● Проблемы новой трансформации энергии в коммерческих автомобилях и технологический прорыв в области твердотельных-батарей.
Новый энергетический процесс коммерческих автомобилей, являющихся основным перевозчиком логистических перевозок, услуг и магистральных грузовых перевозок, напрямую влияет на реализацию цели «двойного углерода». Однако технические ограничения традиционных жидких литиевых батарей долгое время ограничивали глубину и широту преобразования новой энергии в коммерческих автомобилях.
1. Основные болевые точки трансформации новой энергетики в коммерческих автомобилях
По сравнению с легковыми автомобилями коммерческие автомобили имеют существенные различия в сценариях использования, их требования к силовым аккумуляторам в большей степени ориентированы на «практичность» и «экономичность». Для коммерческих транспортных средств на средние и короткие- расстояния, таких как городские перевозки и сантехника, основными требованиями являются экономичность и удобство заправки; в то время как для тяжелых грузовиков дальнего-дальнобойного следования, транспортных средств логистики холодовой цепи и других под-секторов запас хода, эффективность зарядки и надежность жизненного цикла становятся непреодолимыми порогами.
В настоящее время коммерческие автомобили с жидкими литий-ионными-батареями обычно сталкиваются с тремя основными дилеммами:
Во-первых, беспокойство по поводу запаса хода: единая потребность тяжелых грузовиков на дальние-расстояния в основном превышает 300 километров, в то время как плотность энергии существующих жидкостных батарей обычно находится в пределах 150–200 Втч/, что приводит к необходимости перевозить транспортные средства большого количества батарей, что не только увеличивает стоимость покупки, но и снижает эффективность перевозки грузов;
Во-вторых, неэффективная заправка: зачастую полная зарядка коммерческого автомобиля на традиционной зарядной станции занимает несколько часов, что гораздо менее удобно, чем заправка автомобиля,-работающего на топливе, что серьезно влияет на его эксплуатацию;
В-третьих, риски для безопасности: коммерческие транспортные средства подвергаются длительной-высокой нагрузке, частой зарядке и разрядке, и всегда существует риск теплового выхода жидкости, особенно в экстремальных условиях, таких как высокая температура и холод, количество несчастных случаев, связанных с безопасностью, остается высоким.
Кроме того, высокая совокупная стоимость владения (TC), вызванная деградацией аккумуляторов, также заставляет многие логистические компании колебаться в покупке коммерческих автомобилей, работающих на новых источниках энергии.
2. Преимущества технологии твердотельных-аккумуляторов точно соответствуют потребностям коммерческих автомобилей.
Твердотельные-аккумуляторы заменяют традиционные жидкие электролиты твердотельными, обеспечивая качественный скачок в производительности ядра, а их технические характеристики полностью совместимы с потребностями использования коммерческих автомобилей.
Революционное повышение плотности энергии лежит в основе твердотельных-батарей. Полностью-твердотельный-батарейный модуль Rhino S, представленный Chery, имеет плотность энергии до 600 Втч/кг, что является теоретическим пределом для литиевых батарей и значительно превышает текущий уровень жидкостных батарей.
Для коммерческих автомобилей высокая плотность энергии означает, что можно достичь большего запаса хода с той же батареей или уменьшить нагрузку на аккумулятор при тех же требованиях к запасу хода. Если взять в качестве примера-тяжеловесы для дальних перевозок, в которых используются все-твердотельные батареи емкостью 500 Втч/кг, автомобиль может переносить более 1000 кВт·ч электроэнергии, а запас хода может легко превысить 1500 километров, что полностью решает проблемы, связанные с перевозкой на-дальние расстояния.
Оптимизация эффективности заправки энергией напрямую решает проблемы, связанные с эксплуатацией коммерческого транспорта.
Полностью-надежная- батарея Chery, достигающая показателя производительности "6 минут зарядки, 1000 километров запаса хода", означает, что заправка грузовых автомобилей энергией будет такой же удобной, как и заправка автомобилей,-работающих на топливе. Для тяжелых грузовиков на дальние расстояния-дальние расстояния, проезжающих 300-500 километров в день, короткая-дозаправка может обеспечить рабочий день в течение всего дня, эффективно сокращая время простоя и повышая эксплуатационную эффективность. Патент BYD в области твердотельных-батарей включает ряд достижений в области технологии быстрой зарядки. Если цель «ценового паритета твердой и ликвидной нефти» будет достигнута, это еще больше усилит экономические выгоды, получаемые от повышения эффективности заправок.
Суть повышения показателей безопасности заключается в защите работы коммерческого транспорта.
Твердотельные-аккумуляторы с твердыми электролитами не подвержены риску утечки и обладают большей термической стабильностью, чем жидкие электролиты, что принципиально решает проблему температурного выхода из-под контроля. Коммерческие автомобили какое-то время находятся в суровых условиях эксплуатации с высокими нагрузками, сильной вибрацией и экстремальными температурами. Безопасность, присущая твердотельным-батареям, может значительно снизить количество несчастных случаев, особенно при работе с высокой-интенсивностью в закрытых средах, таких как порты и горнодобывающие районы. Преимущество твердотельных-батарей в сроке службы позволяет эффективно снизить скорость их износа, тем самым оптимизируя стоимость коммерческих автомобилей на протяжении всего их жизненного цикла.
● Проблемы, связанные с твердотельными-аккумуляторами в сфере коммерческого транспорта.
Несмотря на значительные возможности, которые они предоставляют, автомобильная промышленность по-прежнему сталкивается с множеством проблем при внедрении твердотельных-батарей.
Узкое место в стоимости остается самым серьезным препятствием.
В настоящее время стоимость всех--государственных батарей примерно в 8 раз выше стоимости жидко-батарей. Поскольку энергоемкость одного аккумулятора для коммерческих автомобилей обычно превышает 300 тыс., стоимость покупки автомобиля значительно увеличится, если все они будут оснащены полностью твердотельными батареями, что превышает диапазон приемлемости на рынке. Кроме того, процесс производства твердотельных батарей более сложен и требует более высоких стандартов для оборудования и материалов, что еще больше увеличивает стоимость производства.
На техническом фронте все еще существуют проблемы, которые необходимо срочно решать.
Во-первых, существует проблема стабильности интерфейса. Плохой контакт между твердыми электролитами и материалами катода/анода может легко привести к снижению емкости и сокращению срока службы батареи, что не соответствует требованиям длительной-работы коммерческих автомобилей с высокими-нагрузками. Во-вторых, недостаточная ионная проводимость. Ионная активность основных оксидных и сульфидных твердых электролитов все еще ниже, чем у жидких электролитов, что ограничивает скорость зарядки и выходную мощность. В-третьих, существует проблема расширения и сжатия объема. Изменение объема материалов электродов в процессе зарядки и разрядки может привести к растрескиванию упаковки аккумулятора. В условиях эксплуатации, где коммерческие автомобили постоянно вибрируют, эта проблема будет более заметной.
Отсутствие экологической синергии также препятствует процессу реализации.
В настоящее время отсутствует единая система стандартов в области твердотельных-аккумуляторов для коммерческого транспорта. Размер аккумуляторных блоков и протокол связи BMS сильно различаются, что приводит к несовместимости продукции разных предприятий и затруднениям ее продвижения. В то же время система переработки твердотельных-батарей еще не создана, а переработка и повторное использование отработанных батарей становятся потенциальными проблемами.
Кроме того, модернизация объектов энергоснабжения-отстает от развития аккумуляторных технологий. Стоимость строительства сверх-быстрых зарядных станций высока и мала, что вряд ли может удовлетворить потребности крупномасштабного применения.
Для отрасли коммерческого транспорта твердотельные-аккумуляторы представляют собой не только технологическую революцию, но и историческую возможность для промышленной реструктуризации. Его технологические преимущества, такие как высокая плотность энергии, эффективность быстрой зарядки и высокая безопасность, точно устранят основные болевые точки новой трансформации энергии в коммерческих транспортных средствах, переводя отрасль от «политики»,-к «рынку-движению».
Несмотря на то, что в настоящее время мы сталкиваемся с множеством проблем, таких как стоимость, технологии и экология, крупномасштабное-внедрение твердотельных-батарей в сфере коммерческого транспорта уже является тенденцией, обусловленной непрерывным развитием технологий, непрерывной зрелостью производственной цепочки и сильной поддержкой политики. Ожидается, что к 230 году твердотельные-батареи будут доминировать на новом энергетическом рынке коммерческих автомобилей, способствуя замене электрификацией всех сценариев, таких как магистральный транспорт и городские службы, а также основной поддержке реализации цели «двойного углерода».
