רק עשר דקות של טעינה ליום נסיעה – מסתבר שזה לא חלום רחוק

בכל פעם שמנסים להבין מדוע אנשים עדיין לא עוברים בהמוניהם לרכבים חשמליים, הנימוקים המיידיים והבולטים מתייחסים לטווח מוגבל ולחוסר בתחנות טעינה שיספקו רשת אמינה שתתמוך בנסיעה למרחק. כשתשאלו את אותם אנשים "ומה אם היו מספיק תחנות טעינה?" הם יענו כמעט מיד שלא משתלם לעמוד שלוש שעות בתחנת טעינה בכל פעם שאתה צריך למלא את הסוללה.

עם זאת, חשוב לציין שרוב הנהגים של רכבים חשמליים כלל לא יצטרכו לעצור "לתדלק": עיקר ההטענה של רכבים חשמליים אלה מתרחשת בטעינה לילית בבית הנהג – כך שתחנות טעינה נועדו לתמוך במעטים שצריכים לבצע נסיעה ארוכה בצורה משמעותית במהלך יום, מעבר לטווח הניתן לטעינה בבית. גם הטענות חריגות אלה אינן מתבצעות לרוב לטווח טעינה מלאה אלא רק להשלמת ה'לג' הנותר להגעה ליעד.

הטעינה המסחרית המהירה היום- 75 דקות להטענה מלאה

אבל מה קורה כאשר בכל זאת צריך להסתמך על עצירה בתחנת טעינה? כאשר בודקים מה הם זמני הטעינה של רכבים קיימים כיום, רואים שהמובילה בזמן הטעינה היא טסלה מודל S, שיכולה להגיע לסוללה מלאה תוך 75 דקות כאשר מחוברת לאחד מה-Superchargers  של טסלה. עדיין, זמן די ממושך במידה ואתם חוזרים עם המשפחה מאילת וצריכים להגיע עד חיפה.

בזכות קבוצת חוקרים מאוניברסיטת פנסילבניה התמונה הולכת להשתנות באופן מהותי, וכנראה שתביא לעיצוב מחודש של דגמים רבים בשנים הקרובות. במאמר שפורסם בכתב העת Joule בסוף אוקטובר, רק מספר שבועות לאחר ההודעה על זכיית מפתחי סוללת הליתיום בפרס נובל, מסבירים החוקרים האמריקאים על טכניקה חדשה לייעול טעינת סוללת הליתיום – כמו גם הארכת חייה.

עד 400 ק"מ בכל טעינה

טעינה מהירה כל כך דורשת זרם גבוה. עם זאת, בטמפרטורות נמוכות "יחסית", אפילו 30 מעלות צלזיוס – טעינה בזרם גבוה של סוללת ליתיום גורמת ליוני הליתיום להתארגן בצורה שאינה יעילה בתוך הסוללה. טמפרטורה גבוהה יותר, של 60 מעלות צלזיוס, מאפשרת ליוני הליתיום לנוע מהר מספיק כדי להימנע ממצב בעייתי זה. החיסרון – סוללה חמה לאורך זמן יכולה לגרום לצרות אחרות.

כפתרון למצב, צוות החוקרים הציעו לחמם את הסוללה ל-60 מעלות רק מספיק זמן כדי לטעון אותה, ומיד לקרר אותה אחר כך. על מנת לעשות זאת פיתחו סוללה בעיצוב חדש שכולל רדיד דק עשוי ניקל, שיפעל כגוף חימום פנימי. על ידי חימום הסוללה ל-60 מעלות וקירור מידי בחזרה לטמפרטורת החדר, החוקרים הצליחו לטעון את הסוללה ל-80% תוך 10 דקות וגם להימנע מפגיעה בה, גם כאשר התהליך חוזר על עצמו שוב ושוב.

בריאיון לגארדיאן הבריטי התייחס פרופ' צ'או-יאנג וואנג, פרופסור באוניברסיטה של פנסילבניה ואחד מכותבי המאמר לתוצאותיו: "אם תקום תשתית אמינה של תחנות טעינה מהירות ברחבי המדינה, נהגים יפסיקו לחשוש בנוגע לטווח הנסיעה. אחרי שכילו 300-400 ק"מ, הם יוכלו לטעון טווח זהה תוך רק עשר דקות".

בקרוב – גופי קירור במנוע החשמלי

אצל כל מי ששומע על הסוללה החדשה עולה אותה שאלה – זה טוב ויפה שאפשר להרתיח את הסוללה וכך לטעון אותה מהר, אבל מה בנוגע לקירור? ובכלל, מה זה עושה לחיי הסוללה?

אז כן, מסתבר שגופי הרכבים החשמליים הולכים להפוך ליותר מורכבים מכפי שחשבנו. חלק מרכזי מתהליך הטעינה המהירה החדש מצריך קירור כמעט מידי של הסוללה לטמפרטורת החדר על מנת למנוע נזק לסוללה, ולא יוכל להסתמך אך ורק על קירור אוויר.

נראה שלא רק סוללה ובלמים ירכיבו את מנוע הרכב החשמלי, ובקרוב נתחיל לראות פיתוח מאסיבי של גופי קירור לסוללה שיצטרכו להיות מוטמעים ברכבים שירצו להשתמש בטכנולוגית הטעינה המהירה. משמעות מצב זה היא שכנראה לא נראה את הטעינה המהירה בתחנה הקרובה לביתנו כל כך מהר, ומומחים שונים צופים שייקחו לפחות שנתיים עד שהרכבים יוכלו לעמוד בפיתוח הדרוש לצורך הטעינה.

החדשות הטובות הן, שהחוקרים הראו במאמרם כי סוללת הרכב החשמלי מסוגלת לעמוד בלא פחות מ-2,500 סבבים של טעינה מהירה (הכוללת קירור) בלי לאבד חלק משמעותי מההספק והיעילות שלה, שיורדים בפחות מעשרה אחוזים עד אז. כמות כזו של טעינות שקולה ל-800 אלף ק"מ נסיעה, אורך חיים שמכוניות מונעות דלק רבות היו רק חולמות להגיע אליו.

חרדת טווח נסיעה, לא עוד

טעינה של יותר מ-300 ק"מ בתוך עשר דקות הופכים את חרדת טווח הנסיעה למועמדת טובה לכניסה לספרי ההיסטוריה. כניסה מסיבית של רכבים ותחנות שיתמכו בטכניקה זו תהווה תמריץ משמעותי למעבר לתחבורה חשמלית בשנים הקרובות – וזו גם מטרת הקבוצה מפנסילבניה. "טעינה בעשר דקות חיונית למעבר העתידי של אנשים לרכבים חשמליים, כי כך תעלם החרדה מטווח הנסיעה ואנשים יסכימו לחשוב על כך. אנחנו עובדים כעת על צמצום נוסף של זמן הטעינה, אפילו עד חמש דקות" אמר וואנג.

צעד נוסף שמקווים כי ימגר את חרדת הנהגים מסוללה ריקה באמצע המדבר הוא רשת תחנות הטעינה העצומה שמקימה Electrify America, חברת הבת של פולקסווגן שהוקמה כחלק מהסדר הפיצויים של פרשת דיזלגייט. עם ההצטרפות של אמזון ופורד למיזם, צפויות לקום 12,000 תחנות ברחבי ארה"ב בשנים הקרובות. יחד עם רשת הטעינה של טסלה הקטנה יותר ימצאו למעלה מ-50,000 מטענים בתחנות טעינה בארה"ב – יחד עם יותר ויותר חברות שמספקות מטענים ביתיים.

אולי בקרוב גם נוכל למלא את הסוללה בכביש 6 לפני שהחבר חוזר עם קפה.