Tiến bộ trong quá trình tự chủ của xe điện
nội dung
Tiến độ đáng chú ý từ năm 2010 đến năm 2020
Kể từ khi xe điện xuất hiện trên thị trường, thời lượng pin luôn thu hút sự chú ý và tranh cãi. Các nhà sản xuất đã giải quyết vấn đề này như thế nào và những tiến bộ nào đã đạt được trong thập kỷ qua?
Xe điện tự chủ: một cú hãm thành trên thị trường đại chúng?
Vào năm 2019, 63% số người được hỏi về phong vũ biểu Argus Energy coi phạm vi hoạt động là trở ngại quan trọng nhất đối với việc chuyển sang xe điện. Người lái xe thực sự rất ngại khi nghĩ đến việc phải sạc nhiều lần cho ô tô để di chuyển trên quãng đường dài. Liệu sự phát triển của cơ sở hạ tầng thu phí công khai có thể làm giảm mối lo ngại này không? Các thiết bị đầu cuối nhanh, ngày càng xuất hiện nhiều tại các địa điểm giải trí trên đường cao tốc, phục hồi toàn bộ công suất của chúng cho hầu hết các mô hình trong vòng chưa đầy 45 phút. Những người hâm mộ động cơ nhiệt sẽ không nhớ rằng thời gian này kéo dài hơn nhiều so với thời gian chạy đầy xăng.
Ngay cả khi việc tăng tốc triển khai các trạm thu phí có thể trấn an một số người lái xe, thì kỳ vọng vẫn tập trung vào quyền tự chủ.
Cần trợ giúp để bắt đầu?
Tăng quyền tự chủ trung bình
Theo báo cáo Triển vọng Xe điện Toàn cầu 2021 do Cơ quan Năng lượng Quốc tế chuẩn bị, tính tự chủ của xe điện đã tiếp tục được cải thiện kể từ khi được giới thiệu ra thị trường. Do đó, chúng tôi đã chuyển từ mức tự chủ trung bình được tuyên bố là 211 km vào năm 2015 lên 338 km vào năm 2020. Dưới đây là thông tin chi tiết trong sáu năm qua:
- Năm 2015: 211 km
- 2016: 233 km
- 2017: 267 km
- 2018: 304 km
- 2019: 336 km
- 2020: 338 km
Nếu những tiến bộ quan sát được trong năm năm đầu tiên là đáng khích lệ, thì người ta có thể ngạc nhiên về sự trì trệ từ năm 2019 đến năm 2020. Trên thực tế, sự tăng trưởng khiêm tốn hơn này được thúc đẩy bởi sự gia nhập của các mẫu xe nhỏ gọn hơn vào thị trường. Được thiết kế để sử dụng trong đô thị, chúng có pin nhỏ hơn và do đó kém bền hơn.
Quyền tự chủ của các thương hiệu hàng đầu trong quá trình này
Do đó, những người lái xe đang tìm kiếm sự tự chủ hơn có thể yên tâm rằng các nhà sản xuất tiếp tục cải tiến các loại xe có thể di chuyển đường dài, chẳng hạn như sedan hoặc SUV. Để hiểu điều này, chỉ cần phân tích dung lượng pin của một chiếc xe cụ thể bằng cách xem xét sự phát triển của từng dòng xe. Tesla Model S, được bán từ năm 2012, đã chứng kiến khả năng tự chủ của nó liên tục tăng lên:
- 2012: 426 km
- 2015: 424 km
- 2016: 507 km
- 2018: 539 km
- 2020: 647 km
- 2021: 663 km
Sự gia tăng thường xuyên này có được thông qua nhiều phương pháp khác nhau. Đặc biệt, Palo Alto đã tạo ra những viên pin ngày càng lớn hơn đồng thời cải tiến phần mềm điều khiển của Model S. Nó được cập nhật liên tục để giúp xe hoạt động hiệu quả hơn và tối ưu hóa dung lượng pin.
Các mục tiêu ngắn hạn đầy tham vọng
Để cải thiện hơn nữa tính tự chủ của xe điện, một số con đường đang được khám phá ngày nay. Các nhà nghiên cứu đang cố gắng làm cho pin thậm chí còn hiệu quả hơn khi các nhà sản xuất tìm cách "suy nghĩ điện" từ thiết kế khung xe.
Nền tảng Stellantis mới để điện cơ hóa
Tập đoàn Stellantis, một công ty lớn trong thị trường ô tô, muốn phát triển các dòng xe điện của mình. Từ năm 2023, 14 thương hiệu của tập đoàn (bao gồm Citroën, Opel, Fiat, Dodge và Jeep) sẽ cung cấp các loại xe được xây dựng trên khung gầm được thiết kế như nền tảng hoàn toàn bằng điện. Đây là một sự phát triển thực sự vào thời điểm mà hầu hết các xe điện sử dụng khung gầm của các mô hình nhiệt tương đương.
Đặc biệt, Stellantis cam kết phản hồi các cảnh báo sự cố, điều này vẫn quan trọng đối với người lái xe điện. Do đó, các nhà phát triển đã giới thiệu bốn nền tảng dành riêng cho công cụ cụ thể này:
- Loại nhỏ: nó sẽ được dành cho các loại xe đa dụng và thành phố như Peugeot e-208 hoặc Fiat 500. Nền tảng này hứa hẹn phạm vi hoạt động 500 km.
- Trung bình: Nền tảng này sẽ được trang bị cho các xe sedan dài hơn. Các loại pin tương ứng sẽ cung cấp phạm vi hoạt động từ 700 đến 800 km.
- Lớn: Nền tảng này sẽ được thiết kế cho xe SUV có phạm vi hoạt động được công bố là 500 km.
- Khung: Nền tảng thứ tư sẽ được dành hoàn toàn cho xe thương mại.
Mục đích của việc tiêu chuẩn hóa này là để bù đắp một phần chi phí điện khí hóa. Ngoài việc mở rộng phạm vi hoạt động, Stellantis cũng hy vọng sẽ cung cấp các mẫu EV giá cả phải chăng hơn. Cách tiếp cận này rất dễ nhận thấy đối với những người lái xe: ở Pháp, chi phí mua xe điện cao hơn vẫn được bù đắp một phần bởi phí chuyển đổi, nhưng có khả năng sẽ giảm trong tương lai.
800 km tự chủ vào năm 2025?
Samsung và pin trạng thái rắn
Theo các nhà sản xuất, rất nhanh chóng, quyền tự chủ của một pin đã sạc sẽ ngang bằng với một bình đầy! Các nhà nghiên cứu làm việc với thương hiệu Samsung đã công bố một khái niệm pin điện phân rắn mới vào tháng 2020 năm XNUMX. Hiện tại, pin lithium-ion, được trang bị cho hầu hết các loại xe điện, hoạt động bằng cách sử dụng chất điện phân lỏng hoặc ở dạng gel; chuyển sang pin điện phân rắn sẽ có nghĩa là mật độ năng lượng cao hơn và sạc lại nhanh hơn.
Với khối lượng gấp đôi pin truyền thống, cải tiến này của Samsung sẽ cho phép xe điện di chuyển tới 800 km. Tuổi thọ là một lập luận khác ủng hộ loại pin này vì nó có thể được sạc lại hơn 1000 lần. Nó vẫn phải vượt qua quá trình sản xuất ... Nếu nguyên mẫu của Samsung đầy hứa hẹn, cho đến nay không có gì nói rằng các nhà sản xuất sẽ sử dụng nó!
SK cải tiến và sạc siêu nhanh
Một công ty Hàn Quốc khác đang phấn đấu cho 800 km đường tự chủ là SK Innovation. Nhóm thông báo rằng họ đang nghiên cứu một loại pin mới, khép kín hơn, cường độ cao, dựa trên niken, đồng thời giảm thời gian sạc trên thiết bị đầu cuối nhanh xuống còn 20 phút! SK Innovation, đã là nhà cung cấp cho nhà sản xuất Kia, muốn phát triển hơn nữa và đang xây dựng một số nhà máy ở Georgia. Mục tiêu cuối cùng là trang bị cho Ford và Volkswagen các loại xe điện do Mỹ sản xuất.
Ở khoảng cách 2000 km?
Những gì một vài năm trước có thể đã qua đối với khoa học viễn tưởng có thể nhanh chóng trở thành hiện thực hữu hình. Một nhóm các nhà khoa học Đức và Hà Lan làm việc cho Fraunhofer và SoLayTec, đã phát triển một quy trình được cấp bằng sáng chế có tên là Lắng đọng lớp nguyên tử không gian.
(SALD). Không có thay đổi nào về hóa học ở đây, như trường hợp của Samsung và SK Innovation của Hàn Quốc. Tiến bộ đạt được liên quan đến công nghệ pin. Các nhà nghiên cứu đã có ý tưởng áp dụng vật liệu hoạt động của các điện cực dưới dạng một lớp dày vài nanomet. Vì quá trình thu thập các ion liti chỉ xảy ra trên bề mặt, nên không cần các điện cực dày hơn.
Do đó, để có khối lượng hoặc trọng lượng bằng nhau, quy trình SALD tối ưu hóa ba yếu tố chính:
- khu vực điện cực hiệu quả
- khả năng lưu trữ điện của họ
- tốc độ sạc
Do đó, các xe được trang bị pin SALD có thể có phạm vi hoạt động gấp ba lần so với các mẫu xe mạnh nhất hiện nay trên thị trường. Tốc độ tải lại có thể được tăng lên năm lần! Frank Verhage, Giám đốc điều hành của SALD, được thành lập để tiếp thị sự đổi mới này, cho biết phạm vi 1000 km đối với ô tô thành phố và lên đến 2000 km đối với xe sedan. Nhà lãnh đạo miễn cưỡng thiết lập một kỷ lục tự chủ trên lý thuyết, nhưng hy vọng sẽ trấn an các tài xế. Ngay cả những người lái mô tô thể thao vẫn có thể có 20 hoặc 30% sức mạnh sau khi đi được 1000 km, ông nói.
Một tin tốt khác là quy trình SALD tương thích với các chất hóa học khác nhau của các tế bào hiện có:
- NCA (niken, coban, nhôm)
- NMC (niken, mangan, coban)
- pin điện phân rắn
Chúng ta có thể đặt cược rằng công nghệ này đã vượt ra khỏi giai đoạn nguyên mẫu, trong khi SALD cho biết họ đang thảo luận với một số nhà sản xuất xe hơi.
