتریکی به دلیل تکنولوژی تکامل یافته، دسترسی آسان و هزینه کم باتری‌های اسید-سرب، از این باتری‌ها بهره می‌بردند که البته در این خصوص می‌توان به موارد استثنا نظیر برخی از خودروهای الکتریکی اولیه دارای باتری (BEV) مانند دیترویت الکتریک[5] نیز اشاره کرد که از یک باتری نیکل-آهن استفاده می کردند. باتری‌های سربی سیکل عمیق گران بوده و عمر کمتری نسبت به خود وسیله نقلیه داشته و معمولاً هر 3 سال یکبار نیاز به تعویض دارند.

باتری‌های اسید-سرب در موارد کاربرد در خودروهای الکتریکی، قسمت قابل توجهی (50-25%) از جرم نهایی وسیله نقلیه را تشکیل می دهند. انرژی ویژه این قبیل باتری‌ها نیز مانند همه باتری‌ها، به میزان قابل توجهی کمتر از سوخت های نفتی و در این حالت بین 30 تا 50 وات ساعت بر کیلوگرم است. اگرچه این تفاوت، به دلیل پیشرانه سبک‌تر یک خودروی الکتریکی چندان زیاد نیست ولی با این حال حتی بهترین باتری‌ها نیز وقتی قرار باشد در مورد وسایل نقلیه با برد عادی به کار برده شوند، جرم بیشتری خواهند داشت. راندمان (75-70٪) و ظرفیت ذخیره‌سازی نسل فعلی باتری‌های اسید-سرب سیکل عمیق رایج متناسب با کاهش درجه حرارت، کاسته شده و انتقال نیرو به منظور تأمین توان یک کویل حرارتی منجر به کاهش کارایی و دامنه تا 40% می شود.

شارژ و کارکرد باتری‌ها به طور معمول منجر به انتشار هیدروژن، اکسیژن و گوگرد می شود که چنانچه به درستی تخلیه شوند، امری طبیعی و به طور معمول بی ضرر است. صاحبان اولیه شرکت سیتی‌کار[6] کشف کردند که در صورت تخلیه نشدن صحیح گوگرد، بوی نامطبوع آن بلافاصله پس از شارژ به داخل کابین نشت می کند.

باتری‌های اسید-سرب نیروی محرکه خودروهای الکتریکی مدرن ابتدایی نظیر نسخه‌های اولیه EV1 را تأمین می کردند.

باتری سری-اسید

قدیمی: مخازن باتری‌های مرسوم سرب-اسید خودرو که هنوز به‌عنوان پیشرانه برخی خودروهای الکتریکی دارای باتری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

2- باتری نیکل هیدرید فلزی

در حال حاضر، باتری‌های نیکل-هیدرید فلزی یک فناوری نسبتاً تکامل یافته به حساب می‌آیند. این باتری‌ها اگرچه از کارایی کمتری (بین 60 تا 70%) در هنگام شارژ و تخلیه شارژ نسبت به باتری‌های اسید-سرب برخوردارند، اما انرژی ویژه آنها W.h/kg 80-30 است که بسیار بالاتر از باتری‌های اسید-سرب است. باتری‌های نیکل-هیدرید فلزی در صورت استفاده صحیح، می‌توانند عمر فوق‌العاده طولانی داشته باشند که این مطلب با توجه به کاربرد آنها در اتومبیل‌های هیبریدی و در نسل اول خودروهای الکتریکی نیکل-هیدرید فلزی تویوتا راو4[8] بجا مانده از سالیان پیش که هنوز هم پس از 100000 مایل (160000 کیلومتر) و بیش از یک دهه خدمت قابل استفاده هستند، اثبات می شود. از نکات منفی این باتری‌ها می توان به بازده ضعیف، تخلیه خودبخودی زیاد، چرخه‌های شارژ بسیار بدقلق و عملکرد ضعیف در هوای سرد اشاره کرد.

اونیک جنرال موتورز، باتری نیکل-هیدرید فلزی مورد استفاده در نسل دوم EV1 را تولید كرده و شرکت کوباسیس[9] نیز یك باتری تقریباً یكسان ساخت (ده سلول باتری 1.2 ولت 85 آمپرساعت نیکل-هیدرید فلزی به صورت سری در مقایسه با یازده سلول باتری در مورد باتری اونیک). این باتری عملکرد بسیار خوبی در خودروهای ای‌وی-وان داشت. قانون دست و پاگیر حق ثبت اختراع، استفاده از این باتری‌ها را در سال های اخیر با محدودیت زیادی مواجه ساخته است.

باتری نیکل-هیدرید

ماژول باتری NiMH خودروی اونیک جنرال موتورز[7]

3- باتری زبرا[10]

باتری سدیم نیکل کلرید یا باتری "زبرا" از نمک سدیم کلروآلومینات مذاب (NaAlCl₄) به عنوان الکترولیت استفاده می کند. باتری زبرا که یک فناوری نسبتاً تکامل یافته است، انرژی ویژه‌ای معادل Wh/kg 120 دارد. از آنجا که استفاده از باتری باید آن را گرم کرد، هوای سرد به جز افزایش هزینه‌های گرمایش، تأثیر شدیدی بر عملکرد آن‌ها نمی گذارد. این باتری‌ها در چندین خودروی برقی مانند خودروی تجاری مودک[11] مورد استفاده قرار گرفته‌اند. باتری‌های زبرا ضمن آنکه غیرسمی هستند قادرند طول عمری معادل چند هزار چرخه شارژ داشته باشند. از نکات منفی باتری زبرا می توان به توان ویژه ضعیف آن (کمتر از W/kg 300) و نیاز به گرم کردن الکترولیت تا حدود 270 درجه سانتیگراد (518 درجه فارنهایت) اشاره کرد که ضمن آنکه باعث اتلاف مقداری انرژی می شود، موجب ایجاد دشواری‌هایی به منظور ذخیره‌سازی طولانی مدت شارژ نیز گردیده و یک خطر بالقوه تلقی می شود.

باتری زبرا

4- باتری لیتیوم-یون

در ابتدا از باتری‌های لیتیوم-یون (و باتری‌های لیتیوم پلیمر که از نظر مکانیکی مشابه آنها هستند) به منظور استفاده در لپ‌تاپ‌ها و وسایل الکترونیکی مصرفی استفاده می‌شد. این باتری‌ها با توجه به چگالی انرژی بالا و عمر چرخه طولانی خود توانسته‌اند به عنوان باتری اصلی به منظور استفاده در خودروهای الکترونیکی تبدیل شوند. اولین ترکیب شیمایی تجاری لیتیوم-یونی شامل یک کاتد لیتیوم کبالت اکسید و یک آند گرافیت بود که برای اولین بار در سال 1979 توسط ان. گادشال[12] و اندکی بعد نیز توسط جان گوداناف[13] و آکیران یوشینو[14] مطرح شد. جنبه منفی باتری‌های لیتیوم-یونی نیز شامل حساسیت آنها به دما، عملکرد توانی در دمای پایین و افت عملکرد با افزایش عمر می شود. به دلیل نوسانات الکترولیت های آلی، وجود اکسیدهای فلزی بسیار اکسیده و ناپایداری حرارتی لایه آند SEI، باتری‌های یونی لیتیوم در صورت سوراخ شدن یا شارژ نامناسب، سبب به خطر افتادن ایمنی در برابر حریق می شوند. این سلول‌های اولیه در مواقع سرمای زیاد، نمی توانند شارژ را دریافت یا عرضه کنند، بنابراین در بعضی از اقلیم‌های آب و هوایی، استفاده از بخاری به منظور گرم کردن آنها الزامی است. میزان تکامل این فناوری در سطح متوسط است. تسلا رودستر[15] (2008) و سایر اتومبیل‌های تولید شده توسط این شرکت، از شکل اصلاح شده سلول های سنتی باتری لیتیوم-یونی رایانه همراه استفاده کردند.

ماشین‌های الکتریکی اخیر از تغییرات شیمیایی جدید لیتیوم-یون استفاده کرده‌اند که انرژی ویژه و قدرت ویژه را قربانی تأمین ایمنی در برابر آتش، سازگاری با محیط زیست، شارژ سریع (با سرعت چند دقیقه) و طول عمر بیشتر می نماید. نشان داده شده است که این گونه‌های جدید (فسفات‌ها، تیتانات‌ها، اسپینل‌ها و غیره) عمر بسیار بیشتری دارند و انتظار می رود که دوام گونه A123 که از لیتیوم آهن فسفات استفاده می کند، حداقل بیش از 10 سال و بیش از 7000 چرخه شارژ/تخلیه باشد، و شرکت ال‌جی شیمی نیز انتظار دارد که باتری‌های لیتیوم-منگنز اسپینل (لعل)[16] آنها تا 40 سال دوام بیاورند.

تحقیقات زیادی بر روی باتری‌های لیتیوم-یون در آزمایشگاه‌ها در حال انجام است. لیتیوم وانادیوم اکسید، پیش از این در خودروی نمونه اولیه G4e شرکت سوبارو به کار برده شده و چگالی انرژی را دو برابر کرده است. نانوسیم‌های سیلیکونی، نانو ذرات سیلیکونی، و نانو ذرات قلعی نوید چگالی انرژی چندین برابری در آند را می دهند در حالی که کاتدهای کامپوزیتی و ابر شبکه نیز نوید بهبود قابل توجه در چگالی انرژی را می دهند.

داده‌های جدید نشان داده است که قرار گرفتن در معرض گرما و استفاده از روش شارژ سریع، باعث افزایش افت کیفی باتری‌های لیتیوم-یونی بیشتر از سن و استفاده واقعی می‌شود به طوری که یک باتری خودرو الکتریکی معمولی پس از 6 سال و 6 ماه، 90% ظرفیت اولیه خود را حفظ خواهد کرد. به عنوان مثال، باتری موجود در خودروی نیسان لیف[17] دو برابر سریعتر از باتری بکاررفته در تسلا خراب می شود، زیرا خودروی لیف، فاقد سیستم خنک‌کننده فعال برای باتری خود است.

تجهیزات الکترونیکی باتری لیتیوم-یون

تجهیزات الکترونیکی نظارتی باتری لیتیوم-یون (محافظت در برابر شارژ بیش‌ازحد یا تخلیه شارژ)

خودروهای نمونه و ظرفیت باتری آنها

خودروهای کاملا الکتریکی

خودرو	ظرفیت
Addax MT	10-15 kWh
Audi e-tron	95 kWh
Ather 450X/ 450 Plus	2.9 kWh, 2.7 kWh
BMW i3	22–42 kWh
BMW iX3	80 kWh
BYD e6	60–82 kWh
Chevrolet Bolt / Opel Ampera-e	60 kWh (2017), 66 kWh (2020)
Citroen C-Zero / Peugeot iOn (i.MIEV)	16 kWh (2010), 14,5 kWh (2013)
DS 3 Crossback E-Tense	50 kWh
Fiat 500e	24 kWh
Ford Focus Electric (2012)	23 kWh, 33.5 kWh
Ford Focus Electric (2018)	33.5 kWh
Harley-Davidson LiveWire	15.5 kWh
Honda Clarity (2018)	25.5 kWh
Honda e	35.5 kWh
Hyundai Kona Electric	39.2–64 kWh
Hyundai Ioniq Electric	28 kWh
Kia Soul EV	27 kWh
Kia Niro EV	39.2–64 kWh
Jaguar I-Pace	90 kWh
Mini Cooper SE	32.6 kWh
Mercedes-Benz EQ C	80 kWh
Mitsubishi i-MIEV	16 kWh
Nissan Leaf I	24–30 kWh
Nissan Leaf II	24-60 kWh
Opel Corsa-e	50 kWh
Peugeot e-208	50 kWh
Renault Fluence Z.E.	22 kWh
Renault Twizy	6 kWh
Renault Zoe	22 kWh (2012), 41 kWh (2016), 52 kWh (2019)
Smart electric drive II	16.5 kWh
Smart electric drive III	17.6 kWh
TATA Nexon	30.2 kWh
Tesla Model S	60–100 kWh
Tesla Model X	60–100 kWh
Tesla Model 3	54–75 kWh
Tesla Model Y	54–75 kWh
Toyota RAV4 EV (1997)	27.4 kWh
Toyota RAV4 EV (2012)	41.8 kWh
VinFast VF e34	42 kWh
Volkswagen e-Golf Mk7	24–36 kWh
Volkswagen e-Up!	18.7 kWh (2014), 32.3 kWh (2020)
Rimac C Two	120 kWh
Zero Motorcycles	7.2 or 14.4 kWh

خودروهای هیبرید قابل شارژ با برق شهری

خودرو	ظرفیت
Audi A3 e-tron	8.8 kWh
Audi A6L e-tron (2016)	14.1 kWh
Audi Q7 e-tron	17 kWh
BMW i8	7 kWh
BMW 2 Series Active Tourer 225xe	6.0 kWh
BMW 330e iPerformance	7.6 kWh
BMW 530e iPerformance	9.2 kWh
BMW X1 xDrive25e	8.8 kWh
BMW X3 xDrive30e	16.4–17.2 kWh
BMW X5 xDrive40e	9.0 kWh
BMW X5 xDrive45e	21.0 kWh
Chevrolet Volt	16–18 kWh
Chrysler Pacifica Hybrid	16 kWh
Citroën C5 Aircross Plug-in	13.2 kWh
DS 9	11.8 kWh
Ford Fusion II / Ford C-Max II Energi	7.6 kWh
Fisker Karma	20 kWh
Honda Accord PHEV (2013)	6.7 kWh
Honda Clarity PHEV (2018)	17 kWh
Hyundai Ioniq Plug-in	8.9 kWh
Jeep Renegade 4xe	11.4 kWh
Kia Ceed Plug-in	8.9 kWh
Kia Niro Plug-in	8.9 kWh
Koenigsegg Regera	4.5 kWh^[32]
Land Rover Discovery Sport P300e PHEV	15 kWh
Land Rover Range Rover Evoque P300e PHEV	15 kWh
Mercedes-Benz A 250 e	15.6 kWh
Mercedes-Benz C 300 e	13.5 kWh
Mercedes-Benz C 350 e	6.4 kWh
Mini Countryman Cooper S E	7.6 kWh
Mitusbishi Outlander PHEV	12–13.8 kWh
Opel Grandland X Plug-in	13.2 kWh
Peugeot 3008 Plug-in	13.2 kWh
Polestar 1	34 kWh
Porsche 918 Spyder	6.8 kWh
Porsche Panamera E-Hybrid (2017)	14.1 kWh
Porsche Panamera E-Hybrid (2021)	17.9 kWh
Range Rover Evoque P300e	15 kWh
Renault Captur E-Tech Plug-In	9.8 kWh
Renault Mégane E-Tech Plug-In	9.8 kWh
Seat León e-Hybrid	13.0 kWh
Skoda Octavia iV	13.0 kWh
Toyota Prius III Plug-in (2012–2016)	4.4 kWh
Toyota Prius IV Plug-in (2016-present)	8.8 kWh
Toyota RAV4 Prime	17.8 kWh
Volkswagen Golf GTE (2014)	8.8 kWh
Volkswagen Golf GTE (2020)	13.0 kWh
Volkswagen Passat GTE (2015)	9.9 kWh
Volkswagen Passat GTE (2019)	13.0 kWh
Volkswagen XL1	5.5 kWh
Volvo S60 / Volvo V60 Plug-in Hybrid	11.2 kWh
Volvo XC40 T5 TwEn	10.7 kWh

خودروهای هیبرید بدون قابلیت شارژ با برق شهری

خودرو	ظرفیت
Audi A6 Hybrid (2012)	1.3 kWh
Cadillac Escalade 2008-2013 Dual-Mode Hybrid
Chevrolet Malibu (2016)	1.5 kWh
Chevrolet Silverado / Chevrolet Tahoe 2008-2013 Dual-Mode Hybrid
Ford Fusion II / Ford C-Max II	1.4 kWh
GMC Yukon / GMC Yukon Denali 2008-2013 Dual-Mode Hybrid
Honda Civic Hybrid I (2003–2005)	0.86 kWh
Honda Civic Hybrid II (2006–2011)	0.87 kWh
Honda Civic Hybrid III (2012–2015)	0.65 kWh
Hyundai Ioniq Hybrid	1.56 kWh
Kia Niro	1.56 kWh
Lexus CT 200h	1.3 kWh
Lexus NX 300h	1.6 kWh
PSA Peugeot-Citroën's 1st gen HYbrid4 system	1.1 kWh
Renault Clio E-Tech Hybrid	1.2 kWh
Toyota Prius I (2001–2003)	1.78 kWh
Toyota Prius II (2004–2009)	1.31 kWh
Toyota Prius III (2010–2015)	1.31 kWh
Toyota Prius IV (2016–present)	0.75 kWh
Toyota Prius C / Toyota Yaris Hybrid	0.9 kWh
Toyota Camry Hybrid (2012)	1.6 kWh

هزینه باتری خودروهای الکتریکی

در سال 2010، دانشمندان دانشگاه فنی دانمارک 10000 دلار آمریکا هزینه صرف یک باتری خودروی الکتریکی دارای مجوز با ظرفیت 25 کیلووات ساعت، بدون تخفیف یا افزایش هزینه (یعنی 400 دلار آمریکا/کیلووات ساعت) کردند. از میان 15 تولیدکننده باتری، فقط دو شرکت توانایی ارائه اسناد فنی لازم برای تضمین کیفیت و ایمنی در برابر آتش را دارند. مطابق با تخمینی که در سال 2010 زده شده است انتظار می‌رود که زمان مورد نیاز برای آنکه قیمت باتری به یک سوم برسد، حداکثر 10 سال باشد.

طبق مطالعه صورت گرفته در سال 2010 توسط شورای تحقیقات ملی ایالات متحده، هزینه مجموعه باتری لیتیوم-یون حدود 1700 دلار آمریکا به ازای کیلووات ساعت انرژی قابل استفاده بوده است و با توجه به اینکه PHEV-10 حدود 2.0 کیلووات ساعت و PHEV-40 حدود 8 کیلووات ساعت توان نیاز دارد، هزینه تولیدکننده مجموعه باتری برای PHEV-10 حدود 3000 دلار بوده و هزینه مذکور برای PHEV-40 تا 14000 دلار افزایش می یابد. مجله بررسی فناوری [18]MIT، هزینه مجموعه‌های باتری خودرو را تا سال 2020 بین 225 تا 500 دلار آمریکا به ازای هر کیلووات ساعت تخمین زد. مطالعه صورت گرفته در سال 2013 توسط شورای آمریکایی صرفه‌جویی در مصرف انرژی[19] اظهار نمود که هزینه باتری از 1300 دلار به ازای هر کیلووات ساعت در سال 2007 به 500 دلار به ازای هر کیلووات ساعت در سال 2012 کاهش یافته است. وزارت انرژی ایالات متحده[20]، اهداف هزینه‌ای را در مورد انجام تحقیقات بر روی باتری‌های مورد حمایت خود مالی خود در ایالات متحده با هزینه 300 دلار بر کیلووات ساعت در سال 2015 و 125 دلار بر کیلووات ساعت در سال 2022 وضع کرده است. کاهش هزینه‌ها از طریق پیشرفت در فناوری باتری و حجم تولید بیشتر سبب می شود که وسایل نقلیه الکتریکی قابل اتصال به برق شهری بتوانند رقابت بیشتری با خودروهای موتور احتراق داخلی متداول داشته باشند. در سال 2016، جهان از ظرفیت 41.57 گیگاوات ساعتی تولید لیتیوم-یون برخوردار بوده است.

نمونه‌های اولیه باتری لیتیوم-یون-پلیمر با ظرفیت W⋅h/kg 50

نمونه‌های اولیه باتری لیتیوم-یون-پلیمر با ظرفیت W⋅h/kg 50. سلول‌های لیتیوم-یونی جدید می توانند حداکثر ظرفیت W⋅h/kg 265 را تأمین کرده و طول عمری معادل با هزاران چرخه شارژ دارند.

هزینه‌های واقعی سلول‌های باتری مورد بحث و گمانه‌زنی بسیاری بوده است، زیرا اکثر تولیدکنندگان خودروهای الکتریکی از بحث مفصل و دقیق در این باره خودداری می کنند. با این حال، در اکتبر سال 2015، شرکت سازنده اتومبیل جنرال موتورز[21] در کنفرانس سالانه تجارت جهانی[22] خود اعلام کرد که انتظار می رود در ابتدای سال 2016، قیمت 145 دلار به ازای هر کیلووات ساعت برای سلول‌های لیتیوم-یون حاصل شود که به طور قابل توجهی پایین تر از برآورد هزینه دیگر تحلیلگران بود. جنرال موتورز همچنین پیش‌بینی کرد که تا پایان سال 2021 هزینه این باتری‌ها 100 دلار آمریكا بر کیلووات ساعت باشد.

طبق تحقیقی که در فوریه 2016 توسط شرکت سرمایه‌گذاری انرژی جدید بلومبرگ (BNEF)[23] منتشر شد، قیمت باتری از سال 2010 به بعد حدود 65% و در سال 2015 تقریبا 35% کاهش یافته و به 350 دلار بر کیلووات ساعت رسیده است. در این تحقیق نتیجه‌گیری می شود که روند تغییرات هزینه های باتری در مسیری قرار دارد که تا سال 2022، خودروهای الکتریکی فاقد یارانه دولتی در اکثر کشورها مقرون به صرفه تر از اتومبیل های دارای موتور احتراق داخلی خواهند بود. پروژه‌های شرکت BNEF نشان می دهد که تا سال 2040، قیمت ماشین‌های برقی دوربرد، کمتر از 22000 دلار آمریکا که در سال 2016 اعلام شد خواهد بود. شرکت BNEF انتظار دارد که هزینه‌های باتری ماشین الکتریکی تا سال 2030 به مراتب کمتر از 120 دلار بر کیلووات ساعت بوده و پس از آن نیز با دسترسی به ترکیبات شیمایی جدید، بیشتر از این کاهش یابد.

مقایسه برآورد قیمت باتری

نوع باتری	سال	هزینه (US$/kWh)
لیتیوم-یون	2016	130^[43]-145^[40]
لیتیوم-یون	2014	200–300^[44]
لیتیوم-یون	2012	500–600^[45]
لیتیوم-یون	2012	400^[46]
لیتیوم-یون	2012	520–650^[47]
لیتیوم-یون	2012	752^[47]
لیتیوم-یون	2012	689^[47]
لیتیوم-یون	2013	800–1000^[48]
لیتیوم-یون	2010	750^[49]
نیکل- هیدرید فلزی	2004	750^[50]
نیکل- هیدرید فلزی	2013	500–550^[48]
نیکل- هیدرید فلزی		350^[51]
سرب- اسید		256.68

مقایسه برآورد دوام باتری

نوع باتری	سال تخمین	چرخه‌	مایل	سال
لیتیوم-یون	2016	>4000^[52]	1,000,000^[52]	>10^[53]
لیتیوم-یون	2008		100,000^[54]	5^[54]
لیتیوم-یون			60,000	5
لیتیوم-یون	2002			2-4^[55]
لیتیوم-یون	1997	>1,000^[56]
نیکل- هیدرید فلزی	2001		100,000^[57]	4^[57]
نیکل- هیدرید فلزی	1999	>90,000^[58]
نیکل- هیدرید فلزی			200,000^[51]
نیکل- هیدرید فلزی	1999	1000^[59]	93,205.7^[59]
نیکل- هیدرید فلزی	1995	<2,000^[60]
نیکل- هیدرید فلزی	2002	2000^[55]
نیکل- هیدرید فلزی	1997	>1,000^[61]
نیکل- هیدرید فلزی	1997	>1,000^[56]
سرب- اسید	1997	300–500^[56]		3

شما مشتریان گرامی میتوانید لوازم یدکی کیا و لوازم یدکی هیوندای را با به صرفه ترین قیمت و همچنین بهترین کیفیت از مجموعه پارتستان خریداری کنید، همچنین برای اطلاع از قیمت لوازم یدکی با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

[1] deep-cycle batteries

[2] zebra

[3] Flooded lead-acid batteries

[4] deep cycle batteries

[5] Detroit Electric

[6] Citicar

[7] GM Ovonic

[8] Toyota RAV4 EV

[9] Cobasys

[10] Zebra

[11] Modec

[12] N. Godshall

[13] John Goodenough

[14] Akira Yoshino

[15] Tesla Roadster

[16][16] lithium-manganese spinel

[17] Nissan LEAF

[18] MIT Technology Review

[19] American Council for an Energy-Efficient Economy

[20] U.S. Department of Energy

[21] GM

[22] annual Global Business Conference

[23] Bloomberg New Energy Finance (BNEF)