Pokrok v autonómii elektrických vozidiel

Pozoruhodný pokrok od roku 2010 do roku 2020

Od príchodu elektrických vozidiel na trh životnosť batérie vždy priťahovala pozornosť a kontroverziu. Ako sa s týmto problémom vyrovnali výrobcovia a aký pokrok sa dosiahol za posledné desaťročie?

Autonómia elektrického vozidla: brzda masového trhu?

V roku 2019 63 % respondentov barometra Argus Energy považovalo dojazd za najdôležitejšiu prekážku prechodu na elektrické vozidlá. Motoristi sa naozaj zdráhajú pomýšľať na to, že pri cestovaní na dlhé vzdialenosti musia svoje auto dobíjať viackrát. Mohol by rozvoj verejne dostupnej nabíjacej infraštruktúry znížiť tieto obavy? Rýchle terminály, ktoré sú stále viac prítomné na diaľničných rekreačných miestach, obnovia svoju plnú kapacitu pre väčšinu modelov za menej ako 45 minút. Fanúšikovia tepelného motora určite nezabudnú, že toto trvanie zostáva oveľa dlhšie ako pri plnom benzíne.

Aj keď by zrýchlenie rozmiestnenia nabíjacích staníc mohlo niektorých motoristov upokojiť, očakávania sa naďalej sústreďujú na samotnú autonómiu.

Potrebujete pomôcť začať?

Zvýšenie priemernej autonómie

Podľa správy Global Electric Vehicles Outlook 2021, ktorú pripravila Medzinárodná agentúra pre energiu, sa autonómia elektrických vozidiel od ich uvedenia na trh naďalej zlepšuje. Posunuli sme sa tak z deklarovanej priemernej autonómie 211 kilometrov v roku 2015 na 338 kilometrov v roku 2020. Tu sú podrobnosti za posledných šesť rokov:

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

Ak je pokrok pozorovaný za prvých päť rokov povzbudivý, možno by nás mohla prekvapiť stagnácia medzi rokmi 2019 a 2020. V skutočnosti je tento miernejší rast poháňaný vstupom ešte kompaktnejších modelov na trh. Sú určené na mestské použitie, majú menšie batérie, a preto sú menej odolné.

Autonómia vlajkových značiek v procese

Motoristi, ktorí hľadajú väčšiu autonómiu, si teda môžu byť istí, že výrobcovia pokračujú v zdokonaľovaní vozidiel, ktoré dokážu cestovať na veľké vzdialenosti, ako sú sedany alebo SUV. Aby ste to pochopili, jednoducho analyzujte kapacitu batérie konkrétneho vozidla pohľadom na vývoj jednotlivých modelov. Tesla Model S, ktorá je v predaji od roku 2012, neustále rastie:

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

Toto pravidelné zvyšovanie bolo dosiahnuté rôznymi metódami. Predovšetkým Palo Alto vytvoril čoraz väčšie batérie a zároveň vylepšil ovládací softvér Modelu S. Ten je neustále aktualizovaný, aby bolo vozidlo efektívnejšie a optimalizovala sa kapacita batérie.

Ambiciózne krátkodobé ciele

Na ďalšie zlepšenie autonómie elektrických vozidiel sa dnes skúma niekoľko spôsobov. Výskumníci sa snažia ešte viac zefektívniť batérie, keďže výrobcovia sa snažia „myslieť elektricky“ od konštrukcie podvozku vozidla.

Nové platformy Stellantis pre elektromotorizáciu

Skupina Stellantis, významný hráč na automobilovom trhu, chce rozvíjať svoj rad elektrických vozidiel. Od roku 2023 bude 14 značiek skupiny (vrátane Citroën, Opel, Fiat, Dodge a Jeep) ponúkať vozidlá postavené na podvozkoch navrhnutých ako čisto elektrické platformy. Ide o skutočnú evolúciu v čase, keď väčšina EV používa podvozok ekvivalentných tepelných modelov.

Spoločnosť Stellantis sa zaviazala najmä reagovať na alarmy porúch, ktoré sú pre vodičov elektrických vozidiel stále dôležité. Preto vývojári predstavili štyri platformy určené pre tento konkrétny motor:

• Malý: bude vyhradený pre mestské a viacúčelové vozidlá ako Peugeot e-208 alebo Fiat 500. Táto platforma sľubuje dojazd 500 kilometrov.
• Stredná: Táto platforma bude nainštalovaná na dlhších vozidlách typu sedan. Zodpovedajúce batérie zabezpečia dojazd 700 až 800 kilometrov.
• Veľká: Táto platforma bude určená pre SUV s deklarovaným dojazdom 500 kilometrov.
• Rám: Štvrtá platforma bude plne vyhradená pre úžitkové vozidlá.

Účelom tejto štandardizácie je čiastočne kompenzovať náklady na elektrifikáciu. Okrem rozšírenia sortimentu Stellantis tiež dúfa, že ponúkne cenovo dostupnejšie modely EV. Tento prístup je pre motoristov viditeľný: vo Francúzsku sú vyššie náklady na nákup elektrických vozidiel stále čiastočne kompenzované príplatkom za konverziu, ale v budúcnosti sa pravdepodobne zníži.

800 kilometrov autonómie v roku 2025?

Samsung a solid state batéria

Podľa výrobcov sa už čoskoro autonómia nabitej batérie vyrovná autonómii plnej nádrže! Výskumníci spolupracujúci so značkou Samsung v marci 2020 predstavili nový koncept batérie s pevným elektrolytom. V súčasnosti lítium-iónové batérie, ktorými je vybavená väčšina elektrických vozidiel, fungujú s použitím tekutých elektrolytov alebo vo forme gélu; prechod na batérie s pevným elektrolytom bude znamenať vyššiu hustotu energie a rýchlejšie dobíjanie.

Vďaka dvojnásobnému objemu tradičných batérií táto inovácia Samsungu umožní elektromobilom prejsť až 800 kilometrov. Životnosť je ďalším argumentom v prospech tejto batérie, pretože ju možno dobiť viac ako 1000-krát. Zostáva prejsť výrobným kurzom... Ak je prototyp Samsungu sľubný, zatiaľ nič nehovorí, že sa k nemu výrobcovia uchýlia!

SK Inovácia a super rýchle nabíjanie

Ďalšou juhokórejskou spoločnosťou usilujúcou o 800 km autonómie je SK Innovation. Skupina oznámila, že pracuje na novej, samostatnejšej, vysokointenzívnej niklovej batérii, pričom skráti čas nabíjania na rýchlom termináli na 20 minút! SK Innovation, už teraz dodávateľom výrobcu Kia, sa chce ďalej rozvíjať a v Gruzínsku buduje niekoľko tovární. Konečným cieľom je vybaviť Ford a Volkswagen elektrickými vozidlami vyrobenými v USA.

Vo vzdialenosti 2000 kilometrov?

To, čo sa pred pár rokmi dalo považovať za sci-fi, sa môže rýchlo stať hmatateľnou realitou. Skupina nemeckých a holandských vedcov pracujúcich pre Fraunhofer a SoLayTec vyvinula patentovaný proces nazývaný Spatial Atom Layer Deposition.

(SALD). Žiadne zmeny v chémii, ako je to v prípade Juhokórejčanov Samsung a SK Innovation. Dosiahnutý pokrok sa týka technológie batérií. Výskumníkov napadlo aplikovať aktívny materiál elektród vo forme vrstvy hrubej niekoľko nanometrov. Keďže hromadenie lítiových iónov prebieha iba na povrchu, nie sú potrebné hrubšie elektródy.

Pre rovnaký objem alebo hmotnosť preto proces SALD optimalizuje tri kľúčové prvky:

• efektívna plocha elektród
• ich schopnosť uchovávať elektrickú energiu
• rýchlosť nabíjania

Vozidlá vybavené batériou SALD tak môžu mať trojnásobný dojazd v porovnaní s najvýkonnejšími modelmi, ktoré sú v súčasnosti na trhu. Rýchlosť nabíjania sa môže zvýšiť päťkrát! Frank Verhage, generálny riaditeľ spoločnosti SALD, ktorá bola založená za účelom uvedenia tejto inovácie na trh, uvádza dojazd 1000 2000 kilometrov pre mestské autá a až 20 30 kilometrov pre sedany. Líder sa zdráha stanoviť teoretický rekord autonómie, ale dúfa, že vodičov upokojí. Dokonca aj športoví motoristi môžu mať po prejdení 1000 XNUMX kilometrov stále XNUMX alebo XNUMX % výkonu, povedal.

Ďalšou dobrou správou je, že proces SALD je kompatibilný s rôznou chémiou existujúcich buniek:

• NCA (nikel, kobalt, hliník)
• NMC (nikel, mangán, kobalt)
• batérie s pevným elektrolytom

Môžeme sa staviť, že táto technológia presahuje štádium prototypu, zatiaľ čo SALD už hovorí, že je v diskusii s niektorými výrobcami automobilov.