● Tarbesõidukite uue energiamuutuse valupunktid ja tahkisakude tehnoloogiline läbimurre{0}}
Logistilise transpordi, teenuste ja põhiliini kaubaveo põhikandjana mõjutab tarbesõidukite uus energiaprotsess otseselt "topeltsüsiniku" eesmärgi saavutamist. Traditsiooniliste vedelate liitiumakude tehnilised piirangud piirasid aga pikka aega tarbesõidukites uue energia muundamise sügavust ja laiust.
1. Tarbesõidukite uue energia muundamise peamised valupunktid
Võrreldes sõiduautodega on tarbesõidukite kasutusstsenaariumid olulised erinevused, nende nõuded võimsusakudele on rohkem keskendunud "praktilisusele" ja "ökonoomsusele". Keskmise ja{1}}lühimaa tarbesõidukite (nt linnajaotus ja sanitaar) puhul on põhinõudmised kulutundlikkus ja tankimise mugavus; samas kui pikamaa-raskeveokite, külmketiga logistikasõidukite ja muude alam-sektorite jaoks muutub töövahemik, laadimistõhususe elutsükli töökindlus ületamatuks läveks.
Praegu seisavad vedelate liitium{0}}ioonakudega juhitavad tarbesõidukid tavaliselt silmitsi kolme peamise dilemmaga:
Esiteks, sõiduulatuse ärevus, pikamaa-raskeveokite üksiknõudlus on enamasti üle 300 kilomeetri, samas kui olemasoleva vedelaku energiatihedus jääb enamasti vahemikku 150–200Wh/, mille tulemuseks on vajadus sõidukite vedamiseks suurel hulgal akusid, mis mitte ainult ei suurenda ostukulusid, vaid vähendab ka veose efektiivsust;
Teiseks, ebatõhus tankimine, kulub tarbesõiduki täielikuks laadimiseks traditsioonilise laadimishunniku juures sageli mitu tundi, mis on palju vähem mugav kui kütusega{0}} töötava sõiduki tankimine, mis mõjutab oluliselt selle tööd;
Kolmandaks on ohutusriskid, tarbesõidukid alluvad pikaajalisele-suurele koormusele, suure sagedusega laadimisele ja tühjendamisele ning vedeliku termilise väljavoolu oht on alati olemas, eriti ekstreemsetes keskkondades, nagu kõrge temperatuur ja külm, on ohutusavariide esinemissagedus endiselt kõrge.
Lisaks paneb aku lagunemisest põhjustatud kõrge omamise kogukulu (TC) ka paljud logistikaettevõtted kõhklema uute energiatarbega tarbesõidukite ostmisel.
2. Tahkis{1}}akutehnoloogia eelised vastavad täpselt tarbesõidukite vajadustele
Tahkis{0}}akud asendavad traditsioonilised vedelad elektrolüüdid tahkete osakestega, saavutades tuuma jõudluses kvalitatiivse hüppe ja nende tehnilised omadused sobivad väga hästi tarbesõidukite kasutusvajadustega.
Läbimurdeline energiatiheduse paranemine on tahkis{0}}akude tuumaks. Chery eksponeeritud Rhino S täis-tahke-patarei mooduli energiatihedus on kuni 600 Wh/kg, mis on liitiumakude teoreetiline piir ja ületab tunduvalt vedelate akude praeguse taseme.
Tarbesõidukite puhul tähendab suur energiatihedus seda, et sama akuga on võimalik saavutada pikem sõiduulatus või samade vahemikunõuete korral aku koormust vähendada. Võttes näiteks pikamaa-raskeveokid, mis kasutavad 500 Wh/kg kõiki-tahkefaasilisi akusid, suudab sõiduk kanda üle 1000 kWh elektrit, mille sõiduulatus võib kergesti ületada 1500 kilomeetrit, lahendades täielikult{6}}kaugetranspordi ärevuse.
Energiatankimise tõhususe optimeerimine käsitleb otseselt tarbesõidukitega seotud valupunkte.
Chery täis-tugev- aku, mis saavutab jõudlusindeksi "6 minutit laadimist, 1000 kilomeetrit sõiduulatust", tähendab, et tarbesõidukite energiatankimisel on mugavus-kütusel töötavate sõidukite jaoks. Pikamaa-raskeveokite puhul, mis sõidavad 300-500 kilomeetrit päevas, võib lühiajaline{10}}tankimine täita terve päeva, vähendades tõhusalt seiskamisaega ja parandades töö efektiivsust. BYD-i patendiskeem pooljuhtakude{12}}valdkonnas sisaldab mitmeid saavutusi kiirlaadimistehnoloogia vallas. Kui selle "tahke-vedeliku hinna pariteedi" eesmärk on saavutatud, suurendab see tankimise tõhususe paranemisest saadavat majanduslikku kasu veelgi.
Turvalisuse parandamise põhiolemus pakub kaitset tarbesõidukitega töötamisel.
Tahkete elektrolüütidega -tahkepatareidel ei ole lekkeohtu ja neil on märkimisväärne termiline stabiilsus kui vedelatel elektrolüütidel, lahendades põhimõtteliselt termilise äravoolu probleemi. Kommertssõidukid on mõnda aega karmis töökeskkonnas, kus on suur koormus, tugev vibratsioon ja äärmuslikud temperatuurid. Tahkispatareide-omane ohutus võib märkimisväärselt vähendada ohutusavariide esinemissagedust, eriti suure intensiivsusega{4}}toimingute puhul suletud stsenaariumides, nagu sadamad ja kaevandusalad. Tahkis{6}}akude eelis tsükli eluea jooksul võib tõhusalt vähendada aku lagunemise kiirust, optimeerides seeläbi tarbesõidukite kulusid kogu nende elutsükli jooksul.
● Väljakutsed tahkis{0}}akudele tarbesõidukite tööstuses
Vaatamata märkimisväärsetele võimalustele, mida see pakub, seisab sõidukitööstus endiselt silmitsi mitmete väljakutsetega tahkisakude kasutuselevõtul.
Kulude kitsaskoht on endiselt kõige olulisem takistus.
Praegu on kõigi --olekuakude maksumus umbes 8 korda kõrgem kui vedela-olekuaku oma. Kuna tarbesõidukitel on ühe paki energiamahutavus üldjuhul üle 300 000, siis sõiduki ostukulu tõuseb oluliselt, kui kõik need on varustatud täistahkepatareidega, ületades turul aktsepteeritava vahemiku. Lisaks on tahkispatareide tootmisprotsess keerulisem ning nõuab kõrgemaid seadmete ja materjalide standardeid, mis suurendab tootmiskulusid veelgi.
Tehnilisel rindel on endiselt probleeme, mis vajavad kiiret lahendamist.
Esiteks on probleem liidese stabiilsusega. Kehv kontakt tahkete elektrolüütide ja katood-/anoodimaterjalide vahel võib kergesti kaasa tuua mahutavuse ja aku eluea lühenemise, mis ei vasta tarbesõidukite pikaajalise -suure{2}}koormusega töötamise nõudlusele. Teiseks on ebapiisav ioonjuhtivus. Tavaliste oksiid- ja sulfiid-tahke elektrolüütide ioonisisaldus on endiselt madalam kui vedelatel elektrolüütidel, mis piirab laadimiskiirust ja väljundvõimsust. Kolmandaks on probleem mahu laienemise ja kahanemisega. Elektroodimaterjalide mahu muutus laadimis- ja tühjendusprotsessi ajal võib põhjustada aku pakendi pragunemise. Töökeskkonnas, kus tarbesõidukid liiguvad pidevalt, on see probleem silmatorkavam.
Rakendusprotsessi takistab ka ökoloogilise sünergia puudumine.
Praegu puudub ühtne standardsüsteem kommertssõidukite{0}}tahkepatareide valdkonnas. Akude suurus ja BMS-i sideprotokoll on üsna erinevad, mistõttu erinevate ettevõtete tooted ei ühildu ja reklaamimine on keeruline. Samal ajal pole tahkisakude ringlussevõtu süsteemi
Lisaks jääb energia{0}}varustusseadmete uuendamine akutehnoloogia arengust maha. Ülikiirete{2}}laadimisjaamade ehitusmaksumus on kõrge ja väike, mis ei suuda vaevu rahuldada suuremahuliste-rakenduste vajadusi.
Tarbesõidukite tööstuse jaoks ei tähenda tahkis{0}}akud mitte ainult tehnoloogilist revolutsiooni, vaid ka ajaloolist võimalust tööstuse ümberstruktureerimiseks. Selle tehnoloogilised eelised, nagu suur energiatihedus, kiire laadimise tõhusus ja kõrge ohutus, käsitlevad täpselt tarbesõidukite uue energiamuutuse peamisi valupunkte, suunates tööstuse "poliitikapõhiselt-turupõhiselt-".
Vaatamata sellele, et praegu seisab silmitsi mitmete väljakutsetega, nagu hind, tehnoloogia ja ökoloogia, on tahkisakude laiaulatuslik-kasutamine tarbesõidukites juba praegu trend, mida iseloomustab pidev tehnoloogia iteratsioon, tööstusahela pidev küpsus ja poliitikate tugev toetus. Eeldatakse, et 230. aastaks hakkavad tarbesõidukite uuel energiaturul domineerima tahkispatareid, mis ajendavad elektrifitseerimise asendamist kõigis stsenaariumides, näiteks põhitranspordis ja linnateenustes, ning toetavad põhiliselt "topeltsüsiniku" eesmärgi saavutamist.
