خودروهای هیبریدی دو سال در گمرک مانده‌اند

ترخیص خودروهای هیبریدی وارداتی پس از نزدیک به دو سال توقف در گمرک، یک سؤال مهم را برای خریداران این خودروها ایجاد کرده است. آیا باتری هیبریدی خودرویی که دو سال تقریباً بدون استفاده مانده، هنوز سالم است یا باید تعویض شود؟ شنیده می شود که بعضی از واردکنندگان خودرو بعضا ۲ سال است که خودروهایشان به گمرکات کشور رسیده ولی به تازگی برای ترخیص آن اقدام کرده‌اند. حال سؤال اینجاست که باتری‌ خودروهایی که اکنون قرار است به مشتریان تحویل داده شود با کیفیت قبل کار خواهد کرد یا نه؟ در این مطلب علاوه بر پاسخ به این سؤال، نگاهی نیز به روند نگهداری صحیح از باتری خودرو در زمان انبارداری خواهیم انداخت.

آیا این نگرانی جدی است؟

این نگرانی از یک واقعیت علمی ناشی می‌شود. باتری‌ به طور کلی حتی زمانی که خودرو حرکت نمی‌کند، کاملاً بدون تغییر باقی نمی‌ماند. باتری در زمان توقف نیز دچار پدیده‌ای به نام Calendar Aging  یا فرسایش تقویمی می‌شود و از سوی دیگر، در صورت پایین بودن بیش از حد سطح شارژ، احتمال تخلیه‌ی عمیق یاDeep Discharge  وجود دارد. وضعیت واقعی باتری به عواملی مانند میزان شارژ هنگام توقف، دمای محیط، شیمی سلول‌ها، وضعیت سیستم مدیریت باتری یا BMS، میزان مصرف سیستم‌های الکترونیکی و نحوه‌ی نگهداری خودرو در این مدت بستگی دارد. 

باتری هیبریدی در زمان توقف هم پیر می‌شود

یکی از تصورات اشتباه درباره‌ی باتری خودروهای برقی و هیبریدی این است که اگر خودرو حرکت نکند، باتری هم فرسوده نمی‌شود. در فرسایش تقویمی، حتی زمانی که باتری در حال استفاده نیست، واکنش‌های شیمیایی آهسته‌ای درون سلول ادامه دارند. تشکیل و رشد لایه SEI روی آنُد، واکنش‌های جانبی الکترولیت و کاهش تدریجی لیتیوم قابل گردش از جمله فرآیندهایی هستند که می‌توانند با گذشت زمان ظرفیت باتری را کاهش دهند. پژوهش‌های جدید روی باتری‌های لیتیوم‌یونی نیز نشان می‌دهند که دما و SOC (وضعیت شارژ باتری) در فرسایش تقویمی نقش بسیار مهمی دارند و افزایش دما و نگهداری باتری در سطح شارژ بالا می‌تواند سرعت این فرسایش را افزایش دهد. بنابراین خودرویی که دو سال در گمرک بوده، حتی اگر یک کیلومتر هم حرکت نکرده باشد باز هم دچار استهلاک شده است. 

آیا بعد از دو سال توقفDeep Discharge  شده است؟

باید میان فرسایش طبیعی ناشی از زمان و تخلیه‌ی عمیق باتری تفاوت قائل شد. اگر خودرو با سطح شارژ مناسب متوقف شود و شرایط نگهداری نیز مناسب باشد، باتری می‌تواند پس از دو سال همچنان قابل استفاده باشد. ممکن است مقداری از ظرفیت اولیه‌ از دست برود، اما این کاهش لزوماً به حدی نیست که تعویض پک را ضروری کند.
در طرف مقابل، اگر خودرو با سطح شارژ بسیار پایین رها شده باشد و سیستم مدیریت باتری در طول این مدت نیز نتوانسته باشد از تخلیه‌ی بیشتر جلوگیری کند، احتمال رسیدن سلول‌ها به محدوده‌ی ولتاژی نامناسب افزایش پیدا می‌کند.
هیوندای در دفترچه‌های خودروهای برقی خود به‌صراحت هشدار می‌دهد که سطح شارژ باتری ولتاژ بالا در زمان عدم استفاده به‌تدریج کاهش پیدا می‌کند و توصیه می‌کند در صورت عدم استفاده‌ی طولانی‌مدت، باتری دست‌کم هر سه ماه یک بار شارژ شود. این شرکت همچنین تصریح می‌کند که نگهداری طولانی خودرو با شارژ ناکافی می‌تواند به باتری آسیب بزند و بسته به میزان تخریب، حتی تعویض باتری را ضروری کند. این توصیه برای خودرویی که دو سال بدون استفاده مانده، اهمیت بسیار زیادی دارد.

تعریف عمر باتری در انبارداری از دید خودروسازان

تقریباً تمام سازندگان خودروهای هیبریدی و برقی در دفترچه‌های مالکیت یا دستورالعمل‌های انبارداری خود درباره‌ی آن توصیه‌هایی دارند. تویوتا در دستورالعمل رسمی نگهداری طولانی‌مدت خودروهای خود اعلام کرده است که اگر خودرو برای ۳۰ روز یا بیشتر استفاده نشود، باتری HV ممکن است تخلیه شود و برای جلوگیری از تخلیه‌ی کامل، باید سطح شارژ آن حفظ شود. در این دستورالعمل حتی روش شارژ باتری یک خودروی هیبریدی در زمان انبارداری نیز توضیح داده شده و تویوتا توصیه می‌کند سیستم هیبریدی برای مدت مشخصی در حالت READY  یا فعال باشد یا خودرو رانده شود. 
در دفترچه‌ی برخی محصولات هیبریدی تویوتا نیز آمده است که باتری traction در زمان پارک طولانی به‌تدریج تخلیه می‌شود و به همین دلیل خودرو باید دست‌کم هر چند ماه یک بار برای حداقل ۳۰ دقیقه یا حدود ۱۶ کیلومتر رانده شود. تویوتا حتی هشدار می‌دهد که اگر باتری هیبریدی کاملاً تخلیه شود و خودرو با باتری ۱۲ ولتی نیز قابل راه‌اندازی نباشد، باید با نمایندگی تماس گرفته شود  این نکته برای خودروهایی که مدت طولانی در گمرک یا انبار متوقف بوده‌اند بسیار مهم است؛ زیرا «صفر کیلومتر بودن» خودرو به معنای آن نیست که باتری آن هیچ فرآیند فرسایشی را تجربه نکرده است.

باتری خودرو در گمرک باید چه شرایطی داشته باشد؟

اگر خودرو در تمام مدت در فضای باز گمرک و زیر تابش مستقیم و شدید آفتاب قرار داشته باشد، شرایط کاملاً متفاوتی با خودرویی دارد که در یک انبار سرپوشیده و نسبتاً خنک نگهداری شده است. اگر باتری در زمان توقف نزدیک ۱۰۰ درصد شارژ بوده، وضعیت متفاوتی با باتری‌ای دارد که در محدوده میانی SOC نگهداری شده است.
اگر سیستم ۱۲ ولت خودرو در این مدت کاملاً تخلیه شده باشد، ممکن است سیستم مدیریت باتری HV نیز در مقاطعی شرایط متفاوتی را تجربه کرده باشد.
اگر خودرو در این مدت به شکل دوره‌ای روشن و سیستم هیبریدی آن فعال شده باشد، شرایط باز هم متفاوت است. بنابراین دو خودروی کاملاً مشابه که هر دو دو سال در گمرک بوده‌اند، می‌توانند وضعیت متفاوتی داشته باشند.

دما؛ شاید مهم‌تر از خود زمان توقف

یکی از مهم‌ترین دشمنان باتری لیتیوم‌یونی حرارت بالا است. باتری در زمان توقف نیز دچار فرسایش تقویمی می‌شود و سرعت بسیاری از واکنش‌های شیمیایی داخلی با افزایش دما بیشتر می‌شود. به همین دلیل، خودروسازان معمولاً برای انبارداری طولانی، از قرار گرفتن خودرو در دمای بسیار بالا جلوگیری می‌کنند.
فورد برای نگهداری طولانی‌مدت خودروهای مجهز به باتری ولتاژ بالا، بازه‌ی دمایی حدود صفر تا ۴۵ درجه سانتی‌گراد را به عنوان شرایط مناسب‌تر اعلام کرده است. این شرکت همچنین برای باتری‌های NCM و LFP، نگهداری طولانی‌مدت در حدود ۵۰ درصد SOC را توصیه می‌کند. 
ولوو نیز در دستورالعمل نگهداری طولانی‌مدت برخی خودروهای Plug-in Hybrid خود توصیه کرده است که خودرو در محیطی خنک نگهداری شود و از دماهای شدید، به‌خصوص گرمای زیاد، اجتناب شود. برای آن مدل‌ها، SOC  حدود ۲۵ درصد به عنوان سطح مناسب برای توقف طولانی پیشنهاد شده است. 
این اختلاف در عدد پیشنهادی نیز یک نکته مهم را نشان می‌دهد: یک عدد واحد برای تمام خودروهای هیبریدی وجود ندارد. نوع شیمی باتری، طراحی BMS و معماری خودرو در این موضوع مؤثر هستند.

خودروسازان برای انبارداری طولانی چه سطح شارژی را مناسب می‌دانند؟

جالب است که توصیه شرکت‌ها درباره SOC نیز کاملاً روشن است. تسلا برای نگهداری طولانی‌مدت خودروهای خود حدود ۵۰ درصد شارژ را پیشنهاد می‌کند و توصیه دارد باتری برای مدت طولانی نزدیک صفر یا ۱۰۰ درصد باقی نماند. 
فورد نیز برای توقف بیش از ۳۰ روز، در دستورالعمل Mustang Mach-E حدود ۵۰ درصد SOC را توصیه کرده است. نکته‌ی جالب این است که این شرکت این توصیه را برای باتری‌های NCM و LFP نیز مطرح کرده، هرچند رفتار این دو شیمی در استفاده روزمره متفاوت است. 
پاناسونیک نیز در دستورالعمل‌های ایمنی و نگهداری باتری‌های لیتیوم‌یونی خود، نگهداری در دمای اتاق و سطح شارژ حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد را توصیه می‌کند و تأکید دارد باتری نباید در معرض دمای بالا یا تابش مستقیم خورشید قرار بگیرد. 
ال جی Energy Solution نیز در دستورالعمل ایمنی خود تصریح می‌کند که باتری‌های لیتیوم‌یونی نباید برای مدت طولانی در حالت کاملاً شارژ یا کاملاً تخلیه‌شده نگهداری شوند. 
این توصیه‌های شرکت‌های خودروساز و تولیدکنندگان سلول، یک نقطه مشترک دارند: برای انبارداری طولانی، نه SOC بسیار بالا و نه SOC بسیار پایین شرایط ایده‌آلی نیست.

آیا ممکن است باتری خودروهای گمرکی واقعاً Deep Discharge شده باشد؟

قطعا این احتمال وجود دارد اما نمی‌توان با قاطعیت گفت که باتری ها دچار دشارژ عمیق شده‌اند. اگر خودرو با SOC  پایین وارد انبار شده باشد، در طول زمان مقداری از انرژی باتری توسط سیستم‌های الکترونیکی مصرف شده باشد و هیچ برنامه‌ای برای حفظ سطح شارژ وجود نداشته باشد، SOC می‌تواند به محدوده بسیار پایین برسد. در شرایط شدید، ولتاژ یک یا چند سلول می‌تواند بیش از سایر سلول‌ها افت کند. اینجاست که BMS وارد عمل می‌شود و برای محافظت از باتری، سیستم را محدود یا قطع می‌کند. اگر این وضعیت مدت زیادی ادامه پیدا کند، احتمال آسیب دائمی سلول‌ها وجود دارد. در این حالت به اصطلاح می‌گویند باتری می میرد. وقتی تمام سل‌های باتری از فعل و انفعالات شیمیایی خالی شوند، باتری می‌میرد و دیگر شارژ نمی‌شود اما اگر فقط مدت طولانی با شارژ متوسط رها شود، احتمالا بعضی از سل‌ها از بین می‌روند و باتری با یک شوک ناگهانی دوباره به کار می افتد ولی گنجایش شارژ آن دیگر به اندازه‌ی اول نخواهد بود. مانند باتری‌های موبایل که اگر درصد سلامتی‌شان پایین بیاید دیگر به اندازه‌ی قبل شارژ نگه نمی‌دارند. داستان باتری خودرو هم دقیقا مشابه همین است. البته این سناریو را نباید برای تمام خودروهای وارداتی تعمیم داد.

چگونه سلامت باتری خودروهای تازه ترخیص‌شده را بررسی کنیم؟

اولین مرحله بررسی خطاهای BMS و سیستم هیبریدی با دستگاه عیب‌یاب تخصصی همان برند است. اطلاعاتی مانند SOC، SOH، ولتاژ سلول‌ها یا ماژول‌ها، اختلاف ولتاژ بین آنها، دمای باتری و خطاهای ذخیره‌شده می‌توانند تصویر بسیار بهتری از وضعیت واقعی پک ارائه کنند. در مرحله بعد، رفتار باتری هنگام کار خودرو اهمیت دارد. یک باتری ممکن است در حالت سکون ولتاژ مناسبی داشته باشد، اما هنگام شتاب‌گیری یا افزایش جریان، یکی از ماژول‌ها افت ولتاژ غیرعادی نشان دهد. این اختلاف می‌تواند نشانه افزایش مقاومت داخلی یا ضعف یک بخش از پک باشد. در خودروهای مدرن، BMS اطلاعات بسیار بیشتری نسبت به یک تست ساده ولتاژ در اختیار تعمیرکار قرار می‌دهد. شرکتCATL  نیز در توضیحات فناوری باتری خود به پایش سلول‌ها، ذخیره داده‌های چرخه‌ی شارژ و دشارژ و تشخیص سلول‌های غیرعادی در طول عمر باتری اشاره می‌کند. این شرکت همچنین از سامانه‌هایی برای تخمین وضعیت سلامت و عمر باقی‌مانده‌ی سلول‌ها استفاده می‌کند.  بنابراین برای خودروهای دو سال مانده در گمرک، دیاگ تخصصی و بررسی داده‌های BMS بسیار ارزشمندتر از یک قضاوت ظاهری درباره‌ی سن خودرو است.
این پروسه باید توسط شرکت واردکننده و در مرحله‌ی PDI انجام شود و عملا توسط خریدار خودرو قابل تشخیص نیست. نکته‌ای که خریدار می‌تواند به آن پی ببرد خالی‌شدن یا نشدن باتری با سرعت زیاد یا افت محسوس مسافت قابل پیمایش آن نسب به اعداد درج‌شده در کاتالوگ است.
نکته‌ی مهمی که در مورد خودروهای هیبریدی مطرح می شود این است که در این خودروها چون عملکرد موتور برقی و بنزینی در هم تنیده‌اند عملا تشخیص آن برای خریدار ممکن نیست. در خودروهای برقی و پلاگین هایبرید که حجم باتری‌ها بزرگ‌تر است و حرکت خودرو به باتری وابستگی دارد، خرابی باتری‌ها بیشتر به چشم می‌آید. اما در مودر خودروهای هیبریدی موضوع کاملا به پایبندی اخلاقی شرکت واردکننده باز می‌گردد که آیا باتری معیوب را تعویض می‌کند یا نه.

آیا تعویض باتری این خودروها منطقی است؟

تعویض باتری زمانی منطقی می‌شود که آزمایش‌ها نشان دهند ظرفیت یا عملکرد باتری به شکل معناداری افت کرده یا یک یا چند ماژول آسیب دیده‌اند. از سوی دیگر، اگر باتری واقعاً دچار Deep Discharge شده باشد، صرفاً شارژ کردن آن نیز کافی نیست. باید بررسی شود که آیا سلول‌ها پس از شارژ مجدد ظرفیت و مقاومت داخلی مناسبی دارند یا خیر.