يبدو أن الرهان ضد التقدم التكنولوچي أصبح رائجًا الآن. كان هذا رهانًا رهيبًا منذ الثورة الصناعية.
ولكن عندما يتعلق الأمر بالسيارات الكهربائية، يبدو أن التشاؤم لا نهاية له. لن تصبح البطاريات أكثر كثافة في الطاقة أبدًا، وسيؤدي انتشار المحركات الكهربائية إلى نقص دائم في النحاس والمعادن النادرة، وسيستنفد الكوكب من الليثيوم قبل سداد إيجار سيارتك الكهربائية الثالثة.
إذا تابعت التكنولوچيا المتاحة حتى الآن، فستدرك أن هذه الأعمدة هراء تام. البطاريات على وشك اتخاذ خطوة كبيرة، والإلكترونيات القوية تتقدم بالفعل، والمحركات الكهربائية تنطلق بقوة نحو المستقبل.
في حالة الأخيرين، نحن نتحدث عن مكونات ووحدات قيادة موجودة بالفعل في السيارات، وليس بعض أحلام اليقظة. وفي حالة خلايا البطاريات أيضًا، فإن التكنولوچيا موجودة بالفعل. إنها ببساطة في طريقها إلى التصنيع.
دعونا نخرج البطاريات من الطريق أولاً، لأن هذا يبدو في مقدمة أذهان الجميع. بطاريات الحالة الصلبة حقيقية. لقد أرسل الموردون لشركات صناعة السيارات الكبرى مثل فورد وبي إم دبليو وفولكسڤاجن خلايا لهم للتحقق منها بالفعل. لم يجدها هؤلاء الموردون على علي بابا، فهي ليست أرضية وسطى للحالة الطينية يتم الترويج لها إلى القمر في الصين. إنها خلايا الحالة الصلبة الحقيقية التي ستنتهي بها الحال في السيارات. تدعي بي أم دبليو أنها ستمتلك مركبة نموذجية تعمل بمحرك إس إس بي “قبل عام ٢٠٢٥”. بعد ذلك، إنها مجرد مسألة اختبار وتوسيع نطاق التكنولوچيا. تعمل بي أم دبليو بالفعل على ذلك.
تحتوي جميع خلايا الحالة الصلبة وغيرها على خلايا مبكرة بكثافة طاقة في نطاق ٤٠٠ واط/كجم أو أعلى.
توفر خلايا الحالة الصلبة هذه مقاومة داخلية أقل بكثير من نظيراتها من السائل المنحل بالكهرباء، مما يعني انخفاض التسخين تحت الحمل. ستعمل متطلبات التبريد المنخفضة على تبسيط بناء العبوة بشكل كبير، مما يخفض التكاليف. للإشارة، فإن حزمة بطارية هامر التي يبلغ وزنها حوالي ٣٠٠٠ رطل هي وحش مطلق، ولكن حوالي ١٧٣٠ رطلاً فقط منها هي خلايا البطارية في الواقع. الباقي عبارة عن ممرات تبريد وإلكترونيات ومكونات هيكلية.
عند حوالي ٢١٢ كيلو وات في الساعة، تحتوي على طن من الطاقة، ولكن إذا كانت مليئة بخلايا الحالة الصلبة، فستكون وحشًا مختلفًا تمامًا. أبلغ العديد من مصنعي الحالة الصلبة عن كثافة طاقة في نطاق ٣٩٠ واط في الساعة لكل كيلوجرام. استبدل خلايا الليثيوم أيون التقليدية في هامر، وستحصل على حزمة ٣٠٦ كيلو واط في الساعة. زيادة في الطاقة بنحو الثلث، فقط عن طريق تبديل الخلايا.
كما تحرز إلكترونيات الطاقة تقدمًا كبيرًا. تستخدم العديد من العاكسات حاليًا ترانزستورات ثنائية القطب ذات بوابة معزولة. إنها تعمل، لكن الصناعة تعرف بالفعل أن كربيد السيليكون ونتريد الجاليوم هما مستقبل المركبات الكهربائية الكبيرة والصغيرة. لقد تبنت شركات صناعة السيارات الكبرى بالفعل كربيد السيليكون أو هي في طور القيام بذلك.
على الرغم من حجمه، يمكن لهذه الوحدة، تحويل ما يصل إلى ٦٠ أمبير عند ١٠٠ ڤولت.
يؤدي التحول إلى كربيد السيليكون إلى زيادة كفاءة العاكسات، مما يسمح بمدى أكبر. وبالمثل، في حين يتم استخدام نتريد الجاليوم حاليًا في تطبيقات الطاقة المنخفضة مثل محولات دي سي-دي سي (أي الأجهزة التي تخفض جهد البطارية العالي إلى ٥-١٢ ڤولتًا لملحقات السيارة)، يتم بالفعل إنشاء نماذج أولية لها في محولات جر كاملة الحجم، والتي تعد بتقليل حجم وتكلفة وتعقيد هذه الأجهزة. يتم استبدال ترانزستورات الطاقة التي كانت بحجم صغير بوحدات أكثر كفاءة بحجم حبة الأرز.
إذا لم يكن أي من التقدمين التكنولوچيين الأخيرين كافيًا، فإن المحركات الكهربائية نفسها أصبحت في نفس الوقت أخف وزناً وأصغر حجمًا وأكثر قوة. توجد محركات التدفق المحوري بالفعل في سيارات الإنتاج منخفضة الحجم من ماكلارين وفيراري وكوينيجسيج ومرسيدس بنز ولامبورجيني والمزيد. هذه محركات حقيقية قادرة على تزويد سيارة ركاب بقوة كافية على الرغم من كتلتها المنخفضة بشكل مضحك. يمكن تشغيل سيارة بقوة ٣٠٠ حصان في المستقبل القريب بمحرك كهربائي يزن أقل من متوسط وزن البطيخ. هذه هي المحركات التي يتم تطويرها حاليًا.
على الرغم من صغر حجمها وخفة وزنها بشكل كبير، فإن المحرك الموجود ينتج طاقة مماثلة للتدفق الشعاعي الذي يحل محله. كما أنه ليس أفضل محرك طور الإنتاج.
إن وحدات القيادة سوف تتقلص إلى أحجام تبدو مضحكة بشكل مشروع. فالبطاريات الموجودة بالفعل تقدم ما يقرب من ٤٠٠ واط/كجم. ولكن هذه الطاقة المكتشفة حديثًا ليست مجرد انخفاض مفاجئ. بل إنها مهيأة للاستخدام بكفاءة أكبر من أي وقت مضى. ولا يوجد أي من هذه التقنيات مستحيل، بل إنها حتمية. وفي أحجام صغيرة، توجد كل هذه التقنيات بالفعل. ويتعين علينا ببساطة انتظار تبنيها في السوق الشامل.
بمجرد أن تتعلم القليل عن هذه الأشياء، بمجرد أن تتعرف، خلايا البطاريات، أو المحركات الكهربائية، ستبدأ في فهم مدى روعة السنوات القليلة القادمة. وسوف تبدو حقبة السيارات الكهربائية الحالية وكأنها من العصر الحجري في وقت لاحق. وعندما ننتقل جميعًا في سيارات كهربائية بالكامل أو هجينة تتميز بهذه التطورات المذهلة، فسوف نتعلم مرة أخرى، ألا نراهن ضد التقدم أبدًا.
