תיקון מצבר לרכב חשמלי עלול להיות מסוכן.הנה למה המכונאים עושים את זה

תיקון מצברים לרכב ולאופניים חשמליים חוסך כסף ומשאבים, אך הבעיות מעכבות את הצמיחה בתעשייה
ריץ' בנואה מקבל שיחות כשלוש פעמים ביום מבעלים של טסלה דגם S ישנה שהסוללה שלה התחילה להתקלקל בחנות הרכב שלו, The Electrified Garage.סוללות שיכולות לספק טווח של מאות קילומטרים פתאום יכולות להחזיק מעמד רק 50 קילומטרים בטעינה.רכבים אלו לרוב אינם מגיעים עם אחריות, והחלפת סוללה יכולה לעלות למעלה מ-15,000 דולר.
עבור רוב המוצרים, תיקון הוא אפשרות חסכונית יותר מאשר החלפה.בנואה, המנהל את אחת מחנויות התיקונים העצמאיות הבודדות של טסלה בארה"ב, אמר שסוללות רבות של טסלה ניתנות לתיקון תיאורטית.אבל בשל הזמן וההכשרה הכרוכים בכך, חששות הבטיחות ומורכבות התיקון, בנואה אומר שתיקון מצבר לרכב בחנות שלו יכול לעלות עד 10,000 דולר, יותר ממה שרוב הצרכנים מוכנים לשלם.במקום זאת, אנשים רבים בוחרים למכור או לבטל את המכוניות הישנות שלהם ואז לקנות טסלה חדשה לגמרי, הוא אמר.
"[המכונית] היא כמעט כמו פריט מתכלה עכשיו, כמו טלוויזיה", אמר בנואה.
הניסיון של בנואה מצביע על בעיה שהמאמצים המוקדמים של כלי רכב חשמליים ומכשירי מיקרו-ניידות חשמליים כמו אופניים חשמליים וקטנועים אלקטרוניים מתחילים להתמודד איתה: רכבים אלה מכילים סוללות גדולות ויקרות שהופכות לבלתי סבירות עם הזמן.ייצור מחדש של סוללות אלה יכול לספק יתרונות קיימות על ידי חיסכון באנרגיה ומשאבים שאחרת היו משמשים לייצור סוללות חדשות.זה חשוב במיוחד עבור כלי רכב חשמליים, המכילים סוללות גדולות מאוד שיש להשתמש בהן במשך שנים כדי לקזז את פליטת הפחמן הדו-חמצני שנוצר במהלך הייצור שלהם.אבל רכבים חשמליים רבים וסוללות רכב חשמליים מתוכננים להיות קשים לתיקון, וחלק מהיצרנים לא מעודדים את הנוהג באופן אקטיבי, תוך ציון דאגות בטיחות.בעיות תכנון, דרישות בטיחות ומחסור בחלקים מקשים על המכונאים העצמאיים המעטים שמשימה לטפל בסוללות רכב חשמלי או אופניים חשמליים להרשות לעצמם תיקונים.
"יש הרבה סוללות בפח שניתן לשפץ", אומר טימותי רופיניאק, שמנהל חברה קטנה לתיקון סוללות לאופניים חשמליים בשם Daurema בבריסל, בלגיה.אבל "מכיוון שהם לא נועדו לתיקון, קשה למצוא מחיר טוב."
סוללות ליתיום-יון בסמארטפונים מכילות "תא" המורכב מאנודת גרפיט, קתודה ממתכת ואלקטרוליט נוזלי המאפשר ליוני ליתיום לנוע מצד אחד לצד השני, ויוצר פוטנציאל חשמלי.סוללות אופניים חשמליות מכילות בדרך כלל עשרות תאים.בינתיים, סוללות לרכב חשמלי יכולות להכיל מאות עד אלפי תאים בודדים, הנארזים לרוב ב"מודולים" ואז משולבים במארזי סוללות.בנוסף לתאים ולמודולים, סוללות לרכב חשמלי ואופניים חשמליים כוללים לרוב מערכת ניהול סוללות המנטרת את תקינות הסוללה ושולטת בקצבי הטעינה והפריקה.
כל סוללות הליתיום-יון מתכלות עם הזמן ובסופו של דבר ידרשו החלפה.עם זאת, כאשר סוללה מכילה תאים בודדים ורכיבים אחרים, לעיתים ניתן להאריך את חייה באמצעות תיקון, תהליך הכולל זיהוי והחלפה של תאים או מודולים פגומים, כמו גם תיקון רכיבים פגומים אחרים, כגון מערכת ניהול סוללה פגומה.במקרים מסוימים, יש להחליף רק מודול אחד.החלפת מודול זה, במקום החלפת הסוללה כולה, מפחיתה את הצורך במתכות כגון ליתיום, כמו גם את פליטת הפחמן הקשורה בייצור סוללה חלופית (או מכונית חדשה).זה הופך את שיפוץ הסוללות ל"אידיאלי עבור כלכלה מעגלית (מערכת החוסכת ומשתמשת מחדש במשאבים)", אמר גאווין הארפר, חוקר החוקר את קיימות הסוללה באוניברסיטת ברמינגהאם בבריטניה.
למרות שזה לא בהכרח זול, אתה יכול לחסוך כסף על ידי תיקון הסוללה שלך.בדרך כלל, תיקון סוללת EV עולה כמחצית מהעלות של סוללה חדשה.Cox Automotive מעריכה שמאז שהחלה להציע שירותי תיקון סוללות EV בשנת 2014, היא חסכה יותר מ-1 ג'יגה-ואט-שעה של סוללות, מספיק כדי להפעיל כ-17,000 כלי רכב חשמליים חדשים מסילוק מוקדם.
"ישנן סיבות רבות מדוע תיקון חסכוני יותר מהחלפה", אמר עוזר לגריסט.
אבל מומחים טוענים שתיקוני סוללה הם מסוכנים ואסור לעשות אותם בבית או על ידי משתמשים ראשונים.אם הסוללה ניזוקה במהלך התיקון, הדבר עלול לגרום לקצר חשמלי שעלול לגרום לשריפה או פיצוץ.אי ללבוש כפפות מתח גבוה מתאימות בעת ניסיון תיקונים עלול לגרום להתחשמלות.אם אתה לא יודע מה אתה עושה, "אתה משחק באש", אמר ג'ון מטנה, הבעלים של חנות לתיקון אופניים חשמליים Chattanooga Electric Bike Co. הוא ציין שכמה סוללות לאופניים חשמליות מכילות "מספיק זרם כדי להרוג אדם."
זה עוזר לומר שחידוש הסוללה דורש לפחות הכשרה במתח גבוה, ניסיון חשמלי, ציוד מגן אישי ו"הבנה בסיסית של הארכיטקטורה ואיך הסוללות פועלות."אלה המחפשים לתקן סוללות EV זקוקים גם לציוד כדי להרים את הרכב מהקרקע ולהסיר פיזית את המצבר, שעלול לשקול אלפי קילוגרמים.
"מעט מאוד אנשים יכולים או צריכים אפילו לנסות משהו כזה", אמר בנואה.
אך גם בעלי הכשרה מתאימה מתקשים לרוב בתיקון מצברים לרכב חשמלי או לאופניים חשמליים בשל העיצוב שלהם.סוללות רבות לאופניים חשמליות מגיעות בקופסאות פלסטיק עמידות שקשה עד בלתי אפשרי לפתוח אותן מבלי לפגוע ברכיבים הפנימיים.בתוך סוללת אופניים חשמליים או מודולים בודדים של סוללת EV, התאים מודבקים או מרותכים זה לזה, מה שהופך אותם לקשים או בלתי אפשריים להחלפה בנפרד.בנוסף, כפי שמדגיש דוח משנת 2021 של הסוכנות האירופית לאיכות הסביבה, סוללות EV מסוימות מכילות תוכנה שעלולה לגרום לסוללה להיכבות אם יש סימנים לשיבוש.
היצרנים טוענים שהסוללות שלהם נועדו לשפר את הבטיחות, העמידות והביצועים, אבל זה עלול לבוא על חשבון יכולת התיקון, שכן יצרנים רבים המכסים את תקופת האחריות (בדרך כלל שנתיים עבור מותגים גדולים ומותגי אופניים חשמליים) מציעים תחליפים בחינם. או בהנחה.סוללות.כלי רכב חשמליים מחזיקים מעמד 8 עד 10 שנים או 100,000 מיילים).תומכי התיקון, לעומת זאת, טוענים שעיצובים מודולריים עם מחברים הפיכים כמו קליפסים נשלפים או סרטי הדבקה אינם בהכרח מתפשרים על הבטיחות וכי היתרונות של עיצובי תיקון עולים בהרבה על העלויות.
פוליטיקאים אירופאים מתחילים להקשיב לסנגורים.באוגוסט אימץ האיחוד האירופי תקנה חדשה שמטרתה להפוך את הסוללות לידידותיות יותר לסביבה.בין היתר, הוא כולל הוראה המחייבת סוללות המשמשות באופניים חשמליים ו"כלי רכב קלים" אחרים, כגון קורקינטים חשמליים, לקבל שירות על ידי אנשי מקצוע עצמאיים, עד לרמת התא הפרטני.תעשיית האופניים האלקטרוניים האירופית התנגדה נחרצות לכלל עקב חששות לגבי בטיחות, אישור סוללה ואחריות משפטית, וכעת היא מתלבטת כיצד לעמוד בדרישות.
"אנחנו עדיין בוחנים כיצד נוכל לעמוד בדרישות של תקנות הסוללות החדשות של האיחוד האירופי תוך הקפדה על תקנות הבטיחות הרלוונטיות ותקני האיכות הגבוהים שלנו", אמרה יצרנית הסוללות לאופניים חשמליים, Bosch, ל-Grist.בוש ציין את האתגרים העומדים בפני היצרנים."המגמה ההפוכה נראית בארצות הברית", שם "מוכנסים תקנות מחמירות ותקנים גבוהים יותר עבור סוללות ומערכות אופניים חשמליים".
למעשה, הוועדה הפדרלית לבטיחות מוצרי צריכה הודיעה לאחרונה כי היא בוחנת את התקנות עבור אופניים חשמליים והסוללות שלהם.זה מגיע לאחר שריפות לאחרונה של סוללות אופניים חשמליות הובילו לפעולת מדיניות מקומית.מועצת העיר ניו יורק שינתה לאחרונה את קוד האש שלה כדי לאסור על "הרכבה או תיקון של סוללות ליתיום-יון" מסוללות משומשות מסוללות אחרות, מה שלפעמים עושים מתקנים.
העירייה גם העבירה לאחרונה חקיקה המחייבת יצרני רכבים חשמליים להבטיח שסוללות המוצרים שלהם מאושרות לתקן העיצוב UL 2271, שנועד לשפר את הבטיחות.סוללות מחודשות עומדות בדרישות אלה, אמר איברהים ג'ילאני, מנהל טכנולוגיות צרכניות גלובליות של UL Solutions, חברה רב לאומית הבודקת תקני אישור בטיחות עבור מגוון רחב של מוצרים וחומרים תעשייתיים וצרכניים.תקן אחד.אבל גילני אמר שחברות התיקונים יצטרכו "לשמור על העיצוב כפי שהיה לפני התיקון", כולל שימוש בסוללות ורכיבים אלקטרוניים מאותו מותג ודגם.חנויות לתיקון סוללות גם חייבות לעבור בדיקות UL באתר ארבע פעמים בשנה, דבר שיעלה להם יותר מ-5,000 דולר בשנה, אמר ג'ילאני.*
בהשוואה לאופניים חשמליים, המחוקקים היו רגועים יחסית לגבי תיקון סוללות EV.אין חוקים או תקנות ספציפיים בארצות הברית שמתייחסים לנושא זה.חוקי הסוללה החדשים של האיחוד האירופי גם אינם מתייחסים לתיקונים של סוללות רכב חשמלי, אלא פשוט ממליצים למחוקקים לעדכן את תקנות הרכב הבודדות "כדי להבטיח שניתן להסיר, להחליף ולפרק את הסוללות הללו".
איגוד הביטוח הגרמני GDV "תומכת מאוד" ברעיון, אמר דובר לגריסט.באוקטובר פרסמה הקבוצה את תוצאות מחקר שמצא כי כלי רכב חשמליים עולים שליש יותר לתיקון מאשר רכבים דומים מונעי בנזין, תוצאה המוסברת בחלקה על ידי העלות הגבוהה של תיקון או החלפת מצברים.
"יצרניות רכב רבות לא יאפשרו תיקוני סוללות גם אם תיבת הסוללות פגומה מעט", אמר דובר GDV ל-Grist.יצרני רכב מחליטים לפעמים להחליף מצבר אם המכונית עברה תאונה שבה כרית האוויר נפתחה.שתי השיטות "עשויות לגרום לעלויות תיקון מוגברות" ובסופו של דבר לפרמיות ביטוח גבוהות יותר, אמר הדובר.
תקנות חדשות לתיקון מצברים לרכב חשמלי מגיעות בזמן קריטי.Cox Automotive's Helps אמרה שיש שתי מגמות בו-זמנית בעיצוב סוללות EV: "או שהסוללות יהפכו להיות קלות מאוד לתחזוקה או שהן לא יוכלו לתחזק אותן בכלל."
לחלק מהסוללות, כמו סוללות פולקסווגן ID.4, יש מודולים בסגנון לגו שקל להסיר ולהחליף.ערכות סוללות אחרות, כמו ערכת הסוללות החדשה של Tesla 4680, אינן מכילות מודולים כלל.במקום זאת, כל התאים מודבקים יחדיו ומוצמדים למארז הסוללות עצמו.עוזר מתאר את העיצוב הזה כ"בלתי ניתן לתיקון".אם נמצא ערכת סוללות פגומה, יש להחליף את כל הסוללה.
"זו עדיין סוללה הניתנת למחזור לחלוטין", אמר עוזר."אתה פשוט לא יכול לתקן את זה."
מאמר זה פורסם במקור על ידי Grist, ארגון תקשורת ללא מטרות רווח העוסק באקלים, צדק ופתרונות.
Scientific American היא חלק מ-Springer Nature, שבבעלותה או מקיימת קשרים מסחריים עם אלפי פרסומים מדעיים (שרבים מהם ניתן למצוא בכתובת www.springernature.com/us).Scientific American שומרת על מדיניות קפדנית של עצמאות עריכה בדיווח על התקדמות מדעית לקוראינו.