Чего хотят американцы

В недавнем выпуске журнала Экономист, вы обнаружите, что американцы, как сообщается, хотят иметь в своем электромобиле три вещи:

1. Избавьтесь от беспокойства о запасе хода за счет увеличения пробега на одной зарядке аккумулятора электромобиля.
2. Короткое время зарядки, потому что мы все спешим.
3. Цена, равная или меньшая, чем та, которую вы платите и получаете, за эквивалентное транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания.

Однако в основе этих стремлений лежит проблема создания не просто лучшей, а гораздо лучшей батареи. «Супербатарея», если хотите.

См. статью по теме: «Владельцы электромобилей вызывают эпидемию ожирения».

Начинается гонка по исследованию аккумуляторов для электромобилей

Экономист В статье под названием «Гонка за создание супербатареи» сообщается, что основной технологической основой сегодняшней аккумуляторной батареи для электромобилей является хорошо известная традиционная литий-ионная (Li-ion) технология.

Чтобы создать еще лучшую батарею, исследователи во всем мире рассматривают твердотельные версии литий-ионной батареи, которые будут удерживать больше заряда, занимать меньше места, дольше и быть безопасными.

Toyota приписывают ранние исследования твердотельных аккумуляторов, начавшиеся в 2012 году, и заявили, что добились значительного прогресса и начнут производство твердотельных аккумуляторов для своих электромобилей уже в 2027 году, обещая запас хода в два раза больше, чем у нынешних электромобилей, и время перезарядки. около 10 минут.

Таким образом, первые два из трех «желаний» покупателей электромобилей, по-видимому, удовлетворены.

Однако другие конкуренты, такие как Nissan, BMW и Volkswagen, заявляют и обещают аналогичные заявления и обещания, подкрепленные партнерскими отношениями с разработчиками аккумуляторов и заводами-производителями, чтобы дать им преимущество быть среди первых… если не САМЫМИ первыми.

Отсюда и название Экономист статья. А когда дело доходит до автомобильных гонок, как говорится: «Если ты не первый, то ты последний».

— «Ночи Талладеги: Баллада о Рикки Бобби»

Однако претензии – это одно, а практичный, если не экологичный, продукт – совсем другое.

См. Статью по теме: Tesla не удовлетворяет заявленным запасам хода круглый год, сообщают эксперты EV

Состояние исследований заряда аккумуляторов

Самая большая проблема при создании супербатареи — это не только поиск безопасного и эффективного электролита для переноса ионов и электронов между анодом и катодом, который является сердцебиением аккумуляторной ячейки, — это также вопрос того, насколько эффективно бьется это сердце.

Жидкие электролиты в аккумуляторных элементах работают лучше всего, но могут бесконтрольно сгореть и/или взорваться. Твердые электролиты гораздо менее летучи и могут упаковывать больше заряда на единицу площади, а также расширяют диапазон материальных возможностей для создания супербатареи.

Однако с точки зрения производительности, включая срок службы батареи, жидкий электролит по-прежнему работает лучше, когда речь идет о проводимости ионов и электронов во время циклов зарядки и разрядки, что называется «проблемой проводимости». Решение проблемы проводимости — вторая по значимости задача в гонке за создание более качественной батареи с использованием полупроводниковых технологий.

Их самая большая проблема — это проблема времени.

Другие версии твердотельных батарей

Экономист указывает, что кто станет победителем в гонке за батареями, пока не ясно, поскольку в гонку вступили и другие бегуны, которые быстро разрабатывают другие версии твердотельных батарей.

Одним из серьезных претендентов является китайская фирма «Contemporary Amperex Technology» (CATL), которая работает над промежуточной версией литий-ионных и твердотельных аккумуляторов с полутвердой «конденсированной» версией с заявлениями о высоком уровне безопасности. большой заряд хранения.

В качестве примера сравнения Экономист перечисляет, что:

• Высокопроизводительная литий-ионная батарея для электромобилей имеет максимальную емкость около 300 ватт-часов на килограмм (Втч/кг).
• Китайская полутвердая конденсационная батарея имеет емкость до 500 Втч/кг.
• Полностью твердая твердотельная батарея обещает возможность достижения 600 Втч/кг и более. Но это еще предстоит выяснить.

Другие претенденты сосредотачиваются не только на проблеме проводимости электролита, но и на материале изготовления батареи, включая другие компоненты типичного элемента, такие как анод и катод, которые могут быть изготовлены либо из дорогих (редкоземельных металлов), либо из недорогих материалов. (обычные атомы углерода или соли) или их смесь. Это важный момент в гонке, поскольку он может снизить цену на электромобили до уровня, равного или меньшего, по сравнению с тем, что вы платите и получаете за эквивалентный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания.

Короче говоря, третье из «желаний» покупателей электромобилей – это электромобиль.

Желания против потребностей

Провокационный пример привел Экономист Одна компания под названием «QuantumScape» использует новые запатентованные керамические материалы/процессы, которые могут стать значительным улучшением по сравнению с другими претендентами в гонке. Но что еще более важно, это может также показать, в чем владельцы электромобилей и исследователи аккумуляторов для электромобилей ошибаются в борьбе за лучшую батарею.

В соответствии с Экономист В статье батарея QuantumScape, как считается, обеспечивает не только больший запас хода и более быстрое время зарядки, но также имеет увеличенный срок службы батареи, что может означать, что вам никогда не придется заменять батарею в своем электромобиле в течение первых 250 000 миль!

«…QuantumScape заявляет, что его батарея также будет иметь увеличенный «срок службы». Это показатель того, сколько раз аккумулятор можно заряжать и разряжать, прежде чем емкость аккумулятора упадет до уровня ниже 90% и уровень его производительности начнет падать. Батарея QuantumScape должна выдерживать не менее 800 циклов.«, — говорит доктор Холм (соучредитель компании). Таким образом, если бы каждая зарядка обеспечивала средний запас хода около 500 км, запас хода электромобиля все равно составил бы около 400 000 км, что хорошо для любого автомобиля.».

Если батарея QuantumScape будет реализована и станет единственной батареей, которая вам когда-либо понадобится во время владения вашим автомобилем, это сделает электромобили конкурентоспособными по сравнению с тем, как долго американцы в среднем используют свои автомобили с бензиновым двигателем (8 лет). Фактически, это не только сводит на нет третье «хочу», но и раскрывает, что на самом деле является «потребностью», которая не была удовлетворена в достаточной степени.

«Хотения» и «Потребности» — это две разные (но часто пересекающиеся) вещи, которые часто ошибочно принимают за одно и то же. По сути, «желания» — это вещи, которые приятно иметь, но которые не имеют решающего значения для вашего немедленного выживания. Тогда как «потребности» — это те неудобные вещи, которые вам необходимы для ежедневного выживания.

Например, вы можете хотеть мира во всем мире, но на самом деле вам нужны лучшие отношения с вашим супругом, чтобы выживать изо дня в день.

Американские потребители определят, кто победит в гонке за аккумуляторами для электромобилей

Пока Экономист В статье очень хорошо говорится о важных факторах в создании супербатареи. Возможно, самый важный фактор в том, кто выиграет гонку за аккумуляторами для электромобилей, будет заключаться не только в исследованиях и разработках или доступности материалов (хотя это важный аспект). -фактор), но в том, что я хотел бы назвать «Четвертым желанием», которого американцы желают в своих электромобилях: оно должно быть прямо сейчас или очень близко к этому. Другими словами – немедленное удовлетворение.

Справедливо это или нет, но именно это потребительское «желание» является движущей силой развития электромобилей и, следовательно, гонки аккумуляторов. К сожалению, похоже, что эта гонка движется в неправильном направлении.

Экономист Как сообщает один из источников в отрасли, первые полутвердые твердотельные аккумуляторы должны появиться в автомобилях в 2025-2026 годах. Версии полностью твердотельных твердотельных аккумуляторов, разработанные Toyota и другими производителями, появятся в 2028 году во многом благодаря: «…Япония, Toyota, Nissan и Honda уже объединились с Panasonic и GS Yuasa, парой производителей аккумуляторов, чтобы сформировать консорциум по разработке твердотельных аккумуляторов.».

Хотя ожидаемая доступность первой аккумуляторной батареи для электромобилей с пробегом в 250 000 миль не очевидна, в новостях говорится, что потенциальные прототипы от QuantumScape уже находятся в руках некоторых автопроизводителей.

КОГДА такая потенциально меняющая правила игры батарея QuantumScape EV появится в серийных электромобилях, скорее всего, ПОСЛЕ того, как «Гонка» оставит компанию с лентой «Самый здоровый бегун» или «Особое упоминание». В конце концов, когда дело касается времени, иногда верно, что если ты не первый… то ты последний. По крайней мере, в сознании автопотребителя.

Еще раз: «Если ты не первый, ты последний». — «Ночи Талладеги: Баллада о Рикки Бобби».

Однако звание первого места может длиться недолго.

Когда быть первым не лучше

В статье Harvard Business Review 2005 года, озаглавленной «Полуправда о преимуществах первопроходца», авторы бросают вызов идее «Если вы не первый, то вы последний», поскольку из этого понятия, как правило, есть исключения. Особенно когда речь идет о технологиях, о том, насколько разрушительными они могут быть и какое влияние они оказывают на общество:

«Некоторые технологии, такие как компьютерные процессоры, развиваются в результате серии постепенных улучшений; другие развиваются разрушительным образом, отходя от нормы, как это было в случае, когда цифровая фотография начала вытеснять пленку. Чем быстрее и разрушительнее эволюция технологий, тем сложнее для любой компании контролировать ее. Даже на товарных рынках, где доминируют фирмы с большими бюджетами на НИОКР, новые игроки и другие конкуренты, как правило, стимулируют технологический прогресс.».

Другими словами, весь процесс «создания более качественной батареи» путем прохождения твердотельных систем через многочисленные (и, вероятно, похожие) программы исследований и разработок, похоже, заключается в том, что следует ожидать только постепенных изменений. Но когда у вас есть программа исследований и разработок, которая работает над аккумулятором, который прослужит потребителям в течение всего срока службы их автомобиля, ЭТО является революционным переломным моментом, который, вероятно, изменит «желания» владельцев электромобилей на «потребности» общества… т.е. никто не хочет (или не может себе позволить) платить за замену аккумулятора электромобиля каждые 3-4 года, которая может стоить до 40% цены электромобиля, когда он был новым.

Новый курс для гонки

Предупреждение читателю: оставшаяся часть статьи не обязательно отражает мнение(я) Экономист статья, а мои личные размышления. Итак, вы предупреждены.

Потенциальный новый курс заключается в том, чтобы вместо того, чтобы сталкиваться с огромными препятствиями на пути гонки, такими как размер батареи, масса транспортного средства, отсутствие инфраструктуры (как на зарядных станциях, так и на производстве), нехватка редких металлов, затраты и старики вроде меня, которые ненавидят измениться… почему бы не взять то, что уже существует и работает, и не пойти по альтернативному маршруту?

Другими словами, если потребитель электромобилей действительно хочет/нуждается в облегчении беспокойства по поводу запаса хода, короткое время зарядки, цены, сопоставимые со стоимостью автомобилей с ДВС до пандемии, и получить все это очень скоро, если не к моменту появления новых моделей 2025 года, не будет Гибридный автомобиль на солнечной энергии имеет наибольший смысл и решает все 4 желания/потребности?!

Да, это было опробовано и сделано — с некоторым небольшим успехом. Однако, если бы часть денег, времени и усилий, потраченных на гонку за аккумуляторами для электромобилей, была бы вновь вложена в более реалистичную цель, такую ​​как гибрид с солнечной батареей, разве каждый не получил бы то, что хочет… если не действительно в этом нуждается?

Об этом стоит задуматься, просматривая недавнее информативное видео на YouTube, рассказанное одним механиком, который кое-что знает об автомобилях, и его объяснения того, чего хотят потребители электромобилей, вряд ли произойдут в их жизни.

Снизит ли рост популярности электромобилей ценность вашего следующего автомобиля с двигателем внутреннего сгорания? | Автоэксперт Джон Кадоган

Дополнительные статьи, связанные с электромобилямивот три на ваше рассмотрение:

• Складное запасное колесо для электромобилей без запасных колес
• Рекомендации по использованию летних шин для электромобилей
• Опыт владельца гибридного автомобиля Toyota с гибридной батареей послепродажного обслуживания

Тимоти Бойер — автомобильный репортер Torque News из Цинциннати. Имея опыт реставрации ранних автомобилей, он регулярно восстанавливает старые автомобили с модификациями двигателей для улучшения характеристик. Следуйте за Тимом в Твиттере по адресу @TimBoyerWrites ежедневные новости о новых и подержанных автомобилях.

Источник изображения: Pixabay