● Problemy związane z nową transformacją energii w pojazdach użytkowych i przełomem technologicznym w zakresie akumulatorów-półprzewodnikowych
Jako główny przewoźnik transportu logistycznego, usług i frachtu na głównych liniach, nowy proces energetyczny pojazdów użytkowych bezpośrednio wpływa na realizację celu „podwójnej emisji dwutlenku węgla”. Jednakże ograniczenia techniczne tradycyjnych akumulatorów litowo-ciekłych przez długi czas ograniczały zakres i zakres nowej transformacji energii w pojazdach użytkowych.
1. Podstawowe problemy związane z nową transformacją energii w pojazdach użytkowych
W porównaniu z samochodami osobowymi, pojazdy użytkowe różnią się zasadniczo pod względem scenariuszy użytkowania, a ich wymagania dotyczące akumulatorów energetycznych są bardziej skupione na „praktyczności” i „ekonomii”. W przypadku pojazdów użytkowych-na średnie i krótkie dystanse, takich jak dystrybucja miejska i San, podstawowe wymagania to wrażliwość na koszty i wygoda tankowania; podczas gdy w przypadku-ciężkich samochodów ciężarowych dalekobieżnych, pojazdów do transportu chłodniczego i innych-sektorów zasięg, wydajność ładowania i niezawodność w całym cyklu życia stają się progami nie do pokonania.
Obecnie pojazdy użytkowe napędzane akumulatorami litowo-jonowymi-na ogół stoją przed trzema głównymi dylematami:
Po pierwsze, obawy dotyczące zasięgu: pojedyncze zapotrzebowanie-ciężkich samochodów ciężarowych na duże odległości przekracza przeważnie 300 kilometrów, podczas gdy gęstość energii istniejących akumulatorów płynnych wynosi głównie 150–200 Wh/, co powoduje konieczność przewożenia przez pojazdy dużej liczby akumulatorów, co nie tylko zwiększa koszt zakupu, ale także zmniejsza wydajność ładunku;
Po drugie, nieefektywne tankowanie. Pełne naładowanie pojazdu użytkowego na tradycyjnym stanowisku ładowania często zajmuje kilka godzin, co jest znacznie mniej wygodne niż tankowanie pojazdu-na paliwo, co poważnie wpływa na jego działanie;
Po trzecie, pojazdy użytkowe podlegają-długoterminowemu dużemu obciążeniu oraz wysokiej częstotliwości ładowaniu i rozładowywaniu, a ryzyko termicznej ucieczki cieczy zawsze istnieje, zwłaszcza w ekstremalnych warunkach, takich jak wysoka temperatura i zimno, a liczba wypadków związanych z bezpieczeństwem pozostaje wysoka.
Ponadto wysoki całkowity koszt posiadania (TC) spowodowany degradacją akumulatorów sprawia, że wiele firm logistycznych waha się przed zakupem nowych, energetycznych pojazdów użytkowych.
2. Zalety technologii akumulatorów-półprzewodnikowych dokładnie odpowiadają potrzebom pojazdów użytkowych
Akumulatory-półprzewodnikowe zastępują tradycyjne elektrolity ciekłe elektrolitami stałymi, osiągając jakościowy skok w zakresie wydajności rdzenia, a ich właściwości techniczne są w dużym stopniu dostosowane do potrzeb użytkowania pojazdów użytkowych.
Przełomowa poprawa gęstości energii jest podstawą akumulatorów półprzewodnikowych. Całkowicie-półprzewodnikowy- moduł akumulatorowy Rhino S prezentowany przez Chery ma gęstość energii do 600 Wh/kg, co stanowi teoretyczną granicę baterii litowych i znacznie przekracza obecny poziom baterii płynnych.
W przypadku pojazdów użytkowych wysoka gęstość energii oznacza, że można osiągnąć większy zasięg przy tym samym akumulatorze lub że obciążenie akumulatora można zmniejszyć przy tych samych wymaganiach dotyczących zasięgu. Biorąc za przykład ciężkie-ciężarówki do transportu długodystansowego, w których zastosowano wszystkie-baterie półprzewodnikowe o pojemności 500 Wh/kg, pojazd może przewozić ponad 1000 kWh energii elektrycznej przy zasięgu, który z łatwością może przekroczyć 1500 kilometrów, co całkowicie rozwiązuje problemy związane z transportem-na duże odległości.
Optymalizacja efektywności tankowania energii bezpośrednio rozwiązuje problemy związane z eksploatacją pojazdów użytkowych.
Całkowicie-solidny- akumulator Chery osiągający wskaźnik wydajności „6 minut ładowania, 1000 kilometrów zasięgu” oznacza, że tankowanie energii w pojazdach użytkowych osiągnie wygodę tankowania pojazdów-napędzanych paliwem. W przypadku-dużych ciężarówek dalekobieżnych pokonujących 300-500 kilometrów dziennie{{10}krótkie tankowanie może wystarczyć na cały dzień, skutecznie skracając czas przestojów i poprawiając wydajność operacyjną. Układ patentów BYD w dziedzinie akumulatorów-półprzewodnikowych obejmuje szereg osiągnięć w technologii szybkiego ładowania. Jeżeli uda się osiągnąć cel dotyczący parytetu cen substancji stałych i płynnych, nastąpi dalsze zwiększenie korzyści ekonomicznych wynikających z poprawy efektywności tankowania
Istotą poprawy bezpieczeństwa jest ochrona ruchu pojazdów użytkowych.
Baterie półprzewodnikowe-z elektrolitami stałymi nie są narażone na ryzyko wycieku i mają znacznie większą stabilność termiczną niż elektrolity ciekłe, co zasadniczo rozwiązuje problem niekontrolowanej niestabilności termicznej. Pojazdy użytkowe przez pewien czas pracują w trudnych warunkach, charakteryzujących się dużym obciążeniem, silnymi wibracjami i ekstremalnymi temperaturami. Nieodłączne bezpieczeństwo akumulatorów-półprzewodnikowych może znacznie zmniejszyć liczbę wypadków związanych z bezpieczeństwem, szczególnie w przypadku-operacji o wysokiej intensywności w zamkniętych miejscach, takich jak porty i obszary górnicze. W przewaga-akumulatorów półprzewodnikowych w cyklu życia może skutecznie zmniejszyć tempo rozpadu akumulatorów, optymalizując w ten sposób koszty pojazdów użytkowych w całym ich cyklu życia
● Wyzwania stojące-dla akumulatorów półprzewodnikowych w branży pojazdów użytkowych
Pomimo znaczących możliwości, jakie niesie ze sobą, przemysł motoryzacyjny wciąż stoi przed wieloma wyzwaniami związanymi z wdrażaniem-akumulatorów półprzewodnikowych.
Najważniejszą przeszkodą pozostaje wąskie gardło kosztowe.
Obecnie koszt wszystkich akumulatorów--w stanie ciekłym jest około 8 razy wyższy niż w przypadku akumulatorów-w stanie ciekłym. Ponieważ pojemność energetyczna pojedynczego pakietu w przypadku pojazdów użytkowych wynosi na ogół ponad 300 tys., koszt zakupu pojazdu znacznie wzrośnie, jeśli wszystkie zostaną wyposażone w akumulatory całkowicie półprzewodnikowe, przekraczające zakres akceptacji rynkowej. Ponadto proces produkcji akumulatorów półprzewodnikowych jest bardziej złożony i wymaga wyższych standardów dotyczących sprzętu i materiałów, co jeszcze bardziej zwiększa koszty produkcji.
Jeśli chodzi o kwestie techniczne, nadal istnieją problemy, którymi należy pilnie się zająć.
Po pierwsze, istnieje problem stabilności interfejsu. Zły kontakt między elektrolitami stałymi a materiałami katody/anody może łatwo prowadzić do zwiększenia pojemności i skrócenia żywotności baterii, co nie pozwala na zaspokojenie zapotrzebowania na długoterminową-pracę pod dużym-obciążeniem pojazdów użytkowych. Po drugie, przewodność jonowa jest niewystarczająca. Stężenie jonowe głównych elektrolitów stałych w postaci tlenków i siarczków jest nadal niższe niż w przypadku elektrolitów ciekłych, co ogranicza prędkość ładowania i moc wyjściową. Po trzecie, istnieje problem zwiększania i zmniejszania objętości. Zmiana objętości materiałów elektrod podczas procesu ładowania i rozładowywania może spowodować pęknięcie opakowania akumulatora. W środowisku operacyjnym, w którym pojazdy użytkowe są w ciągłym ruchu, problem ten będzie bardziej widoczny.
Brak synergii ekologicznej utrudnia także proces wdrażania.
Obecnie brakuje ujednoliconego standardowego systemu w dziedzinie akumulatorów półprzewodnikowych-do pojazdów użytkowych. Rozmiar pakietów akumulatorów i protokół komunikacyjny BMS są bardzo różne, co powoduje niekompatybilność produktów różnych przedsiębiorstw i trudność w promocji. Jednocześnie nie stworzono jeszcze systemu recyklingu-baterii półprzewodnikowych, a przetwarzanie i ponowne wykorzystanie zużytych baterii staje się potencjalnym problemem
Ponadto modernizacja obiektów-zaopatrujących w energię pozostaje w tyle za rozwojem technologii akumulatorów. Koszt budowy-superszybkich stacji ładowania jest wysoki, a koszt niewielki, co z trudem zaspokaja potrzeby zastosowań-na dużą skalę.
Dla branży pojazdów użytkowych akumulatory-półprzewodnikowe stanowią nie tylko rewolucję technologiczną, ale także historyczną szansę na restrukturyzację przemysłu. Jego zalety technologiczne, takie jak wysoka gęstość energii, wydajność szybkiego ładowania i wysoki poziom bezpieczeństwa, precyzyjnie rozwiążą podstawowe problemy związane z nową transformacją energii w pojazdach użytkowych, sprawiając, że branża od „kierowanej-polityką stanie się „kierowana-rynkiem”.
Pomimo wielu wyzwań, takich jak koszty, technologia i ekologia, wdrażanie-na dużą skalę akumulatorów półprzewodnikowych-w pojazdach użytkowych stanowi już trend charakteryzujący się ciągłym udoskonalaniem technologii, ciągłą dojrzałością łańcucha przemysłowego i silnym wsparciem polityki. Oczekuje się, że do roku 230-akumulatory półprzewodnikowe zdominują nowy rynek energii dla pojazdów użytkowych, powodując zastąpienie elektryfikacji wszystkich scenariuszy, takich jak główne linie transportowe i usługi miejskie, a także podstawowe wsparcie dla realizacji celu „podwójnej emisji dwutlenku węgla”.
