تمثل السيارة النموذجية «Triple 10 Challenge»، التي ابتكرتها شركة شل للنفط، اقتراحًا مثيرًا للاهتمام لمستقبل السيارات الكهربائية. يوسع هذا النموذج التكنولوجي حدود قدرات البطاريات من خلال الجمع بين الشحن فائق السرعة، والكفاءة العالية في استهلاك الطاقة، وتقليل البصمة الكربونية على مدار دورة الحياة الكاملة. السر يكمن في اتباع نهج جديد لإدارة الحرارة في البطاريات.
تطوير سوائل جديدة لتبريد البطاريات
وليس من المستغرب أن تزيد شركة النفط البريطانية-الهولندية «شل» استثماراتها بشكل متزايد في مجال الأبحاث المتعلقة بمواد التشحيم والتقنيات المخصصة للسيارات الكهربائية. وبعد أن أصبحت الشركة بالفعل على رأس شبكة كبيرة من محطات الشحن (من خلال الاستحواذ على مشغلين متخصصين) عبر «شيل ريتشارج»، فإنها تعقد أيضًا شراكات مع مصنعي البطاريات وموردي قطع الغيار. الهدف: تطوير سوائل جديدة وسوائل تبريد للبطاريات، وهو تحدٍ رئيسي لهذه الصناعة، بالإضافة إلى تبسيط طرق الاستخدام.
في هذا السياق، يعتمد مشروع «Triple 10 Challenge» الذي قدمته شركة شل مؤخرًا على ثلاثة تحديات: تحقيق وقت شحن أقل من 10 دقائق، وكفاءة في استهلاك الطاقة تبلغ 10 كيلومترات لكل كيلوواط/ساعة مستهلك، والحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى 10 أطنان على مدار دورة حياة السيارة بأكملها. تتخذ هذه السيارة النموذجية شكل سيارة من فئة SUV B، التي تحظى بشعبية كبيرة في أسواقنا، والتي تتمتع بالعديد من المزايا: خفة الوزن، والمرونة، وتكلفة شراء أقل.
نهج جديد في إدارة الحرارة
في صميم هذا المشروع، طورت شركة شل سائلًا حراريًّا عازلًا للكهرباء يعمل على احتواء الحرارة المنبعثة من خلايا البطارية (وهو العامل الذي يحد من قدرة الشحن). وعلى عكس الأنظمة التقليدية التي تستخدم مزيجًا من الماء والإيثيلين جلايكول، تتيح هذه التقنية التبريد عن طريق الغمر المباشر للبطارية، وكذلك للمحرك الكهربائي ونظام الطاقة الإلكتروني. وبذلك، تُعد سيارة «Triple 10 Challenge» أول مركبة معتمدة للسير على الطرق العامة تُثبت إمكانات بنية التبريد ذات الدائرة الواحدة، القادرة على إدارة درجة حرارة مجموعة الدفع بأكملها بكفاءة، بما في ذلك أثناء مراحل الشحن السريع في الظروف القاسية.
المزايا: يساهم هذا النوع من أنظمة التبريد في تقليل وزن المركبة، وتحسين كفاءتها في استهلاك الطاقة، وتبسيط عملية تصنيعها، حيث إن التقنيات اللازمة متوفرة بالفعل.
شحن من 10 إلى 80٪ في أقل من عشر دقائق
بشكل ملموس، يمكن للسيارة شحن بطاريةها من 10% إلى 80% في غضون 9 دقائق و54 ثانية باستخدام محطة شحن عامة بقدرة 175 كيلوواط، وهي قدرة شائعة نسبيًا بين محطات الشحن السريع المتوفرة حاليًا. ومن شأن هذا الأداء أن يتيح استعادة ما يصل إلى 245 كيلومترًا من المدى في عملية شحن واحدة، وذلك بفضل بطارية أكثر إحكاما واستخدام هذه السوائل الحرارية. وبالمقارنة مع السيارات الكهربائية التقليدية، تتيح هذه التقنية الحصول على مدى أكبر بخمس مرات لكل دقيقة شحن. تقترب هذه الأرقام من أداء الشحن فائق السرعة الذي عرضته مؤخرًا شركتا التصنيع الصينيتان BYD وZeekr.
وفي هذه الحالة، تريد شركة شل أن تثبت أنه لم يعد من الصعب امتلاك بطارية «ذات سعة صغيرة» يتم شحنها بسرعة وبشكل متكرر.
انخفاض البصمة الكربونية إلى النصف
إلى جانب سرعة الشحن، تسلط «شل» الضوء على الفوائد البيئية لسيارتها النموذجية. بفضل بطارية ذات سعة أقل، ونظام تبريد مبسط، واستخدام مكونات خفيفة الوزن مصنوعة من مواد معاد تدويرها، تبلغ البصمة الكربونية للسيارة 10 أطنان من ثاني أكسيد الكربون على مدار دورة حياتها الكاملة، أي ما يقل بنحو 50% عن تلك الخاصة بالسيارات الكهربائية المماثلة المتوفرة حالياً.
تعزيز كفاءة استخدام الطاقة
وأخيرًا، يمكن لهذه السيارة النموذجية أن تحقق كفاءة في استهلاك الطاقة تبلغ 10 كم/كيلوواط ساعة، أي أنها تحسن كفاءتها بنسبة 30% مقارنةً بالسيارات الكهربائية من الجيل الحالي. وبالنسبة لشركة شل، فإن هذا النهج يثبت أنه من الممكن تحسين الأداء العام دون اللجوء إلى بطاريات أكبر حجمًا.
تقنية مصممة خصيصًا للصناعة
وبالتالي، فإن هذا النموذج التجريبي يتعارض مع الاتجاه السائد حالياً المتمثل في زيادة حجم البطاريات باستمرار من أجل تحسين مدى السير وأداء السيارات الكهربائية. ولن يقتصر الأمر على أن دمج سوائل التبريد هذه سيخفف من الوزن الإجمالي للسيارة الكهربائية فحسب، بل سيؤدي أيضًا إلى تحسين رشاقتها واستهلاكها للطاقة، فضلاً عن تقليل كمية المواد الخام والموارد اللازمة للإنتاج على نطاق واسع. وتعلن شركة شل أن هذه البنية متوافقة مع الطرازات المستقبلية المخصصة للجمهور العام.
ويثبت أهمية هذا النموذج التجريبي أن الابتكارات في مجال كهربة أسطول السيارات لا تتمثل دائمًا في التنافس على استخدام المزيد من المواد (المزيد من الخلايا، أو سعة أكبر، أو تركيبات كيميائية معقدة لتخزين الطاقة) بل إن التركيز على المكونات مثل السوائل يمكن أن يلعب دوراً رئيسياً في تطور السيارات الكهربائية في المستقبل القريب.
