Πρόοδος στην αυτονομία των ηλεκτρικών οχημάτων

Αξιοσημείωτη πρόοδος από το 2010 έως το 2020

Από την εισαγωγή των ηλεκτρικών οχημάτων στην αγορά, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας πάντα προσέλκυε την προσοχή και τις διαμάχες. Πώς αντιμετώπισαν αυτό το ζήτημα οι κατασκευαστές και ποια πρόοδος έχει σημειωθεί την τελευταία δεκαετία;

Αυτονομία ηλεκτρικών οχημάτων: φρένο στη μαζική αγορά;

Το 2019, το 63% των ερωτηθέντων στο βαρόμετρο Argus Energy ανέφερε την αυτονομία ως το πιο σημαντικό εμπόδιο για τη μετάβαση σε ηλεκτρικά οχήματα. Οι οδηγοί είναι πραγματικά απρόθυμοι να σκεφτούν ότι πρέπει να επαναφορτίσουν το αυτοκίνητό τους πολλές φορές για να ταξιδέψουν μεγάλες αποστάσεις. Μπορεί η ανάπτυξη μιας δημόσιας υποδομής διοδίων να μειώσει αυτήν την ανησυχία; Τα γρήγορα τερματικά, τα οποία είναι ολοένα και περισσότερο παρόντα στους χώρους ανάπαυσης του αυτοκινητόδρομου, επιτρέπουν την επαναφορά τους σε πλήρη χωρητικότητα για τα περισσότερα μοντέλα σε λιγότερο από 45 λεπτά. Οι λάτρεις του θερμικού κινητήρα δεν θα παραλείψουν να θυμηθούν ότι αυτή η διάρκεια παραμένει πολύ μεγαλύτερη από αυτή της πλήρους βενζίνης.

Ακόμα κι αν η ταχεία ανάπτυξη των σταθμών φόρτισης μπορεί να καθησυχάσει ορισμένους οδηγούς, οι προσδοκίες παραμένουν εστιασμένες στην ίδια την αυτονομία.

Χρειάζεστε βοήθεια για να ξεκινήσετε;

Αύξηση της μέσης αυτονομίας

Σύμφωνα με το Global Electric Vehicles Outlook 2021 του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας, η αυτονομία των ηλεκτρικών οχημάτων συνέχισε να βελτιώνεται από την εισαγωγή τους στην αγορά. Έτσι, έχουμε μεταβεί από μια διεκδικούμενη μέση αυτονομία 211 χιλιομέτρων το 2015 σε 338 χιλιόμετρα το 2020. Ακολουθούν οι λεπτομέρειες για τα τελευταία έξι χρόνια:

• 2015: 211 χλμ
• 2016: 233 χιλιόμετρα
• 2017: 267 χιλιόμετρα
• 2018: 304 χιλιόμετρα
• 2019: 336 χιλιόμετρα
• 2020: 338 χιλιόμετρα

Εάν η παρατηρούμενη πρόοδος τα πρώτα πέντε χρόνια είναι ενθαρρυντική, θα μπορούσε κανείς να εκπλαγεί από τη στασιμότητα μεταξύ 2019 και 2020. Στην πραγματικότητα, αυτή η πιο μέτρια ανάπτυξη οφείλεται στην εισαγωγή ακόμη πιο συμπαγών μοντέλων στην αγορά. Σχεδιασμένα για χρήση στην πόλη, έχουν μικρότερες μπαταρίες και επομένως είναι λιγότερο ανθεκτικά.

Σε εξέλιξη η αυτονομία αυτοκινήτων εμβληματικών εμπορικών σημάτων

Έτσι, οι αυτοκινητιστές που αναζητούν μεγαλύτερη αυτονομία μπορούν να είναι σίγουροι ότι οι κατασκευαστές συνεχίζουν να βελτιώνουν οχήματα ικανά να διανύουν μεγάλες αποστάσεις, όπως σεντάν ή SUV. Για να το καταλάβετε αυτό, απλώς αναλύστε τη χωρητικότητα της μπαταρίας ενός συγκεκριμένου αυτοκινήτου κοιτάζοντας την εξέλιξη μοντέλου σε μοντέλο. Το Tesla Model S, που πωλείται από το 2012, έχει δει την αυτονομία του να αυξάνεται συνεχώς:

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

Αυτή η τακτική αύξηση επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους. Συγκεκριμένα, το Palo Alto δημιούργησε όλο και μεγαλύτερες μπαταρίες βελτιώνοντας παράλληλα το λογισμικό ελέγχου του Model S. Ενημερώνεται συνεχώς για να κάνει το αυτοκίνητο πιο αποτελεσματικό και να βελτιστοποιεί τη χωρητικότητα της μπαταρίας.

Φιλόδοξοι βραχυπρόθεσμοι στόχοι

Για να αυξηθεί περαιτέρω η αυτονομία των ηλεκτρικών οχημάτων, διερευνώνται σήμερα αρκετοί δρόμοι. Οι ερευνητές προσπαθούν να κάνουν τις μπαταρίες ακόμα πιο αποτελεσματικές, καθώς οι κατασκευαστές προσπαθούν να «σκέφτονται ηλεκτρικά» από την ανάπτυξη του πλαισίου των οχημάτων.

Νέες Πλατφόρμες Stellantis Σχεδιασμένες για Ηλεκτροκινητήρες

Ο Όμιλος Stellantis, σημαντικός παίκτης στην αγορά του αυτοκινήτου, θέλει να αναπτύξει τη γκάμα των ηλεκτρικών οχημάτων του. Από το 2023, οι 14 μάρκες του ομίλου (συμπεριλαμβανομένων των Citroën, Opel, Fiat, Dodge και Jeep) θα προσφέρουν οχήματα κατασκευασμένα σε πλαίσιο σχεδιασμένα ως αμιγώς ηλεκτρικές πλατφόρμες. Αυτή είναι μια πραγματική εξέλιξη σε μια εποχή που τα περισσότερα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούν ισοδύναμα θερμικά μοντέλα πλαισίου.

Συγκεκριμένα, η Stellantis στοχεύει να ανταποκρίνεται σε συναγερμούς βλάβης, οι οποίοι παραμένουν σημαντικοί για τους οδηγούς EV. Ως εκ τούτου, οι προγραμματιστές έχουν εισαγάγει τέσσερις πλατφόρμες αφιερωμένες σε αυτόν τον συγκεκριμένο κινητήρα:

• Μικρό: Θα προορίζεται για αστικά και οχήματα πολλαπλών χρήσεων όπως το Peugeot e-208 ή το Fiat 500. Αυτή η πλατφόρμα υπόσχεται αυτονομία 500 χιλιομέτρων.
• Μεσαίο: Αυτή η πλατφόρμα θα τοποθετηθεί σε μεγαλύτερα οχήματα τύπου sedan. Οι κατάλληλες μπαταρίες θα παρέχουν αυτονομία από 700 έως 800 χιλιόμετρα.
• Μεγάλο: Αυτή η πλατφόρμα θα σχεδιαστεί για SUV με ισχυρή αυτονομία 500 χιλιομέτρων.
• Πλαίσιο: Η τέταρτη πλατφόρμα θα προορίζεται αποκλειστικά για επαγγελματικά οχήματα.

Ο σκοπός αυτής της τυποποίησης είναι να αντισταθμίσει εν μέρει το κόστος της ηλεκτροκίνησης. Εκτός από την αύξηση της εμβέλειας, η Stellantis ελπίζει επίσης να προσφέρει πιο οικονομικά μοντέλα EV. Αυτή η προσέγγιση είναι αισθητή στους αυτοκινητιστές: στη Γαλλία, το υψηλότερο κόστος αγοράς ηλεκτρικών οχημάτων εξακολουθεί να αντισταθμίζεται εν μέρει από το πρόσθετο τέλος μετατροπής, αλλά αυτό είναι πιθανό να μειωθεί στο μέλλον.

800 χιλιόμετρα αυτονομίας το 2025;

Samsung και μπαταρία στερεάς κατάστασης

Σύμφωνα με τους κατασκευαστές, πολύ σύντομα η αυτονομία μιας φορτισμένης μπαταρίας θα είναι ίση με την αυτονομία ενός γεμάτου ρεζερβουάρ! Ερευνητές που συνεργάζονται με τη μάρκα Samsung παρουσίασαν μια νέα ιδέα μπαταρίας στερεού ηλεκτρολύτη τον Μάρτιο του 2020. Επί του παρόντος, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που βρίσκονται στα περισσότερα ηλεκτρικά οχήματα λειτουργούν χρησιμοποιώντας υγρούς ηλεκτρολύτες ή σε μορφή γέλης. Η μετάβαση σε μπαταρίες στερεού ηλεκτρολύτη θα σημαίνει υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα και ταχύτερη επαναφόρτιση.

Με χωρητικότητα διπλάσια από τις παραδοσιακές μπαταρίες, αυτή η καινοτομία της Samsung θα επιτρέψει στα ηλεκτρικά οχήματα να διανύσουν έως και 800 χιλιόμετρα. Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας είναι ένα άλλο σημείο πώλησης για αυτήν την μπαταρία, καθώς μπορεί να επαναφορτιστεί πάνω από 1000 φορές. Μένει να περάσουμε την πορεία παραγωγής... Εάν το πρωτότυπο της Samsung είναι πολλά υποσχόμενο, τότε μέχρι στιγμής τίποτα δεν λέει ότι οι κατασκευαστές θα καταφύγουν σε αυτό!

SK Καινοτομία και εξαιρετικά γρήγορη φόρτιση

Μια άλλη νοτιοκορεάτικη εταιρεία που στοχεύει σε 800 χλμ αυτονομίας είναι η SK Innovation. Η ομάδα ανακοίνωσε ότι εργάζεται σε μια νέα, πιο αυτόνομη, υψηλής έντασης μπαταρία με βάση το νικέλιο, ενώ μειώνει τον χρόνο φόρτισης στο γρήγορο τερματικό στα 20 λεπτά! Η SK Innovation, ήδη προμηθευτής της Kia, θέλει να αναπτυχθεί περαιτέρω και κατασκευάζει πολλά εργοστάσια στη Γεωργία. Ο απώτερος στόχος είναι να εξοπλίσουν τη Ford και τη Volkswagen με ηλεκτρικά οχήματα αμερικανικής κατασκευής.

Σε απόσταση 2000 χιλιομέτρων;

Αυτό που μπορεί να είχε περάσει για επιστημονική φαντασία πριν από μερικά χρόνια μπορεί γρήγορα να γίνει απτή πραγματικότητα. Μια ομάδα Γερμανών και Ολλανδών επιστημόνων που εργάζονται για τους Fraunhofer και SoLayTec, αντίστοιχα, έχουν αναπτύξει μια πατενταρισμένη διαδικασία που ονομάζεται Spatial Atom Layer Deposition.

(ΑΛΑΤΙ). Καμία αλλαγή στη χημεία εδώ, όπως συμβαίνει με τους Νοτιοκορεάτες Samsung και SK Innovation. Έχει σημειωθεί πρόοδος στην τεχνολογία μπαταριών. Οι ερευνητές είχαν την ιδέα να εφαρμόσουν το ενεργό υλικό των ηλεκτροδίων με τη μορφή στρώματος πάχους πολλών νανόμετρων. Δεδομένου ότι η συλλογή ιόντων λιθίου γίνεται μόνο στην επιφάνεια, δεν υπάρχει ανάγκη για παχύτερα ηλεκτρόδια.

Επομένως, για ίσο όγκο ή βάρος, η διαδικασία SALD επιτρέπει τη βελτιστοποίηση τριών βασικών στοιχείων:

• αποτελεσματική περιοχή ηλεκτροδίων
• την ικανότητά τους να αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια
• ταχύτητα φόρτισης

Έτσι, οχήματα εξοπλισμένα με μπαταρία SALD μπορούν να επιτύχουν τριπλάσια εμβέλεια από τα πιο ισχυρά μοντέλα που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στην αγορά. Η ταχύτητα επαναφόρτωσης θα μπορούσε να αυξηθεί πέντε φορές! Ο Frank Verhage, Διευθύνων Σύμβουλος της SALD, που ιδρύθηκε για να φέρει αυτή την καινοτομία στην αγορά, λέει ότι αυτονομία 1000 χιλιομέτρων για αυτοκίνητα πόλης και έως 2000 χιλιομέτρων για σεντάν. Ο ηγέτης δεν θέλει να σημειώσει θεωρητικό ρεκόρ αυτονομίας, αλλά ελπίζει να καθησυχάσει τους οδηγούς. Ακόμη και οι αυτοκινητιστές που οδηγούν σπορ μπορούν να έχουν ισχύ 20 ή 30% μετά από 1000 χιλιόμετρα, λέει.

Ένα άλλο καλό νέο είναι ότι η διαδικασία SALD είναι συμβατή με τις διαφορετικές χημικές χημικές ουσίες των υπαρχόντων κυττάρων:

• NCA (νικέλιο, κοβάλτιο, αλουμίνιο)
• NMC (νικέλιο, μαγγάνιο, κοβάλτιο)
• μπαταρίες στερεού ηλεκτρολύτη

Μπορούμε να στοιχηματίσουμε ότι αυτή η τεχνολογία είναι πέρα ​​από το στάδιο του πρωτοτύπου, ενώ η SALD λέει ήδη ότι βρίσκεται σε συζητήσεις με ορισμένους κατασκευαστές αυτοκινήτων.