Framsteg inom området för elfordons autonomi

Innehåll

Anmärkningsvärda framsteg från 2010 till 2020
Ambitiösa kortsiktiga mål
- Nya Stellantis-plattformar designade för elmotorisering
- 800 kilometers autonomi 2025?
  - Samsung och solid state-batteri
  - SK Innovation och ultrasnabb laddning
På ett avstånd av 2000 kilometer?

Anmärkningsvärda framsteg från 2010 till 2020

Sedan introduktionen av elfordon på marknaden har batteritiden alltid väckt uppmärksamhet och kontroverser. Hur har tillverkarna hanterat detta problem och vilka framsteg har gjorts under det senaste decenniet?

Autonomi för elfordon: en broms på massmarknaden?

Under 2019 angav 63 % av de svarande till Argus Energy-barometern räckvidden som det viktigaste hindret för att byta till elfordon. Bilister är verkligen ovilliga att tänka på att behöva ladda sin bil flera gånger för att resa långa sträckor. Kan utvecklingen av en offentlig vägavgiftsinfrastruktur minska denna oro? Snabba terminaler, som alltmer finns på motorvägsrastplatser, gör att de kan återställas till full kapacitet för de flesta modeller på mindre än 45 minuter. Fläktar av värmemotorn kommer inte att missa att komma ihåg att denna varaktighet förblir mycket längre än den för full bensin.

Även om den accelererade utbyggnaden av laddstationer kan lugna vissa bilister, förblir förväntningarna fokuserade på självständigheten.

Behöver du hjälp med att komma igång?

Ökad genomsnittlig autonomi

Enligt International Energy Agencys Global Electric Vehicles Outlook 2021 har elfordons autonomi fortsatt att förbättras sedan de introducerades på marknaden. Således har vi gått från en påstådd genomsnittlig autonomi på 211 kilometer 2015 till 338 kilometer 2020. Här är detaljerna för de senaste sex åren:

2015: 211 km
2016: 233 kilometer
2017: 267 kilometer
2018: 304 kilometer
2019: 336 kilometer
2020: 338 kilometer

Om de observerade framstegen under de första fem åren är uppmuntrande kan man bli förvånad över stagnationen mellan 2019 och 2020. Faktum är att denna mer blygsamma tillväxt beror på introduktionen av ännu mer kompakta modeller på marknaden. Designade för stadsbruk, de har mindre batterier och är därför mindre hållbara.

Bilautonomi för flaggskeppsmärken pågår

Således kan bilister som söker större autonomi vara säkra på att tillverkarna fortsätter att förbättra fordon som kan färdas långa sträckor, som sedaner eller stadsjeepar. För att förstå detta, analysera helt enkelt batterikapaciteten för en viss bil genom att titta på utvecklingen av modell efter modell. Tesla Model S, till försäljning sedan 2012, har sett sin autonomi kontinuerligt öka:

2012: 426 kilometer
2015: 424 kilometer
2016: 507 kilometer
2018: 539 kilometer
2020: 647 kilometer
2021: 663 kilometer

Denna regelbundna ökning erhölls med olika metoder. Framför allt har Palo Alto skapat större och större batterier och samtidigt förbättrat Model S:s kontrollmjukvara, den uppdateras ständigt för att göra bilen mer effektiv och optimera batterikapaciteten.

Ambitiösa kortsiktiga mål

För att ytterligare öka elfordons autonomi utforskas flera vägar idag. Forskare försöker göra batterier ännu mer effektiva när tillverkare försöker "tänka elektriskt" från utvecklingen av fordonschassier.

Nya Stellantis-plattformar designade för elmotorisering

Stellantis Group, en stor aktör på fordonsmarknaden, vill utveckla sitt utbud av elfordon. Från 2023 kommer koncernens 14 märken (inklusive Citroën, Opel, Fiat, Dodge och Jeep) att erbjuda fordon byggda på chassi designade som rent elektriska plattformar. Detta är en verklig utveckling i en tid då de flesta elfordon använder chassiliknande termiska modeller.

Stellantis syftar särskilt till att reagera på haverilarm, som fortfarande är viktiga för elbilsförare. Därför har utvecklarna introducerat fyra plattformar dedikerade till just denna motor:

Liten: Den kommer att vara reserverad för stads- och multifunktionsfordon som Peugeot e-208 eller Fiat 500. Denna plattform lovar en räckvidd på 500 kilometer.
Medium: Denna plattform kommer att monteras på längre fordon av sedantyp. Lämpliga batterier ger en räckvidd på 700 till 800 kilometer.
Large: Denna plattform kommer att designas för stadsjeepar med en påstådd räckvidd på 500 kilometer.
Ram: Den fjärde plattformen kommer att vara helt reserverad för kommersiella fordon.

Syftet med denna standardisering är att delvis kompensera för kostnaderna för elektrifiering. Förutom att öka räckvidden hoppas Stellantis även kunna erbjuda mer prisvärda EV-modeller. Detta tillvägagångssätt är märkbart för bilister: i Frankrike kompenseras den högre kostnaden för att köpa elfordon fortfarande delvis av konverteringstillägget, men det kommer sannolikt att minska i framtiden.

800 kilometers autonomi 2025?

Samsung och solid state-batteri

Enligt tillverkarna kommer autonomin för ett laddat batteri mycket snart att vara lika med autonomin för en full tank! Forskare som arbetar med varumärket Samsung introducerade ett nytt batterikoncept med solid elektrolyt i mars 2020. För närvarande arbetar de litiumjonbatterier som finns i de flesta elektriska fordon med flytande elektrolyter eller i gelform; byte till solida elektrolytbatterier kommer att innebära högre energitäthet och snabbare laddning.

Med en kapacitet som är dubbelt så stor som traditionella batterier kommer denna Samsung-innovation att göra det möjligt för elfordon att resa upp till 800 kilometer. Batteritiden är ett annat försäljningsargument för detta batteri eftersom det kan laddas över 1000 gånger. Det återstår att klara produktionskursen ... Om Samsung-prototypen är lovande, så säger inget än så länge att tillverkarna kommer att ta till det!

SK Innovation och ultrasnabb laddning

Ett annat sydkoreanskt företag som siktar på 800 km autonomi är SK Innovation. Gruppen meddelade att de arbetar på ett nytt, mer autonomt, högintensivt nickelbaserat batteri, samtidigt som de minskar laddningstiden på snabbterminalen till 20 minuter! SK Innovation, redan leverantör till Kia, vill utvecklas vidare och bygger flera fabriker i Georgien. Det slutliga målet är att utrusta Ford och Volkswagen med USA-byggda elfordon.

På ett avstånd av 2000 kilometer?

Det som kunde ha blivit science fiction för några år sedan kan snabbt bli en påtaglig verklighet. En grupp tyska och holländska forskare som arbetar för Fraunhofer respektive SoLayTec har utvecklat en patenterad process som kallas Spatial Atom Layer Deposition.

(SALD). Ingen förändring i kemin här, vilket är fallet med sydkoreanerna Samsung och SK Innovation. Framsteg har gjorts inom området för batteriteknik. Forskarna kom på idén att applicera elektrodernas aktiva material i form av ett flera nanometer tjockt lager. Eftersom ansamlingen av litiumjoner endast sker vid ytan, finns det inget behov av tjockare elektroder.

Därför, för samma volym eller vikt, tillåter SALD-processen att tre nyckelelement kan optimeras:

effektivt elektrodområde
deras förmåga att lagra el
laddningshastighet

Således kan fordon utrustade med ett SALD-batteri uppnå tre gånger räckvidden jämfört med de mest kraftfulla modellerna på marknaden för närvarande. Omladdningshastigheten kunde ökas fem gånger! Frank Verhage, VD för SALD, som grundades för att föra ut denna innovation på marknaden, säger en räckvidd på 1000 2000 kilometer för stadsbilar och upp till 20 30 kilometer för sedanbilar. Ledaren vill inte sätta ett teoretiskt autonomirekord, men hoppas kunna lugna förarna. Även sportdrivande bilister kan fortfarande ha 1000 eller XNUMX % effekt efter XNUMX XNUMX kilometer, säger han.