Edusammud elektrisõidukite autonoomia valdkonnas

Sisu

Märkimisväärne edasiminek aastatel 2010–2020
Ambitsioonikad lühiajalised eesmärgid
- Uued Stellantis platvormid elektromotoriseerimiseks
- 800 kilomeetrit autonoomiat 2025. aastal?
  - Samsung ja pooljuhtaku
  - SK innovatsioon ja ülikiire laadimine
2000 kilomeetri kaugusel?

Märkimisväärne edasiminek aastatel 2010–2020

Alates elektrisõidukite tulekust turule on aku kasutusiga alati tähelepanu ja vaidlusi äratanud. Kuidas on tootjad selle probleemiga hakkama saanud ja milliseid edusamme on viimase kümnendi jooksul tehtud?

Elektrisõidukite autonoomia: massituru pidur?

2019. aastal pidas 63% Argus Energy baromeetrile vastanutest sõiduulatust kõige olulisemaks takistuseks elektrisõidukitele üleminekul. Autojuhid ei taha mõelda sellele, et pikkade vahemaade läbimiseks peab autot mitu korda laadima. Kas avalikult kättesaadava laadimistaristu arendamine võiks seda muret leevendada? Kiired terminalid, mida on üha enam kiirteede puhkekohtades, taastavad enamiku mudelite täisvõimsuse vähem kui 45 minutiga. Soojusmootori fännid ei jäta meelde, et see kestus on palju pikem kui täisbensiini puhul.

Edusammud elektrisõidukite autonoomia vallas

Isegi kui laadimisjaamade kasutuselevõtu kiirendamine võiks mõnda autojuhti rahustada, on ootused siiski keskendunud autonoomiale endale.

Kas vajate alustamiseks abi?

Keskmise autonoomia suurendamine

Rahvusvahelise Energiaagentuuri koostatud Global Electric Vehicles Outlook 2021 aruande kohaselt on elektrisõidukite autonoomia alates nende turule toomisest jätkuvalt paranenud. Seega oleme 211. aastal deklareeritud keskmisest autonoomiast 2015 kilomeetrit liikunud 338 kilomeetrini 2020. aastal. Siin on viimase kuue aasta üksikasjad:

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

Kui esimese viie aasta jooksul täheldatud edusammud on julgustavad, võib 2019.–2020. aasta stagnatsiooni üle üllatada. Tegelikult on selle tagasihoidlikuma kasvu taga veelgi kompaktsemate mudelite turule tulek. Linnas kasutamiseks mõeldud neil on väiksemad akud ja seetõttu vähem vastupidavad.

Lipulaevabrändide autonoomia protsessis

Seega võivad suuremat autonoomiat taotlevad autojuhid olla kindlad, et tootjad jätkavad pikkade vahemaade läbimist võimaldavate sõidukite, näiteks sedaanide või maasturite täiustamist. Selle mõistmiseks analüüsige lihtsalt konkreetse sõiduki aku mahtuvust, vaadates mudelite kaupa. Alates 2012. aastast müügil olnud Tesla Model S autonoomia on pidevalt kasvanud:

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

See regulaarne tõus on saavutatud erinevate meetoditega. Eelkõige on Palo Alto loonud järjest suuremaid akusid, täiustades samal ajal Model S juhtimistarkvara. Seda uuendatakse pidevalt, et muuta sõiduk tõhusamaks ja optimeerida aku mahtuvust.

Ambitsioonikad lühiajalised eesmärgid

Elektrisõidukite autonoomia edasiseks parandamiseks uuritakse täna mitmeid võimalusi. Teadlased püüavad akusid veelgi tõhusamaks muuta, kui tootjad püüavad sõiduki šassii disainist lähtuvalt "elektrile mõelda".

Uued Stellantis platvormid elektromotoriseerimiseks

Autoturu suur tegija Stellantis Group soovib arendada oma elektrisõidukite valikut. Alates 2023. aastast pakuvad 14 grupi kaubamärki (sh Citroën, Opel, Fiat, Dodge ja Jeep) sõidukeid, mis on ehitatud šassiile, mis on kujundatud puhtalt elektriliste platvormidena. See on tõeline areng ajal, mil enamik elektrisõidukeid kasutab samaväärsete termomudelite šassiid.

Eelkõige on Stellantis pühendunud rikkehäiretele reageerimisele, mis on elektrisõidukite juhtide jaoks endiselt olulised. Seetõttu on arendajad kasutusele võtnud neli sellele konkreetsele mootorile pühendatud platvormi:

Väike: see reserveeritakse linna- ja mitmeotstarbelistele sõidukitele, nagu Peugeot e-208 või Fiat 500. See platvorm lubab läbida 500 kilomeetrit.
Keskmine: see platvorm paigaldatakse pikematele sedaansõidukitele. Sobivad akud võimaldavad läbida 700–800 kilomeetrit.
Suur: see platvorm on mõeldud maasturitele, mille deklareeritud sõiduulatus on 500 kilomeetrit.
Raam: neljas platvorm on täielikult reserveeritud tarbesõidukitele.

Selle standardimise eesmärk on osaliselt kompenseerida elektrifitseerimise kulusid. Lisaks valiku laiendamisele loodab Stellantis pakkuda ka soodsamaid elektrisõidukite mudeleid. See lähenemine on autojuhtidele märgatav: Prantsusmaal kompenseerib elektrisõidukite ostmise kallinemine osaliselt endiselt ümberehituse lisatasu, kuid tulevikus see tõenäoliselt väheneb.

800 kilomeetrit autonoomiat 2025. aastal?

Samsung ja pooljuhtaku

Tootjate sõnul on väga peagi laetud aku autonoomia võrdne täispaagi omaga! Samsungi kaubamärgiga töötavad teadlased avalikustasid 2020. aasta märtsis uue tahke elektrolüüdi aku kontseptsiooni. Praegu töötavad liitiumioonakud, mis on varustatud enamiku elektrisõidukitega, kasutades vedelaid elektrolüüte või geeli kujul; tahke elektrolüüdi akudele üleminek tähendab suuremat energiatihedust ja kiiremat laadimist.

Tavapärastest akudest kaks korda suurema mahuga Samsungi uuendus võimaldab EV-del sõita kuni 800 kilomeetrit. Eluiga on veel üks argument selle aku kasuks, kuna seda saab laadida üle 1000 korra. Jääb alles tootmiskursus läbida ... Kui Samsungi prototüüp on paljulubav, siis siiani ei ütle miski, et tootjad seda kasutama hakkavad!

SK innovatsioon ja ülikiire laadimine

Teine Lõuna-Korea ettevõte, mis püüdleb 800 km pikkuse autonoomia poole, on SK Innovation. Rühm teatas, et töötab uue, autonoomsema, suure intensiivsusega niklipõhise aku kallal, vähendades samal ajal kiirterminali laadimisaega 20 minutini! SK Innovation, kes on juba tootja Kia tarnija, soovib edasi areneda ja ehitab Gruusiasse mitu tehast. Lõppeesmärk on varustada Ford ja Volkswagen USA-s valmistatud elektrisõidukitega.

2000 kilomeetri kaugusel?

See, mis mõni aasta tagasi võis ulme jaoks möödunud, võib kiiresti muutuda käegakatsutavaks reaalsuseks. Rühm Saksa ja Hollandi teadlasi, kes töötavad vastavalt Fraunhoferi ja SoLayTeci heaks, on välja töötanud patenteeritud protsessi, mida nimetatakse ruumilise aatomikihi sadestamiseks.

(SALD). Siin pole keemias muudatusi, nagu lõunakorealaste Samsungi ja SK Innovationi puhul. Saavutatud edusammud on seotud akutehnoloogiaga. Teadlastel tekkis idee kanda elektroodide aktiivmaterjal mitme nanomeetri paksuse kihina. Kuna liitiumioonide kogunemine toimub ainult pinnal, pole paksemaid elektroode vaja.

Seetõttu optimeerib SALD-protsess võrdse mahu või kaalu jaoks kolme põhielementi:

efektiivne elektroodi piirkond
nende võime elektrit salvestada
laadimiskiirus

Seega võib SALD-akuga varustatud sõidukite sõiduulatus olla kolm korda suurem kui praegu turul olevatest võimsaimatest mudelitest. Taaslaadimiskiirust sai viis korda suurendada! Selle uuenduse turundamiseks asutatud SALDi tegevjuht Frank Verhage ütleb, et linnaautode sõiduulatus on 1000 kilomeetrit ja sedaanide puhul kuni 2000 kilomeetrit. Liider ei taha teoreetilise autonoomia rekordit püstitada, kuid loodab juhte rahustada. Isegi sportlikel autojuhtidel võib pärast 20 kilomeetrit läbimist olla võimsust 30 või 1000%, ütles ta.