Framfarir á sviði sjálfræðis rafknúinna ökutækja

efni

Áberandi framfarir frá 2010 til 2020
Metnaðarfull skammtímamarkmið
- Nýir Stellantis pallar fyrir rafmótor
- 800 kílómetra sjálfræði árið 2025?
  - Samsung og solid state rafhlaða
  - SK nýsköpun og ofurhraðhleðsla
Í 2000 kílómetra fjarlægð?

Áberandi framfarir frá 2010 til 2020

Frá því að rafbílar komu á markaðinn hefur líftími rafhlöðunnar alltaf vakið athygli og deilur. Hvernig hafa framleiðendur tekist á við þetta vandamál og hvaða framfarir hafa orðið á síðasta áratug?

Sjálfræði rafknúinna ökutækja: Bremsa fyrir fjöldamarkað?

Árið 2019 töldu 63% svarenda Argus Energy loftvogsins drægni sem mikilvægustu hindrunina fyrir flutningi yfir í rafbíla. Ökumenn eru virkilega tregir til að hugsa um að þurfa að endurhlaða bílinn sinn margoft til að ferðast langar leiðir. Gæti þróun hleðsluinnviða sem eru aðgengileg almenningi dregið úr þessum áhyggjum? Hraðflugstöðvarnar, sem eru í auknum mæli til staðar á afþreyingarstöðum á hraðbrautum, endurheimta fulla afkastagetu fyrir flestar gerðir á innan við 45 mínútum. Aðdáendur hitavélarinnar munu ekki láta hjá líða að muna að þessi tímalengd er miklu lengri en á fullu bensíni.

Framfarir í sjálfræði rafknúinna ökutækja

Jafnvel þó að hraða uppsetningu hleðslustöðva gæti fullvissað suma ökumenn þá eru væntingar áfram einbeittar að sjálfræðinu sjálfu.

Þarftu hjálp við að byrja?

Aukið meðalsjálfræði

Samkvæmt Global Electric Vehicles Outlook 2021 skýrslunni sem unnin var af Alþjóðaorkumálastofnuninni hefur sjálfræði rafknúinna ökutækja haldið áfram að batna frá því að þau komu á markaðinn. Þannig höfum við færst frá yfirlýstri meðalsjálfstjórn sem er 211 kílómetrar árið 2015 í 338 kílómetra árið 2020. Hér eru upplýsingar um síðustu sex ár:

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

Ef framfarir sem mælst hafa fyrstu fimm árin eru uppörvandi gæti maður orðið hissa á stöðnuninni milli 2019 og 2020. Reyndar er þessi hófsamari vöxtur knúinn áfram af innkomu enn þéttari módela á markaðinn. Þau eru hönnuð til notkunar í þéttbýli og eru með minni rafhlöður og því minna endingargóð.

Sjálfræði flaggskipsmerkja í ferlinu

Þannig geta ökumenn sem leita að auknu sjálfræði treyst því að framleiðendur haldi áfram að bæta farartæki sem geta ferðast langar vegalengdir, svo sem fólksbifreiðar eða jeppar. Til að skilja þetta skaltu einfaldlega greina rafhlöðugetu tiltekins farartækis með því að skoða þróun módel eftir gerð. Tesla Model S, sem hefur verið til sölu síðan 2012, hefur stöðugt séð sjálfræði sitt:

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

Þessi reglulega hækkun hefur fengist með ýmsum aðferðum. Sérstaklega hefur Palo Alto búið til stærri og stærri rafhlöður á sama tíma og stjórnunarhugbúnaður Model S er endurbættur.

Metnaðarfull skammtímamarkmið

Til að bæta sjálfræði rafknúinna ökutækja enn frekar er verið að skoða nokkrar leiðir í dag. Vísindamenn eru að reyna að gera rafhlöður enn skilvirkari þar sem framleiðendur leitast við að „hugsa rafmagns“ út frá hönnun undirvagns ökutækja.

Nýir Stellantis pallar fyrir rafmótor

Stellantis Group, sem er stór aðili á bílamarkaði, vill þróa úrval rafbíla. Frá 2023 munu 14 af vörumerkjum samstæðunnar (þar á meðal Citroën, Opel, Fiat, Dodge og Jeep) bjóða upp á farartæki byggð á undirvagni sem eru hönnuð sem eingöngu rafknúnir pallar. Þetta er raunveruleg þróun á þeim tíma þegar flestir rafbílar nota undirvagn jafngildra hitauppstreymisgerða.

Einkum er Stellantis skuldbundinn til að bregðast við bilanaviðvörunum, sem eru enn mikilvægar fyrir ökumenn rafbíla. Þess vegna hafa verktaki kynnt fjóra palla tileinkað þessari tilteknu vél:

Lítill: hann verður frátekinn fyrir borgar- og fjölnotabíla eins og Peugeot e-208 eða Fiat 500. Þessi pallur lofar 500 kílómetra drægni.
Miðlungs: Þessi pallur verður settur upp á lengri fólksbíla. Samsvarandi rafhlöður munu veita 700 til 800 kílómetra drægni.
Stór: Þessi pallur verður hannaður fyrir jeppa með uppgefið drægni upp á 500 kílómetra.
Rammi: Fjórði pallurinn verður að fullu frátekinn fyrir atvinnubíla.

Tilgangur þessarar stöðlunar er að vega upp að hluta kostnaði við rafvæðingu. Auk þess að auka úrvalið vonast Stellantis einnig til að bjóða upp á ódýrari rafbílagerðir. Þessi nálgun er áberandi fyrir ökumenn: í Frakklandi er hærri kostnaður við að kaupa rafknúin ökutæki enn að hluta til á móti breytingaálagi, en hann mun líklega lækka í framtíðinni.

800 kílómetra sjálfræði árið 2025?

Samsung og solid state rafhlaða

Samkvæmt framleiðendum mun sjálfræði hlaðinnar rafhlöðu mjög fljótlega verða jafnt og fulls tanks! Vísindamenn sem vinna með Samsung vörumerkinu afhjúpuðu nýja rafhlöðuhugmynd af traustri rafhlöðu í mars 2020. Eins og er, virka litíumjónarafhlöður, sem eru búnar flestum rafknúnum farartækjum, með því að nota fljótandi raflausn eða í hlaupformi; að skipta yfir í rafhlöður með raflausnum mun þýða meiri orkuþéttleika og hraðari endurhleðslu.

Með tvöfalt rúmmáli en hefðbundnum rafhlöðum mun þessi Samsung nýjung gera rafbílum kleift að ferðast allt að 800 kílómetra. Líftíminn er önnur rök fyrir þessari rafhlöðu þar sem hægt er að endurhlaða hana yfir 1000 sinnum. Það á eftir að standast framleiðslunámskeiðið ... Ef Samsung frumgerðin lofar góðu, enn sem komið er segir ekkert að framleiðendur muni grípa til hennar!

SK nýsköpun og ofurhraðhleðsla

Annað suður-kóreskt fyrirtæki sem leitast við að ná 800 km sjálfræði er SK Innovation. Hópurinn tilkynnti að það væri að vinna að nýrri, sjálfstýrðari, hástyrkri, nikkel-undirstaða rafhlöðu, á sama tíma og hleðslutíminn á hraðstöðinni styttist í 20 mínútur! SK Innovation, sem er nú þegar birgir framleiðandans Kia, vill þróast frekar og er að byggja nokkrar verksmiðjur í Georgíu. Lokamarkmiðið er að útbúa Ford og Volkswagen með bandarískum rafknúnum ökutækjum.

Í 2000 kílómetra fjarlægð?

Það sem fyrir nokkrum árum gæti liðið fyrir vísindaskáldskap getur fljótt orðið að áþreifanlegum veruleika. Hópur þýskra og hollenskra vísindamanna sem starfa hjá Fraunhofer og SoLayTec, í sömu röð, hefur þróað einkaleyfisverndað ferli sem kallast Spatial Atom Layer Deposition.

(SALD). Engar breytingar á efnafræði hér, eins og raunin er með Suður-Kóreumenn Samsung og SK Innovation. Framfarirnar sem náðst eru tengjast rafhlöðutækni. Rannsakendur höfðu þá hugmynd að bera virka efni rafskautanna á í formi lags sem er nokkurra nanómetra þykkt. Þar sem söfnun litíumjóna á sér stað aðeins á yfirborðinu er engin þörf á þykkari rafskautum.

Þess vegna, fyrir jafnt rúmmál eða þyngd, fínstillir SALD ferlið þrjá lykilþætti:

áhrifaríkt rafskautssvæði
getu þeirra til að geyma rafmagn
hleðsluhraða

Þannig geta ökutæki með SALD rafhlöðu verið með þrefalt drægni en öflugustu gerðirnar á markaðnum. Hægt væri að auka endurhleðsluhraðann fimmfalt! Frank Verhage, forstjóri SALD, sem var stofnað til að markaðssetja þessa nýjung, segir að drægni sé 1000 kílómetrar fyrir borgarbíla og allt að 2000 kílómetrar fyrir fólksbíla. Leiðtoginn er tregur til að setja fræðilegt sjálfræðismet, en vonast til að fullvissa ökumenn. Jafnvel sportaðir ökumenn geta enn haft 20 eða 30% afl eftir að hafa ekið 1000 kílómetra, sagði hann.