پیشرفت در زمینه خودمختاری وسایل نقلیه الکتریکی

مقدار

پیشرفت قابل توجه از 2010 تا 2020
اهداف کوتاه مدت بلندپروازانه
- پلت فرم های جدید Stellantis برای الکتروموتورسازی
- 800 کیلومتر خودمختاری در سال 2025؟
  - سامسونگ و باتری حالت جامد
  - نوآوری SK و شارژ فوق سریع
در فاصله 2000 کیلومتری؟

پیشرفت قابل توجه از 2010 تا 2020

از زمان ظهور خودروهای برقی در بازار، عمر باتری همواره مورد توجه و بحث و جدل قرار گرفته است. سازندگان چگونه با این مشکل برخورد کرده اند و در دهه گذشته چه پیشرفت هایی حاصل شده است؟

خودمختاری خودروی الکتریکی: ترمز بازار انبوه؟

در سال 2019، 63 درصد از پاسخ دهندگان به فشارسنج انرژی آرگوس، برد را به عنوان مهمترین مانع برای حرکت به سمت وسایل نقلیه الکتریکی در نظر گرفتند. رانندگان واقعاً تمایلی به فکر کردن به اینکه مجبور باشند برای طی مسافت های طولانی چندین بار خودروی خود را شارژ کنند، ندارند. آیا توسعه یک زیرساخت شارژ در دسترس عموم می تواند این نگرانی را کاهش دهد؟ پایانه های سریع، که به طور فزاینده ای در مکان های تفریحی بزرگراه ها حضور دارند، ظرفیت کامل خود را برای اکثر مدل ها در کمتر از 45 دقیقه بازیابی می کنند. طرفداران موتور حرارتی فراموش نخواهند کرد که این مدت زمان بسیار بیشتر از مدت زمان بنزین کامل باقی می ماند.

حتی اگر تسریع در استقرار ایستگاه‌های شارژ بتواند به برخی از رانندگان اطمینان دهد، انتظارات همچنان بر خود استقلال متمرکز است.

برای شروع به کمک نیاز دارید؟

افزایش میانگین استقلال

بر اساس گزارش جهانی چشم انداز وسایل نقلیه الکتریکی 2021 که توسط آژانس بین المللی انرژی تهیه شده است، استقلال خودروهای الکتریکی از زمان معرفی آنها به بازار همچنان بهبود یافته است. بنابراین، ما از میانگین خودمختاری اعلام شده 211 کیلومتر در سال 2015 به 338 کیلومتر در سال 2020 رسیده ایم. در اینجا جزئیات شش سال گذشته است:

2015: 211 کیلومتر
2016: 233 کیلومتر
2017: 267 کیلومتر
2018: 304 کیلومتر
2019: 336 کیلومتر
2020: 338 کیلومتر

اگر پیشرفت مشاهده شده در پنج سال اول دلگرم کننده باشد، ممکن است از رکود بین سال های 2019 و 2020 شگفت زده شود. در واقع، این رشد کم‌تر ناشی از ورود مدل‌های جمع‌وجورتر به بازار است. آنها که برای استفاده شهری طراحی شده اند، باتری های کوچک تری دارند و بنابراین دوام کمتری دارند.

استقلال برندهای شاخص در این فرآیند

بنابراین، رانندگانی که به دنبال استقلال بیشتر هستند، می‌توانند مطمئن باشند که سازندگان به بهبود وسایل نقلیه‌ای که می‌توانند مسافت‌های طولانی را طی کنند، مانند خودروهای سدان یا SUV، ادامه دهند. برای درک این موضوع، به سادگی ظرفیت باتری یک وسیله نقلیه خاص را با نگاه کردن به تکامل مدل به مدل تجزیه و تحلیل کنید. تسلا مدل S که از سال 2012 به فروش می رسد، به طور مداوم شاهد افزایش استقلال خود بوده است:

2012: 426 کیلومتر
2015: 424 کیلومتر
2016: 507 کیلومتر
2018: 539 کیلومتر
2020: 647 کیلومتر
2021: 663 کیلومتر

این افزایش منظم با روش های مختلف به دست آمده است. به طور خاص، Palo Alto با بهبود نرم افزار کنترل مدل S، باتری های بزرگتر و بزرگتر ایجاد کرده است. این باتری به طور مداوم برای کارآمدتر کردن خودرو و بهینه سازی ظرفیت باتری به روز می شود.

اهداف کوتاه مدت بلندپروازانه

برای بهبود بیشتر استقلال خودروهای الکتریکی، امروزه چندین راه در حال بررسی است. محققان در تلاش هستند تا باتری‌ها را حتی کارآمدتر کنند، زیرا تولیدکنندگان به دنبال "الکتریکی" از طراحی شاسی خودرو هستند.

پلت فرم های جدید Stellantis برای الکتروموتورسازی

گروه Stellantis، یک بازیگر اصلی در بازار خودرو، می‌خواهد طیف وسیعی از خودروهای الکتریکی خود را توسعه دهد. از سال 2023، 14 برند این گروه (از جمله سیتروئن، اوپل، فیات، دوج و جیپ) خودروهای ساخته شده بر روی شاسی طراحی شده به عنوان پلت فرم های صرفا الکتریکی را ارائه خواهند کرد. این یک تحول واقعی در زمانی است که اکثر خودروهای الکتریکی از شاسی مدل‌های حرارتی معادل استفاده می‌کنند.

به طور خاص، Stellantis متعهد به پاسخگویی به هشدارهای خرابی است که همچنان برای رانندگان EV مهم است. بنابراین، توسعه دهندگان چهار پلتفرم اختصاص داده شده به این موتور خاص را معرفی کرده اند:

کوچک: برای وسایل نقلیه شهری و چند منظوره مانند پژو e-208 یا فیات 500 در نظر گرفته شده است. این پلتفرم نوید برد 500 کیلومتر را می دهد.
متوسط: این پلت فرم روی خودروهای سدان بلندتر نصب خواهد شد. باتری های مربوطه بردی بین 700 تا 800 کیلومتر را فراهم می کنند.
بزرگ: این پلت فرم برای خودروهای SUV با برد اعلام شده 500 کیلومتر طراحی خواهد شد.
چارچوب: پلت فرم چهارم به طور کامل برای خودروهای تجاری محفوظ خواهد بود.

هدف از این استانداردسازی جبران بخشی از هزینه های برق رسانی است. علاوه بر گسترش دامنه، Stellantis همچنین امیدوار است که مدل های EV مقرون به صرفه تری را ارائه دهد. این رویکرد برای رانندگان قابل توجه است: در فرانسه، هزینه بالاتر خرید وسایل نقلیه الکتریکی هنوز تا حدی با حق بیمه تبدیل جبران می شود، اما احتمالاً در آینده کاهش می یابد.

800 کیلومتر خودمختاری در سال 2025؟

سامسونگ و باتری حالت جامد

به گفته سازندگان، خیلی زود استقلال یک باتری شارژ شده برابر با یک مخزن پر خواهد بود! محققانی که با برند سامسونگ کار می کنند، در مارس 2020 از مفهوم باتری الکترولیت جامد جدیدی رونمایی کردند. در حال حاضر، باتری‌های لیتیوم یونی که به اکثر خودروهای الکتریکی مجهز هستند، با استفاده از الکترولیت‌های مایع یا به شکل ژل کار می‌کنند. تغییر به باتری های الکترولیت جامد به معنای چگالی انرژی بالاتر و شارژ مجدد سریع تر است.

این نوآوری سامسونگ با دو برابر حجم باتری های سنتی، خودروهای الکتریکی را قادر می سازد تا 800 کیلومتر را طی کنند. طول عمر یکی دیگر از دلایل به نفع این باتری است زیرا می توان آن را بیش از 1000 بار شارژ کرد. باقی مانده است که دوره تولید را بگذرانیم ... اگر نمونه اولیه سامسونگ امیدوار کننده باشد، تا کنون چیزی نمی گوید که سازندگان به آن متوسل خواهند شد!

نوآوری SK و شارژ فوق سریع

یکی دیگر از شرکت های کره جنوبی که برای 800 کیلومتر خودمختاری تلاش می کند SK Innovation است. این گروه اعلام کرد که در حال کار بر روی یک باتری جدید، خودکارتر، با شدت بالا و مبتنی بر نیکل است، در حالی که زمان شارژ در ترمینال سریع را به 20 دقیقه کاهش می دهد! SK Innovation که در حال حاضر تامین کننده سازنده کیا است، می خواهد توسعه بیشتری داشته باشد و در حال ساخت چندین کارخانه در گرجستان است. هدف نهایی تجهیز فورد و فولکس واگن به خودروهای الکتریکی ساخت ایالات متحده است.

در فاصله 2000 کیلومتری؟

آنچه چند سال پیش ممکن بود برای داستان های علمی تخیلی گذشته باشد، می تواند به سرعت به واقعیت ملموس تبدیل شود. گروهی از دانشمندان آلمانی و هلندی که به ترتیب برای Fraunhofer و SoLayTec کار می کنند، یک فرآیند ثبت اختراع به نام Spatial Atom Layer Deposition ایجاد کرده اند.

(سالد). در اینجا هیچ تغییری در شیمی وجود ندارد، مانند مورد کره جنوبی سامسونگ و SK Innovation. پیشرفت به دست آمده به فناوری باتری مربوط می شود. محققان این ایده را داشتند که ماده فعال الکترودها را به شکل لایه ای به ضخامت چندین نانومتر اعمال کنند. از آنجایی که جمع آوری یون های لیتیوم فقط روی سطح اتفاق می افتد، نیازی به الکترودهای ضخیم تر نیست.

بنابراین، برای حجم یا وزن برابر، فرآیند SALD سه عنصر کلیدی را بهینه می‌کند:

ناحیه الکترود موثر
توانایی آنها در ذخیره برق
سرعت شارژ

بنابراین، وسایل نقلیه مجهز به باتری SALD می توانند بردی سه برابر قوی ترین مدل های موجود در بازار داشته باشند. سرعت بارگذاری مجدد را می توان پنج برابر افزایش داد! فرانک ورهاژ، مدیر عامل SALD، که برای بازاریابی این نوآوری تأسیس شده است، می‌گوید برد 1000 کیلومتر برای خودروهای شهری و تا 2000 کیلومتر برای خودروهای سدان است. رهبر تمایلی به ثبت رکورد استقلال نظری ندارد، اما امیدوار است که به رانندگان اطمینان دهد. او گفت که حتی رانندگان اسپرت نیز می توانند پس از طی 20 کیلومتر 30 یا 1000 درصد قدرت داشته باشند.