Pokrok v autonomii elektrických vozidel

Pozoruhodný pokrok od roku 2010 do roku 2020

Od příchodu elektrických vozidel na trh životnost baterie vždy přitahovala pozornost a kontroverze. Jak se výrobci s tímto problémem vypořádali a jakého pokroku bylo za poslední desetiletí dosaženo?

Autonomie elektromobilů: brzda masového trhu?

V roce 2019 považovalo 63 % respondentů barometru Argus Energy dojezd za nejdůležitější překážku přechodu na elektrická vozidla. Motoristé se opravdu zdráhají pomýšlet na to, že by museli své auto několikrát dobíjet, aby cestovali na dlouhé vzdálenosti. Mohl by rozvoj veřejně dostupné dobíjecí infrastruktury snížit tyto obavy? Rychlé terminály, které se stále častěji vyskytují na rekreačních místech na dálnicích, obnoví svou plnou kapacitu u většiny modelů za méně než 45 minut. Fanoušci tepelného motoru jistě nezapomenou, že toto trvání zůstává mnohem delší než u plného benzínu.

I když by zrychlení rozmístění dobíjecích stanic mohlo některé motoristy uklidnit, očekávání se stále soustředí na samotnou autonomii.

Potřebujete pomoct začít?

Zvyšování průměrné autonomie

Podle zprávy Global Electric Vehicles Outlook 2021, kterou připravila Mezinárodní energetická agentura, se autonomie elektrických vozidel od jejich uvedení na trh nadále zlepšuje. Posunuli jsme se tak z deklarované průměrné autonomie 211 kilometrů v roce 2015 na 338 kilometrů v roce 2020. Zde jsou podrobnosti za posledních šest let:

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

Pokud je pozorovaný pokrok za prvních pět let povzbudivý, lze se divit stagnaci mezi lety 2019 a 2020. Ve skutečnosti je tento mírnější růst způsoben vstupem ještě kompaktnějších modelů na trh. Jsou určeny pro městské použití, mají menší baterie, a proto jsou méně odolné.

Autonomie vlajkových značek v procesu

Motoristé hledající větší autonomii si tak mohou být jisti, že výrobci pokračují ve zdokonalování vozidel, která mohou cestovat na dlouhé vzdálenosti, jako jsou sedany nebo SUV. Abyste tomu porozuměli, jednoduše analyzujte kapacitu baterie konkrétního vozidla pohledem na vývoj modelu od modelu. Tesla Model S, která se prodává od roku 2012, zaznamenala neustálý nárůst autonomie:

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

Toto pravidelné zvýšení bylo dosaženo různými metodami. Zejména Palo Alto vytvořilo stále větší baterie a zároveň vylepšovalo řídicí software Modelu S. Ten je neustále aktualizován, aby bylo vozidlo efektivnější a optimalizovala kapacitu baterie.

Ambiciózní krátkodobé cíle

Pro další zlepšení autonomie elektrických vozidel se dnes zkoumá několik cest. Vědci se snaží baterie ještě zefektivnit, když se výrobci snaží „myslet elektricky“ od konstrukce podvozku vozidel.

Nové platformy Stellantis pro elektromotorizaci

Skupina Stellantis, významný hráč na automobilovém trhu, chce rozvíjet svou řadu elektrických vozidel. Od roku 2023 bude 14 značek skupiny (včetně Citroën, Opel, Fiat, Dodge a Jeep) nabízet vozidla postavená na podvozcích konstruovaných jako čistě elektrické platformy. Jde o skutečnou evoluci v době, kdy většina EV používá podvozek ekvivalentních termomodelů.

Společnost Stellantis se zejména zavázala reagovat na alarmy poruch, které zůstávají důležité pro řidiče elektrických vozidel. Proto vývojáři představili čtyři platformy věnované tomuto konkrétnímu motoru:

• Malý: Bude vyhrazen pro městská a víceúčelová vozidla jako Peugeot e-208 nebo Fiat 500. Tato platforma slibuje dojezd 500 kilometrů.
• Střední: Tato platforma bude instalována na delších sedanech. Odpovídající baterie zajistí dojezd 700 až 800 kilometrů.
• Velká: Tato platforma bude určena pro SUV s deklarovaným dojezdem 500 kilometrů.
• Rám: Čtvrtá platforma bude plně vyhrazena pro užitková vozidla.

Účelem této standardizace je částečně kompenzovat náklady na elektrifikaci. Kromě rozšíření sortimentu Stellantis také doufá, že nabídne cenově dostupnější modely EV. Tento přístup si všimnou motoristé: ve Francii jsou vyšší náklady na nákup elektromobilů stále částečně kompenzovány příplatkem za přestavbu, ale v budoucnu se pravděpodobně sníží.

800 kilometrů autonomie v roce 2025?

Samsung a solid state baterie

Podle výrobců se autonomie nabité baterie velmi brzy vyrovná autonomii plné nádrže! Výzkumníci spolupracující se značkou Samsung představili v březnu 2020 nový koncept baterií s pevným elektrolytem. V současné době lithium-iontové baterie, kterými je vybavena většina elektrických vozidel, pracují s kapalnými elektrolyty nebo ve formě gelu; přechod na baterie s pevným elektrolytem bude znamenat vyšší hustotu energie a rychlejší dobíjení.

S dvojnásobným objemem tradičních baterií umožní tato inovace Samsungu elektromobilům ujet až 800 kilometrů. Životnost je dalším argumentem ve prospěch této baterie, protože ji lze dobít více než 1000krát. Zbývá projít výrobním kurzem... Pokud je prototyp Samsungu slibný, tak zatím nic neříká, že se k němu výrobci uchýlí!

SK Inovace a super rychlé nabíjení

Další jihokorejskou společností usilující o 800 km autonomie je SK Innovation. Skupina oznámila, že pracuje na nové, více samostatné, vysoce intenzivní niklové baterii, přičemž zkracuje dobu nabíjení na rychlém terminálu na 20 minut! SK Innovation, již jako dodavatel výrobce Kia, se chce dále rozvíjet a staví několik továren v Gruzii. Konečným cílem je vybavit Ford a Volkswagen elektrickými vozidly vyrobenými v USA.

Na vzdálenost 2000 kilometrů?

To, co před pár lety mohlo být považováno za sci-fi, se může rychle stát hmatatelnou realitou. Skupina německých a nizozemských vědců pracujících pro Fraunhofer a SoLayTec vyvinula patentovaný proces nazvaný Spatial Atom Layer Deposition.

(SALD). Žádné změny v chemii, jako je tomu u Jihokorejců Samsung a SK Innovation. Dosažený pokrok se týká technologie baterií. Vědci přišli s nápadem nanést aktivní materiál elektrod ve formě vrstvy o tloušťce několika nanometrů. Vzhledem k tomu, že shromažďování iontů lithia probíhá pouze na povrchu, není potřeba silnějších elektrod.

Pro stejný objem nebo hmotnost proto proces SALD optimalizuje tři klíčové prvky:

• efektivní plocha elektrody
• jejich schopnost ukládat elektřinu
• rychlost nabíjení

Vozidla vybavená baterií SALD tak mohou mít trojnásobný dojezd oproti nejvýkonnějším modelům aktuálně na trhu. Rychlost načítání lze zvýšit pětkrát! Frank Verhage, generální ředitel společnosti SALD, která byla založena za účelem prodeje této inovace, uvádí dojezd 1000 2000 kilometrů pro městská auta a až 20 30 kilometrů pro sedany. Vůdce se zdráhá stanovit teoretický rekord autonomie, ale doufá, že řidiče uklidní. Dokonce i sportovně založení motoristé mohou mít po ujetí 1000 kilometrů stále XNUMX nebo XNUMX % výkonu, řekl.

Další dobrou zprávou je, že proces SALD je kompatibilní s různou chemií existujících buněk:

• NCA (nikl, kobalt, hliník)
• NMC (nikl, mangan, kobalt)
• baterie s pevným elektrolytem

Můžeme se vsadit, že tato technologie přesahuje fázi prototypu, zatímco SALD již tvrdí, že je v jednání s některými výrobci automobilů.