ما الفرق بين السعة والطاقة؟

على الرغم من أننا نستخدم سعة الكلمة في المحادثات اليومية ، إلا أن لها معنى خاصًا لعلماء البطاريات ، مما قد يؤثر على كيفية فهمنا لأداء البطارية. بعبارات أبسط ، تصف سعة البطارية عدد الإلكترونات التي يمكن تخزينها لاستخدامها لاحقًا.

لا تخبرك سعة البطارية بمقدار الطاقة التي تخزنها أو نطاق القيادة الذي يمكن أن توفره حتى مع السعة الجيدة ، لا يمكن معرفة مقدار الطاقة التي تخزنها البطارية دون معرفة الجهد. هذا لأن الجهد العالي سيوفر المزيد من الطاقة لسعة معينة. الرياضيات بسيطة:

الطاقة (واط / ساعة) = السعة (أمبير / ساعة) × الجهد (فولت)

لنلقِ نظرة على مثال باستخدام المعادلة أعلاه - إذا كانت البطارية بسعة 3 أمبير / ساعة ومتوسط ​​جهد يبلغ 3.7 فولت ، فإن إجمالي الطاقة المخزنة في تلك البطارية هو 11.1 واط / ساعة - 3 أمبير / ساعة (قدرة) × 3.7 فولت (جهد) = 11.1 واط / ساعة (طاقة). هذا يكفي تقريبًا لتشغيل هاتف ذكي لمدة يوم واحد [1] ؛ تشكل الآلاف من هذه البطاريات حزمة بطارية EV.

يقدم هذا الرسم البياني تشبيهًا يوضح الفرق بين السعة والطاقة. يتم تمثيل السعة بكمية الماء في الجزء العلوي من التل والجهد من خلال ارتفاعها. تستخرج الطاحونة الطاقة في قاع التل. لمعرفة مقدار الطاقة التي يمكن للمطحنة استخدامها ، تحتاج إلى معرفة الارتفاع وكمية المياه. في البطاريات ، المبدأ هو نفسه ؛ يؤثر الجهد على طاقة البطارية بقدر تأثيرها على قدرتها.

دورة الحياة: طاقة أم قدرة؟

قد ترى المركبات الكهربائية أن نطاق قيادتها يتلاشى بعد عدة دورات شحن (يُقاس هذا التأثير على أنه دورة حياة). يمكن أن يحدث هذا الخبو بسبب عوامل مثل الشحن السريع المتكرر أو درجات الحرارة القصوى. هذا هو السبب في أن كوانتوم سكيب تُخضع بطارياتها للاختبارات على مدى عدة مئات من الدورات ، مع سرعات شحن سريعة وظروف تشغيل نموذجية.

إذن ، يتطلب توقع العمر المفيد للبطارية فهم كيف تفقد البطارية القدرة على تخزين الطاقة بمرور الوقت (أو عدة دورات). هذا هو السبب في أننا في Green Tech ، نقوم دائمًا بالإبلاغ عن احتباس طاقة التفريغ في اختبارات دورة الحياة لدينا. هذا مقياس لمقدار الطاقة التي يمكن أن توفرها البطارية في كل دورة ، وفي بطاريتنا ، يتلاشى هذا ببطء شديد: بعد 10000 دورة ، لا يزال بإمكان بطاريتنا توفير أكثر من 80٪ من كمية الطاقة الأصلية.

عندما تتضمن اختبارات دورة الحياة فقط الاحتفاظ بالقدرة ، وليس الاحتفاظ بالطاقة ، فإن هذا يروي نصف القصة فقط بدون معرفة كيفية تغير الجهد بمرور الوقت ، من المستحيل التمييز بين بطارية يمكن أن تدوم مئات الدورات والبطارية التي ستكون عديمة الفائدة تقريبًا بعد بضع عشرات فقط.

هذا مهم لأن تسريع ثورة السيارة الكهربائية يتطلب بطاريات جديدة يمكنها تقديم أداء محسن للسائقين مع تحمل سنوات عديدة من دورات الشحن. لا تكون البطارية التي يمكنها تعبئة المزيد من الطاقة في سيارة كهربائية مفيدة إذا تلاشت هذه الطاقة بسرعة في غضون بضعة أشهر ، والبطارية التي يمكن شحنها بسرعة لا تكون مفيدة إذا كان الشحن السريع يضر بعمر السيارة وقيمتها. لذلك ، في المرة القادمة التي ترى فيها تقارير عن البطارية حول أداء دورة الحياة ، تأكد من التحقق مما إذا كانت طاقة فعلية أم مجرد سعة إذا تم الإبلاغ عن السعة فقط ، فلن يكون لديك كل ما تحتاجه لفهم كيفية تلاشي هذه البطارية بمرور الوقت في سيارة كهربائية حقيقية.