خلايا الحقيبة: تقنية البطاريات المبتكرة تربط بين Mk1 Leaf وCayenne EV

القليل من الأشياء في تاريخ تكنولوجيا السيارات يمكن أن تتطور بسرعة كبيرة مثل مجموعة بطاريات الليثيوم أيون، والتي تعمل أشكالها المختلفة على تشغيل جميع المركبات الكهربائية على الطرق اليوم.

عندما كسرت تسلا القالب في عام 2013 مع الطراز S، كانت بطاريتها تتألف من عدة آلاف من الخلايا الأسطوانية الفردية “18650”. الاسم مشتق من أبعاد كل واحدة، حيث يبلغ قطرها 18 ملم وطولها 65 ملم، بحيث لا تختلف عن البطارية المحلية في الشكل.

تولد خلية 18650 فردية بضعة فولتات فقط، لكن ربطها معًا في سلسلة يعطي مئات الفولتات اللازمة لبطارية الجر الكهربائية. تجميعها بالتوازي يوفر القدرة ويزيد التيار. كان اختيار تنسيق 18650 بمثابة خطوة ذكية لأنها كانت بالفعل بطارية متوافقة مع معايير الصناعة، ولكن هناك تنسيقات أخرى أيضًا.

واحدة من هذه هي خلايا الحقيبة. استخدمت أول سيارة نيسان ليف خلايا الحقيبة، وبهذا المعنى، فإن سيارة بورش كايين EV الجديدة لديها شيء مشترك معها.

تم إطلاق The Leaf عالميًا في عام 2010 ووصلت إلى المملكة المتحدة بعد ذلك بعامين. كانت قادرة على السير حوالي 70-80 ميلاً بشحنة واحدة لبطاريتها التي تبلغ طاقتها 24 كيلووات في الساعة، والتي تتكون من 192 خلية كيس، أربعة في كل وحدة من 48 وحدة.

وتتكون بطارية كايين أيضًا من 192 خلية كيسية أكبر، 32 منها في كل وحدة من الوحدات الست. لكنها بعيدة كل البعد عن بطارية Leaf الصغيرة عندما يتعلق الأمر بالسعة: فقدرتها البالغة 113 كيلووات في الساعة تمنح السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات عالية الأداء نطاقًا يزيد عن 370 ميلًا.

كيف يتم صنع هذه البطاريات القوية بشكل لا يصدق؟ وتقوم بورشه بتجميع الوحدات في متجر البطاريات الذكية التابع لها في هورنا ستريدا في سلوفاكيا باستخدام خلايا مصنوعة في أوروبا. بمجرد تصنيع الخلايا، يتم شحنها إلى المصنع لتركيبها في الوحدات. يقوم المورد بتجهيز الوحدات النهائية بكابلات عالية الجهد والموصلات المرتبطة بها، ويقوم مقاول خارجي بتجميع الوحدات الست الكاملة في حزمة البطارية عالية الجهد.

يتم تجميع الوحدات في ظروف نظيفة تمامًا، مع معايير صارمة لحماية المكونات من التفريغ الكهروستاتيكي. يتم اختبار خلايا الحقيبة وإعدادها ثم تكديسها فوق بعضها البعض مع محاذاة دقيقة للغاية للموصلات.

يتم إدخال هذه الأكوام في حاملات الخلايا ويتم وضع علامات تبويب الخلايا (الموصلات) وربطها بواسطة اللحام بالليزر الآلي. تتم إضافة مادة رغوية لتثبيت وحماية المداخن والمواد الموصلة حرارياً التي يتم إدخالها بين الخلايا للمساعدة في تبديد الحرارة.

بعد الاختبارات الكهربائية والوظيفية والأبعاد، وقياسات العزل والفحص البصري الشامل، يتم شحن الوحدات إلى المقاول لتجميع البطارية النهائية. يتم تسجيل بيانات الإنتاج لكل وحدة وتقول بورشه إنها ستكون قادرة على تتبع كل وحدة حتى بعد سنوات عديدة.

وأخيراً، قبل تجميعها في السيارات، تخضع البطاريات لاختبارات الأداء في مركز التحليل الخاص بشركة بورشه، حيث يتم التركيز على طول العمر وإمكانية الشحن.