قد يكون إصلاح بطارية السيارة الكهربائية أمرًا خطيرًا.هذا هو السبب وراء قيام الميكانيكيين بذلك

يؤدي إصلاح بطاريات السيارات والدراجات الإلكترونية إلى توفير المال والموارد، لكن المشاكل تعيق نمو الصناعة
يتلقى ريتش بينوا مكالمات هاتفية ثلاث مرات يوميًا تقريبًا من مالكي سيارة Tesla Model S القديمة التي بدأت بطاريتها بالفشل في متجر السيارات الخاص به، The Electrified Garage.البطاريات التي يمكن أن توفر نطاقًا يصل إلى مئات الأميال فجأة يمكن أن تدوم لمسافة 50 ميلًا فقط عند شحنها.غالبًا ما لا تأتي هذه المركبات مع ضمان، ويمكن أن يكلف استبدال البطارية ما يزيد عن 15000 دولار.
بالنسبة لمعظم المنتجات، يعد الإصلاح خيارًا أكثر اقتصادا من الاستبدال.وقال بينوا، الذي يدير أحد ورش إصلاح تسلا المستقلة القليلة في الولايات المتحدة، إن العديد من بطاريات تسلا قابلة للإصلاح نظريًا.ولكن نظرًا للوقت والتدريب المطلوبين، ومخاوف السلامة وتعقيد عملية الإصلاح، يقول بينوا إن إصلاح بطارية السيارة في متجره يمكن أن يكلف ما يصل إلى 10000 دولار، وهو أكثر مما يرغب معظم المستهلكين في دفعه.وقال إنه بدلاً من ذلك، يختار العديد من الأشخاص بيع سياراتهم القديمة أو التخلص منها ثم شراء سيارة تيسلا جديدة تمامًا.
وقال بينوا: "إن [السيارة] أصبحت الآن تقريبًا مثل عنصر مستهلك، مثل التلفزيون".
تشير تجربة بينوا إلى مشكلة بدأ يواجهها المتبنون الأوائل للسيارات الكهربائية وأجهزة التنقل الصغيرة الكهربائية مثل الدراجات الإلكترونية والدراجات البخارية الإلكترونية: تحتوي هذه المركبات على بطاريات كبيرة باهظة الثمن لا يمكن تحملها بمرور الوقت.يمكن أن توفر إعادة تصنيع هذه البطاريات فوائد الاستدامة من خلال توفير الطاقة والموارد التي كان من الممكن استخدامها لصنع بطاريات جديدة.وهذا مهم بشكل خاص للسيارات الكهربائية، التي تحتوي على بطاريات كبيرة جدًا يجب استخدامها لسنوات لتعويض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة أثناء إنتاجها.لكن العديد من السيارات الكهربائية وبطاريات السيارات الكهربائية مصممة بحيث يصعب إصلاحها، وبعض الشركات المصنعة لا تشجع هذه الممارسة، مستشهدة بمخاوف تتعلق بالسلامة.تجعل مشكلات التصميم ومتطلبات السلامة ونقص الأجزاء من الصعب على الميكانيكيين المستقلين القلائل المكلفين بخدمة بطاريات السيارات الكهربائية أو الدراجات الإلكترونية تحمل تكاليف الإصلاح.
يقول تيموثي روفيجناك، الذي يدير شركة صغيرة لإصلاح بطاريات الدراجات الإلكترونية تدعى Daurema في بروكسل ببلجيكا: "هناك الكثير من البطاريات في سلة المهملات التي يمكن تجديدها".ولكن "نظرًا لأنها ليست مخصصة للإصلاح، فمن الصعب العثور على سعر جيد".
تحتوي بطاريات الليثيوم أيون في الهواتف الذكية على "خلية" تتكون من أنود الجرافيت وكاثود معدني وإلكتروليت سائل يسمح لأيونات الليثيوم بالتحرك من جانب إلى آخر، مما يولد جهدًا كهربائيًا.تحتوي بطاريات الدراجات الكهربائية عادةً على عشرات الخلايا.وفي الوقت نفسه، يمكن أن تحتوي بطاريات السيارات الكهربائية على مئات الآلاف من الخلايا الفردية، والتي غالبًا ما يتم تعبئتها في "وحدات" ثم يتم دمجها في حزم البطاريات.بالإضافة إلى الخلايا والوحدات، تشتمل بطاريات السيارات الكهربائية والدراجات الإلكترونية غالبًا على نظام إدارة البطارية الذي يراقب صحة البطارية ويتحكم في معدلات الشحن والتفريغ.
تتحلل جميع بطاريات الليثيوم أيون بمرور الوقت وستتطلب استبدالها في النهاية.ومع ذلك، عندما تحتوي البطارية على العديد من الخلايا الفردية والمكونات الأخرى، يمكن أحيانًا إطالة عمرها من خلال الإصلاح، وهي عملية تتضمن تحديد الخلايا أو الوحدات التالفة واستبدالها، بالإضافة إلى إصلاح المكونات المعيبة الأخرى، مثل نظام إدارة البطارية المعيب.في بعض الحالات، يلزم استبدال وحدة واحدة فقط.يؤدي استبدال هذه الوحدة، بدلاً من استبدال البطارية بأكملها، إلى تقليل الحاجة إلى المعادن مثل الليثيوم، بالإضافة إلى انبعاثات الكربون المرتبطة بإنتاج بطارية بديلة (أو سيارة جديدة).وقال جافين هاربر، الباحث الذي يدرس استدامة البطاريات في جامعة برمنغهام في المملكة المتحدة، إن هذا يجعل تجديد البطاريات “مثالياً للاقتصاد الدائري (نظام يوفر الموارد ويعيد استخدامها).
على الرغم من أنها ليست رخيصة بالضرورة، إلا أنه يمكنك توفير المال عن طريق إصلاح البطارية.عادةً ما يكلف إصلاح بطارية السيارة الكهربائية حوالي نصف تكلفة البطارية الجديدة.تقدر شركة Cox Automotive أنها منذ أن بدأت تقديم خدمات إصلاح بطاريات السيارات الكهربائية في عام 2014، وفرت أكثر من 1 جيجاوات/ساعة من البطاريات، وهو ما يكفي لتشغيل حوالي 17000 سيارة كهربائية جديدة من التخلص منها قبل الأوان.
قال هيلبس لغريست: "هناك العديد من الأسباب التي تجعل الإصلاح أكثر فعالية من حيث التكلفة من الاستبدال".
لكن الخبراء يقولون إن إصلاح البطارية أمر خطير ولا ينبغي إجراؤه في المنزل أو من قبل الأشخاص الذين يقومون بذلك لأول مرة.إذا تعرضت البطارية للتلف أثناء الإصلاح، فقد يتسبب ذلك في حدوث ماس كهربائي، مما قد يؤدي إلى نشوب حريق أو انفجار.قد يؤدي عدم ارتداء القفازات المناسبة ذات الجهد العالي عند محاولة الإصلاح إلى حدوث صدمة كهربائية.وقال جون ماتنا، صاحب ورشة إصلاح الدراجات الإلكترونية في شركة Chattanooga Electric Bike Co، إذا كنت لا تعرف ما تفعله، فأنت تلعب بالنار. وأشار إلى أن بعض بطاريات الدراجات الكهربائية تحتوي على تيار كافٍ لقتل شخص."
ومن المفيد أن نقول إن تجديد البطاريات يتطلب على الأقل تدريبًا على الجهد العالي، وخبرة كهربائية، ومعدات حماية شخصية، و"فهمًا أساسيًا للهندسة المعمارية وكيفية عمل البطاريات".يحتاج أولئك الذين يتطلعون إلى إصلاح بطاريات السيارات الكهربائية أيضًا إلى معدات لرفع السيارة عن الأرض وإزالة البطارية فعليًا، والتي يمكن أن تزن آلاف الأرطال.
وقال بينوا: "قلة قليلة من الناس يمكنهم أو ينبغي عليهم أن يحاولوا القيام بشيء كهذا".
ولكن حتى أولئك الذين حصلوا على التدريب المناسب غالبًا ما يواجهون صعوبة في إصلاح بطاريات السيارات الكهربائية أو الدراجات الإلكترونية بسبب تصميمها.تأتي العديد من بطاريات الدراجات الإلكترونية في صناديق بلاستيكية متينة يصعب، إن لم يكن من المستحيل، فتحها دون الإضرار بالمكونات الداخلية.داخل بطارية الدراجة الإلكترونية أو وحدات بطارية EV الفردية، غالبًا ما يتم لصق الخلايا أو لحامها معًا، مما يجعل من الصعب أو المستحيل استبدالها بشكل فردي.بالإضافة إلى ذلك، كما يسلط تقرير عام 2021 الصادر عن وكالة البيئة الأوروبية، تحتوي بعض بطاريات السيارات الكهربائية على برامج قد تتسبب في إيقاف تشغيل البطارية في حالة وجود علامات تلاعب.
يدعي المصنعون أن بطارياتهم مصممة لتحسين السلامة والمتانة والأداء، ولكن قد يأتي ذلك على حساب قابلية الإصلاح، حيث أن العديد من الشركات المصنعة التي تغطي فترة الضمان (عادةً عامين للعلامات التجارية الكبرى والعلامات التجارية للدراجات الإلكترونية) تقدم بدائل مجانًا أو بسعر مخفض.البطاريات.السيارات الكهربائية تدوم من 8 إلى 10 سنوات أو 100000 ميل).من ناحية أخرى، يرى المدافعون عن الإصلاح أن التصميمات المعيارية ذات المثبتات القابلة للعكس مثل المشابك القابلة للإزالة أو الأشرطة اللاصقة لا تؤثر بالضرورة على السلامة وأن فوائد تصميمات الإصلاح تفوق التكاليف بكثير.
وقد بدأ الساسة الأوروبيون في الاستماع إلى المدافعين عن حقوقهم.وفي أغسطس/آب، اعتمد الاتحاد الأوروبي لائحة جديدة تهدف إلى جعل البطاريات أكثر ملاءمة للبيئة.وهو يتضمن، من بين أمور أخرى، بندا يتطلب صيانة البطاريات المستخدمة في الدراجات الإلكترونية وغيرها من "المركبات الخفيفة" مثل الدراجات البخارية الإلكترونية من قبل متخصصين مستقلين، وصولا إلى مستوى الخلية الفردية.وقد عارضت صناعة الدراجات الإلكترونية الأوروبية هذه القاعدة بشدة بسبب مخاوف بشأن السلامة وشهادة البطارية والمسؤولية القانونية، وهي الآن تتصارع مع كيفية الالتزام بها.
وقالت شركة Bosch لصناعة بطاريات الدراجة الإلكترونية لـGrist: "ما زلنا نبحث في كيفية تلبية متطلبات لوائح البطاريات الجديدة في الاتحاد الأوروبي مع الالتزام بلوائح السلامة المعمول بها ومعايير الجودة العالية لدينا".وأشار بوش إلى التحديات التي تواجه الشركات المصنعة."ويلاحظ الاتجاه المعاكس في الولايات المتحدة، حيث يتم إدخال لوائح أكثر صرامة ومعايير أعلى لبطاريات وأنظمة الدراجة الإلكترونية."
في الواقع، أعلنت اللجنة الفيدرالية لسلامة المنتجات الاستهلاكية مؤخرًا أنها تقوم بمراجعة اللوائح الخاصة بالدراجات الإلكترونية وبطارياتها.يأتي ذلك بعد أن أدت موجة من حرائق بطاريات الدراجة الإلكترونية مؤخرًا إلى اتخاذ إجراءات سياسية محلية.قام مجلس مدينة نيويورك مؤخرًا بتغيير قانون مكافحة الحرائق الخاص به لحظر "تجميع أو إصلاح بطاريات الليثيوم أيون" من البطاريات المستعملة من البطاريات الأخرى، وهو ما يفعله المصلحون أحيانًا.
كما أصدرت المدينة مؤخرًا تشريعًا يلزم مصنعي السيارات الكهربائية بالتأكد من أن بطاريات منتجاتهم معتمدة وفقًا لمعايير التصميم UL 2271، والتي تهدف إلى تحسين السلامة.وقال إبراهيم جيلاني، المدير العالمي لتكنولوجيا المستهلك في شركة UL Solutions، وهي شركة متعددة الجنسيات تختبر معايير شهادات السلامة لمجموعة واسعة من المنتجات والمواد الصناعية والاستهلاكية، إن البطاريات المعاد تصنيعها تلبي هذه المتطلبات.معيار واحد.لكن جيلاني قال إن شركات الإصلاح سيتعين عليها "الحفاظ على التصميم كما كان قبل الإصلاح"، بما في ذلك استخدام البطاريات والمكونات الإلكترونية من نفس الطراز والطراز.وقال جيلاني إن ورش إصلاح البطاريات يجب أن تخضع أيضًا لعمليات تفتيش UL في الموقع أربع مرات سنويًا، الأمر الذي سيكلفها أكثر من 5000 دولار سنويًا.*
بالمقارنة مع الدراجات الكهربائية، كان المشرعون مرتاحين نسبيًا بشأن إصلاح بطاريات السيارات الكهربائية.لا توجد قوانين أو لوائح محددة في الولايات المتحدة تعالج هذه المشكلة.كما أن قواعد البطارية الجديدة في الاتحاد الأوروبي لا تتناول إصلاح بطاريات السيارات الكهربائية، ولكنها توصي ببساطة بأن يقوم المشرعون بتحديث لوائح المركبات الفردية "لضمان إمكانية إزالة هذه البطاريات واستبدالها وتفكيكها".
وقال متحدث باسم جمعية التأمين الألمانية GDV لـGrist: "تدعم بقوة" الفكرة.وفي أكتوبر، نشرت المجموعة نتائج دراسة وجدت أن إصلاح السيارات الكهربائية يكلف أكثر بمقدار الثلث مقارنة بالمركبات المماثلة التي تعمل بالبنزين، وهي نتيجة تفسر جزئيا بارتفاع تكلفة إصلاح أو استبدال البطاريات.
وقال متحدث باسم GDV لجريست: "لن تسمح العديد من شركات صناعة السيارات بإصلاح البطارية حتى لو تعرض صندوق البطارية لأضرار طفيفة".يقرر مصنعو السيارات أحيانًا استبدال البطارية في حالة تعرض السيارة لحادث انفجرت فيه الوسادة الهوائية.وقال المتحدث إن كلتا الممارستين "قد تؤديان إلى زيادة تكاليف الإصلاح" وبالتالي ارتفاع أقساط التأمين.
تأتي اللوائح الجديدة بشأن إمكانية إصلاح بطاريات السيارات الكهربائية في وقت حرج.قالت شركة Cox Automotive Helps إن هناك اتجاهين متزامنين في تصميم بطاريات السيارات الكهربائية: "إما أن تصبح البطاريات سهلة الصيانة للغاية أو أنها لن تكون قادرة على صيانتها على الإطلاق".
تحتوي بعض البطاريات، مثل بطاريات Volkswagen ID.4، على وحدات على طراز Lego يسهل إزالتها واستبدالها.ولا تحتوي حزم البطاريات الأخرى، مثل مجموعة بطاريات Tesla 4680 الجديدة، على وحدات على الإطلاق.وبدلاً من ذلك، يتم لصق جميع الخلايا معًا وربطها بحزمة البطارية نفسها.يصف يساعد هذا التصميم بأنه "لا يمكن إصلاحه".إذا تم العثور على مجموعة بطارية تالفة، فيجب استبدال البطارية بأكملها.
وقال هيلبس: "إنها لا تزال بطارية قابلة لإعادة التدوير بالكامل"."لا يمكنك إصلاحه."
تم نشر هذا المقال في الأصل من قبل غريست، وهي منظمة إعلامية غير ربحية تغطي قضايا المناخ والعدالة والحلول.
تُعد مجلة Scientific American جزءًا من شركة Springer Nature، التي تمتلك أو تقيم علاقات تجارية مع آلاف المنشورات العلمية (يمكن العثور على الكثير منها على www.springernature.com/us).تتبع مجلة Scientific American سياسة صارمة للاستقلال التحريري في نقل التطورات العلمية إلى قرائنا.