ความก้าวหน้าในเอกราชของรถยนต์ไฟฟ้า

ความคืบหน้าที่โดดเด่นตั้งแต่ปี 2010 ถึง 2020

นับตั้งแต่การปรากฎตัวของรถยนต์ไฟฟ้าในตลาด อายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้รับความสนใจและข้อโต้แย้งอยู่เสมอ ผู้ผลิตจัดการกับปัญหานี้อย่างไรและมีความคืบหน้าอย่างไรในทศวรรษที่ผ่านมา

เอกราชของรถยนต์ไฟฟ้า: เบรกในตลาดมวลชน?

ในปี 2019 63% ของผู้ตอบแบบสอบถามเกี่ยวกับบารอมิเตอร์ Argus Energy ถือว่าพิสัยเป็นอุปสรรคที่สำคัญที่สุดในการเคลื่อนย้ายรถยนต์ไฟฟ้า ผู้ขับขี่ไม่ค่อยเต็มใจที่จะคิดเกี่ยวกับการชาร์จรถหลายครั้งเพื่อเดินทางในระยะทางไกล การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จที่เปิดเผยต่อสาธารณะสามารถลดความกังวลนี้ได้หรือไม่? อาคารผู้โดยสารที่รวดเร็วซึ่งมีมากขึ้นเรื่อยๆ ในสถานที่พักผ่อนหย่อนใจบนมอเตอร์เวย์ สามารถคืนความจุให้เต็มสำหรับรุ่นส่วนใหญ่ได้ภายในเวลาไม่ถึง 45 นาที แฟน ๆ ของเครื่องยนต์ความร้อนจะไม่พลาดที่จะจำได้ว่าระยะเวลานี้ยังคงนานกว่าน้ำมันเบนซินเต็ม

แม้ว่าการเร่งการติดตั้งสถานีชาร์จจะสร้างความมั่นใจให้กับผู้ขับขี่บางคน แต่ความคาดหวังก็ยังคงมุ่งเน้นไปที่ความเป็นอิสระ

ต้องการความช่วยเหลือในการเริ่มต้น?

การเพิ่มขึ้นของความเป็นอิสระโดยเฉลี่ย

ตามรายงาน Global Electric Vehicles Outlook 2021 ที่จัดทำโดยสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ ความเป็นอิสระของรถยนต์ไฟฟ้ามีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องนับตั้งแต่เปิดตัวสู่ตลาด ดังนั้นเราจึงย้ายจากความเป็นอิสระเฉลี่ยที่ประกาศไว้ 211 กิโลเมตรในปี 2015 เป็น 338 กิโลเมตรในปี 2020 นี่คือรายละเอียดสำหรับหกปีที่ผ่านมา:

• 2015: 211 กม.
• 2016: 233 กิโลเมตร
• 2017: 267 กิโลเมตร
• 2018: 304 กิโลเมตร
• 2019: 336 กิโลเมตร
• 2020: 338 กิโลเมตร

หากความคืบหน้าที่สังเกตได้ในช่วงห้าปีแรกเป็นกำลังใจ บางคนอาจแปลกใจกับความซบเซาระหว่างปี 2019 ถึง 2020 อันที่จริงแล้ว การเติบโตเพียงเล็กน้อยนี้เป็นผลมาจากการเข้าสู่ตลาดของรุ่นที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ออกแบบมาเพื่อการใช้งานในเมือง มีแบตเตอรี่ขนาดเล็กกว่าและทนทานน้อยกว่า

ความเป็นอิสระของแบรนด์เรือธงในกระบวนการ

ดังนั้น ผู้ขับขี่ที่มองหาความเป็นอิสระมากขึ้นสามารถมั่นใจได้ว่าผู้ผลิตยังคงปรับปรุงยานพาหนะที่สามารถเดินทางในระยะทางไกล เช่น รถเก๋งหรือ SUV เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ เพียงวิเคราะห์ความจุของแบตเตอรี่ของรถยนต์รุ่นใดรุ่นหนึ่งโดยดูจากวิวัฒนาการของรุ่นตามรุ่น Tesla Model S ซึ่งวางจำหน่ายตั้งแต่ปี 2012 ได้เห็นความเป็นอิสระที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง:

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

การเพิ่มขึ้นตามปกตินี้ได้มาจากวิธีการต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Palo Alto ได้สร้างแบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้นและใหญ่ขึ้นในขณะที่ปรับปรุงซอฟต์แวร์ควบคุมของ Model S มีการอัปเดตอย่างต่อเนื่องเพื่อให้รถมีประสิทธิภาพมากขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพความจุของแบตเตอรี่

เป้าหมายระยะสั้นที่ทะเยอทะยาน

เพื่อปรับปรุงความเป็นอิสระของรถยนต์ไฟฟ้าให้ดียิ่งขึ้น ทุกวันนี้จึงมีการสำรวจหลายช่องทาง นักวิจัยกำลังพยายามทำให้แบตเตอรี่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากผู้ผลิตพยายาม "คิดแบบไฟฟ้า" จากการออกแบบแชสซีของรถยนต์

แพลตฟอร์ม Stellantis ใหม่สำหรับการใช้มอเตอร์ไฟฟ้า

Stellantis Group ซึ่งเป็นผู้เล่นหลักในตลาดยานยนต์ต้องการพัฒนากลุ่มยานยนต์ไฟฟ้า ตั้งแต่ปี 2023 แบรนด์ในเครือ 14 แบรนด์ (รวมถึง Citroën, Opel, Fiat, Dodge และ Jeep) จะนำเสนอรถยนต์ที่สร้างขึ้นจากแชสซีที่ออกแบบให้เป็นแพลตฟอร์มไฟฟ้าล้วน นี่คือวิวัฒนาการที่แท้จริงในช่วงเวลาที่ EV ส่วนใหญ่ใช้แชสซีของรุ่นระบายความร้อนที่เทียบเท่ากัน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Stellantis มุ่งมั่นที่จะตอบสนองต่อสัญญาณเตือนการพัง ซึ่งยังคงมีความสำคัญต่อผู้ขับขี่รถยนต์ไฟฟ้า ดังนั้น ผู้พัฒนาจึงได้แนะนำสี่แพลตฟอร์มที่ทุ่มเทให้กับเอ็นจิ้นนี้โดยเฉพาะ:

• เล็ก: จะสงวนไว้สำหรับรถในเมืองและรถอเนกประสงค์ เช่น เปอโยต์ e-208 หรือ Fiat 500 แพลตฟอร์มนี้มีระยะทาง 500 กิโลเมตร
• กลาง: แพลตฟอร์มนี้จะถูกติดตั้งในรถยนต์ซีดานที่ยาวกว่า แบตเตอรี่ที่เกี่ยวข้องจะให้ช่วง 700 ถึง 800 กิโลเมตร
• ใหญ่: แพลตฟอร์มนี้จะออกแบบมาสำหรับรถ SUV ที่มีช่วงประกาศ 500 กิโลเมตร
• เฟรม: แพลตฟอร์มที่สี่จะถูกสงวนไว้สำหรับรถยนต์เพื่อการพาณิชย์อย่างเต็มที่

จุดประสงค์ของมาตรฐานนี้คือเพื่อชดเชยต้นทุนการผลิตไฟฟ้าบางส่วน นอกจากการขยายขอบเขตแล้ว Stellantis ยังหวังที่จะนำเสนอรุ่น EV ที่ราคาไม่แพงอีกด้วย วิธีการนี้เป็นที่สังเกตได้สำหรับผู้ขับขี่รถยนต์: ในฝรั่งเศส ต้นทุนการซื้อรถยนต์ไฟฟ้าที่สูงขึ้นยังคงถูกชดเชยบางส่วนด้วยค่าเบี้ยประกันภัยสำหรับการแปลง แต่มีแนวโน้มว่าจะลดลงในอนาคต

800 กิโลเมตรของเอกราชในปี 2025?

ซัมซุงและแบตเตอรี่โซลิดสเตต

ตามที่ผู้ผลิตระบุว่าในไม่ช้าความเป็นอิสระของแบตเตอรี่ที่ชาร์จจะเท่ากับแบตเตอรี่เต็มถัง! นักวิจัยที่ทำงานร่วมกับแบรนด์ Samsung ได้เปิดตัวแนวคิดแบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์แบบใหม่ในเดือนมีนาคม 2020 ในปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งติดตั้งกับรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ ทำงานโดยใช้อิเล็กโทรไลต์เหลวหรือในรูปเจล การเปลี่ยนไปใช้แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งจะหมายถึงความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและการชาร์จที่เร็วขึ้น

ด้วยความจุที่มากกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปถึงสองเท่า นวัตกรรมของ Samsung นี้จะช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถเดินทางได้ไกลถึง 800 กิโลเมตร อายุการใช้งานเป็นอีกหนึ่งข้อโต้แย้งสำหรับแบตเตอรี่นี้เนื่องจากสามารถชาร์จใหม่ได้กว่า 1000 ครั้ง มันยังคงต้องผ่านหลักสูตรการผลิต ... หากต้นแบบของ Samsung มีแนวโน้มดีจนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครพูดว่าผู้ผลิตจะใช้มัน!

นวัตกรรมของ SK และการชาร์จแบบเร็วสุด

บริษัท เกาหลีใต้อีกแห่งที่มุ่งมั่นเพื่อเอกราช 800 กม. คือ SK Innovation กลุ่มประกาศว่ากำลังทำงานเกี่ยวกับแบตเตอรี่นิกเกิลแบบใหม่ที่มีความเข้มสูงและมีอิสระมากขึ้นในขณะที่ลดเวลาในการชาร์จบนเครื่องปลายทางที่รวดเร็วลงเหลือ 20 นาที! SK Innovation ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์ให้กับผู้ผลิต Kia อยู่แล้ว ต้องการพัฒนาเพิ่มเติมและกำลังสร้างโรงงานหลายแห่งในจอร์เจีย เป้าหมายสูงสุดคือการจัดเตรียมรถยนต์ไฟฟ้าที่ผลิตในสหรัฐฯ และ Ford และ Volkswagen

ที่ระยะทาง 2000 กิโลเมตร?

ไม่กี่ปีที่ผ่านมาอาจผ่านไปสำหรับนิยายวิทยาศาสตร์สามารถกลายเป็นความจริงที่จับต้องได้ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันและชาวดัตช์ที่ทำงานให้กับ Fraunhofer และ SoLayTec ตามลำดับ ได้พัฒนากระบวนการจดสิทธิบัตรที่เรียกว่า Spatial Atom Layer Deposition

(SALD). ไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่นี่ เช่นเดียวกับกรณีของ Samsung และ SK Innovation ของเกาหลีใต้ ความก้าวหน้าที่เกิดขึ้นนั้นเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ นักวิจัยมีความคิดที่จะใช้วัสดุแอคทีฟของอิเล็กโทรดในรูปแบบของชั้นที่มีความหนาหลายนาโนเมตร เนื่องจากการสะสมของลิเธียมไอออนเกิดขึ้นที่พื้นผิวเท่านั้น จึงไม่จำเป็นต้องใช้อิเล็กโทรดที่หนาขึ้น

ดังนั้น สำหรับปริมาตรหรือน้ำหนักที่เท่ากัน กระบวนการ SALD จะปรับองค์ประกอบหลักสามประการให้เหมาะสม:

• พื้นที่อิเล็กโทรดที่มีประสิทธิภาพ
• ความสามารถในการเก็บไฟฟ้า
• ความเร็วในการชาร์จ

ดังนั้น รถยนต์ที่ติดตั้งแบตเตอรี่ SALD สามารถมีช่วงสามเท่าของรุ่นที่ทรงพลังที่สุดในตลาดปัจจุบัน ความเร็วในการบรรจุสามารถเพิ่มได้ห้าเท่า! Frank Verhage ซีอีโอของ SALD ก่อตั้งขึ้นเพื่อทำการตลาดนวัตกรรมนี้ กล่าวว่าช่วง 1000 กิโลเมตรสำหรับรถยนต์ในเมืองและสูงถึง 2000 กิโลเมตรสำหรับรถเก๋ง ผู้นำไม่เต็มใจที่จะสร้างสถิติความเป็นอิสระทางทฤษฎี แต่หวังว่าจะสร้างความมั่นใจให้กับผู้ขับขี่ แม้แต่ผู้ขับขี่รถแนวสปอร์ตยังคงมีกำลัง 20 หรือ 30% หลังจากเดินทาง 1000 กิโลเมตร เขากล่าว

ข่าวดีอีกประการหนึ่งคือ กระบวนการ SALD เข้ากันได้กับคุณสมบัติทางเคมีต่างๆ ของเซลล์ที่มีอยู่:

• NCA (นิกเกิล โคบอลต์ อะลูมิเนียม)
• NMC (นิกเกิล แมงกานีส โคบอลต์)
• แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง

เราพนันได้เลยว่าเทคโนโลยีนี้จะไปไกลกว่าขั้นตอนต้นแบบ ในขณะที่ SALD ได้กล่าวไปแล้วว่ากำลังอยู่ระหว่างการเจรจากับผู้ผลิตรถยนต์บางราย