Прагрэс у галіне аўтаноміі электрамабіляў

Прыкметны прагрэс з 2010 па 2020 год

З моманту з'яўлення на рынку электрамабіляў час аўтаномнай працы заўсёды прыцягваў увагу і спрэчкі. Як вытворцы ўлічылі гэтую праблему і які прагрэс быў дасягнуты за апошняе дзесяцігоддзе?

Аўтаномнасць электрамабіляў: тормаз на масавым рынку?

У 2019 годзе 63% рэспандэнтаў барометра Argus Energy лічылі запас ходу самай важнай перашкодай для пераходу на электрамабілі. Аўтамабілісты сапраўды неахвотна ставяцца да думкі аб неабходнасці зараджаць свой аўтамабіль некалькі разоў, каб падарожнічаць на вялікія адлегласці. Ці можа развіццё агульнадаступнай інфраструктуры спагнання платы зменшыць гэтую заклапочанасць? Хуткія тэрміналы, якія ўсё больш і больш прысутнічаюць на пляцоўках для адпачынку на аўтамагістралях, дазваляюць аднавіць іх поўную магутнасць для большасці мадэляў за 45 хвілін. Прыхільнікі цеплавога рухавіка не прамінуць успомніць, што гэтая працягласць застаецца нашмат большай, чым у поўнага бензіну.

Нават калі паскарэнне разгортвання зарадных станцый можа супакоіць некаторых аўтамабілістаў, чаканні па-ранейшаму сканцэнтраваны на самай аўтаномнасці.

Патрэбна дапамога ў працы?

Павялічваецца сярэдняя аўтаномія

Паводле справаздачы Global Electric Vehicles Outlook 2021, падрыхтаванай Міжнародным энергетычным агенцтвам, аўтаномнасць электрамабіляў працягвае паляпшацца з моманту іх з'яўлення на рынку. Такім чынам, мы перайшлі ад заяўленай сярэдняй аўтаномнасці 211 кіламетраў у 2015 годзе да 338 кіламетраў у 2020 годзе. Вось падрабязнасці за апошнія шэсць гадоў:

• 2015 : 211 км
• 2016 год: 233 кіламетры
• 2017: 267 кіламетраў
• 2018 год: 304 кіламетры
• 2019: 336 кіламетраў
• 2020: 338 кіламетраў

Калі назіраны прагрэс на працягу першых пяці гадоў абнадзейвае, можна здзівіцца стагнацыі паміж 2019 і 2020 гадамі. Насамрэч гэты больш сціплы рост выкліканы вынахадам на рынак яшчэ большай колькасці кампактных мадэляў. Прызначаныя для выкарыстання ў горадзе, яны абсталяваны меншымі батарэямі і таму менш даўгавечныя.

Аўтаномнасць аўтамабіляў флагманскіх брэндаў у працэсе

Такім чынам, аўтамабілісты, якія імкнуцца да большай аўтаномнасці, могуць быць упэўненыя: вытворцы працягваюць удасканальваць аўтамабілі, здольныя пераадольваць вялікія адлегласці, напрыклад седаны ці пазадарожнікі. Каб зразумець гэта, проста прааналізуйце ёмістасць акумулятара канкрэтнага аўтамабіля, гледзячы на ​​эвалюцыю мадэлі за мадэллю. Tesla Model S, у продажы з 2012 года, бачыў яго аўтаномнасць бесперапынна павялічвацца:

• 2012 год: 426 кіламетраў
• 2015 год: 424 кіламетры
• 2016: 507 кіламетраў
• 2018: 539 кіламетраў
• 2020: 647 кіламетраў
• 2021 год: 663 кіламетры

Гэтае рэгулярнае павелічэнне было атрымана з дапамогай розных метадаў. У прыватнасці, фірма Апала-Альта стварыла батарэі ўсё большага і большага памеру, адначасова паляпшаючы праграмнае забеспячэнне кіравання Model S. Яно ўвесь час абнаўляецца, каб зрабіць аўтамабіль больш эфектыўным і аптымізаваць ёмістасць акумулятара.

Амбіцыйныя кароткатэрміновыя мэты

Каб яшчэ больш павысіць аўтаномнасць электрамабіляў, сёння даследуюцца некалькі напрамкаў. Даследнікі спрабуюць зрабіць акумулятары яшчэ больш эфектыўнымі, калі вытворцы імкнуцца "думаць электрычнымі" ад распрацоўкі шасі транспартных сродкаў.

Новыя платформы Stellantis, прызначаныя для электраматорызацыі

Група Stellantis, буйны гулец на аўтамабільным рынку, жадае развіваць свой мадэльны шэраг электрамабіляў. З 2023 гады 14 брэндаў групы (уключаючы Citroën, Opel, Fiat, Dodge і Jeep) будуць прапаноўваць аўтамабілі, пабудаваныя на шасі, спраектаваным як чыста электрычныя платформы. Гэта сапраўдная эвалюцыя ў той час, калі большасць электрамабіляў выкарыстоўваюць шасі эквівалентных цеплавых мадэляў.

У прыватнасці, Stellantis імкнецца рэагаваць на трывогу паломкі, якая застаецца важнай для кіроўцаў электрамабіляў. Таму распрацоўшчыкі прадставілі чатыры платформы, прысвечаныя гэтаму канкрэтнаму рухавічку:

• Маленькі: ён будзе зарэзерваваны для гарадскіх і шматмэтавых аўтамабіляў, такіх як Peugeot e-208 ці Fiat 500. Гэтая платформа абяцае запас ходу ў 500 кіламетраў.
• Сярэдні: гэтая платформа будзе ўсталявана на даўжэйшыя аўтамабілі тыпу седан. Адпаведныя батарэі забяспечаць далёкасць дзеяння ад 700 да 800 кіламетраў.
• Вялікі: гэтая платформа будзе прызначаная для аўтамабіляў тыпу SUV з заяўленай далёкасцю палёту 500 кіламетраў.
• Рама: чацвёртая платформа будзе поўнасцю зарэзервавана для камерцыйных аўтамабіляў.

Мэта гэтай стандартызацыі - часткова кампенсаваць выдаткі на электрыфікацыю. Апроч павелічэння запасу ходу, Stellantis таксама спадзяецца прапанаваць больш даступныя мадэлі электрамабіляў. Такі падыход прыкметны для аўтамабілістаў: у Францыі больш высокі кошт пакупкі электрамабіляў усё яшчэ часткова кампенсуецца надбаўкай за канверсію, але ў будучыні яна, верагодна, зменшыцца.

800 кіламетраў аўтаноміі ў 2025 годзе?

Самсунг і цвёрдацельны акумулятар

Па заяве вытворцаў, вельмі хутка аўтаномнасць зараджанага акумулятара будзе роўная аўтаномнасці поўнага бака! Даследнікі, якія працуюць з брэндам Samsung, прадставілі ў сакавіку 2020 года новую канцэпцыю батарэі з цвёрдым электралітам. У наш час літый-іённыя батарэі, якімі абсталявана большасць электрамабіляў, працуюць з выкарыстаннем вадкіх электралітаў ці ў гелевай форме; пераход на батарэі з цвёрдым электралітам будзе азначаць больш высокую шчыльнасць энергіі і хутчэйшую перазарадку.

Дзякуючы аб'ёму, удвая большым, чым у традыцыйных акумулятараў, гэтая інавацыя Samsung дазволіць электрамабілям пераадольваць адлегласць да 800 кіламетраў. Тэрмін службы - яшчэ адзін аргумент на карысць гэтай батарэі, паколькі яе можна зараджаць больш за 1000 разоў. Засталося прайсці вытворчы курс… Калі прататып Samsung перспектыўны, то пакуль нічога не кажа аб тым, што вытворцы да яго звернуцца!

SK Innovation і звышхуткая зарадка

Яшчэ адна паўднёвакарэйская кампанія, якая імкнецца да 800 км аўтаноміі, – гэта SK Innovation. Група абвясціла, што працуе над новай, больш аўтаномнай, высокаінтэнсіўнай батарэяй на нікелевай аснове, скарачаючы пры гэтым час зарадкі на хуткім тэрмінале да 20 хвілін! Кампанія SK Innovation, якая ўжо з'яўляецца пастаўшчыком вытворцы Kia, жадае развівацца далей і будуе некалькі заводаў у Грузіі. Канчатковая мэта – абсталяваць Ford і Volkswagen электрамабілямі, сабранымі ў ЗША.

На адлегласць 2000 кіламетраў?

Тое, што некалькі гадоў таму магло сысці за навуковую фантастыку, можа хутка стаць адчувальнай рэальнасцю. Група нямецкіх і галандскіх навукоўцаў, якія працуюць на фірмы Fraunhofer і SoLayTec адпаведна, распрацавала запатэнтаваны працэс пад назовам Spatial Atom Layer Deposition.

(SALD). Ніякіх змен у хіміі тут, як у выпадку з паўднёвакарэйцамі Samsung і SK Innovation. Дасягнуты прагрэс датычыцца тэхналогіі вырабу акумулятараў. У даследчыкаў узнікла ідэя нанесці актыўны матэрыял электродаў у выглядзе пласта таўшчынёй у некалькі нанаметраў. Паколькі збор іёнаў літыя адбываецца толькі на паверхні, няма неабходнасці ў таўсцейшых электродах.

Такім чынам, для роўнага аб'ёму ці вагі працэс SALD дазваляе аптымізаваць тры ключавыя элементы:

• эфектыўны пляц электродаў
• іх здольнасць захоўваць электрычнасць
• хуткасць зарадкі

Такім чынам, аўтамабілі, абсталяваныя акумулятарам SALD, могуць мець запас ходу ў тры разы большы, чым у самых магутных мадэляў, прадстаўленых у наш час на рынку. Хуткасць перазарадкі можна было павялічыць у пяць разоў! Франк Верхаг, генеральны дырэктар кампаніі SALD, заснаванай для распаўсюджвання гэтай інавацыі на рынку, кажа аб запасе ходу ў 1000 кіламетраў для гарадскіх аўтамабіляў і да 2000 кіламетраў для седанаў. Лідэр не хоча ўстанаўліваць тэарэтычны рэкорд аўтаномнасці, але спадзяецца супакоіць вадзіцеляў. Паводле яго слоў, нават аўтамабілісты, якія захапляюцца спартыўным кіраваннем, могуць па-ранейшаму мець 20 ці 30% магутнасці пасля пераадолення 1000 кіламетраў.

Яшчэ адна добрая навіна складаецца ў тым, што працэс SALD сумяшчальны з розным хімічным складам існых клетак:

• NCA (нікель, кобальт, алюміній)
• NMC (нікель, марганец, кобальт)
• батарэі з цвёрдым электралітам

Мы можам паспрачацца, што гэтая тэхналогія выходзіць за рамкі стадыі прататыпа, у той час як кампанія SALD ужо заяўляе, што абмяркоўвае яе з некаторымі вытворцамі аўтамабіляў.