Досягнення та тенденції у сфері акумуляторних технологій здатні вивести автомобільну галузь на принципово новий рівень.
Вчені інституту фізики Китайської академії наук розробили високопродуктивний літієвий осередок із рекордною питомою ємністю. У ході лабораторних випробувань масова густина енергії першого розряду досягла 711,30 Вт*год/кг, а об’ємна густина енергії – 1653,65 Вт*год/л.
Досягти таких високих характеристик дозволила принципово інша внутрішня структура з тонкими зовнішніми стінками та використання багатих літієм матеріалів на основі марганцю.
Поки невідомо, як цей осередок поведеться в умовах низьких або надвисоких температур і немає даних, скільки циклів зарядки зможе витримати, проте ці розробки просувають батарейні технології та сприяють удосконаленню електричних транспортних засобів.
Саме у виробництві акумуляторів для електромобілів у Китаю немає конкурентів. За даними Bloomberg NEF, на Китай припадає 75% виробничих потужностей акумуляторних елементів
Ще одним досягненням Китаю є літій-залізо-фосфатні акумулятори, відомі як LFP. Це унікальний тип літій-іонних акумуляторів, що має ряд переваг у порівнянні зі стандартними батареями, включаючи більш тривалий термін служби, підвищену безпеку, більшу зарядну ємність, менший вплив на людину та довкілля.
Західні компанії наголошували на літій-нікель-марганцево-кобальтових (NMC) акумуляторах, що дозволяють накопичувати багато електроенергії, забезпечуючи електромобілю більший запас ходу.
Однак кілька китайських компаній, серед яких CATL, вивчали технологію LFP та значно покращили її можливості. Китайська влада ретельно перевіряла угоду між Ford і CATL про будівництво заводу з виробництва LFP-акумуляторів у США, щоб основна технологія акумуляторного гіганта не була передана американському автовиробнику.
Tesla також планує побудувати новий завод з виробництва LFP-батарей у США спільно з китайською CATL – найбільшим у світі виробником акумуляторів.
Європейська федерація транспорту та довкілля Transport and Environment (T&E) повідомила, що вуглецевий слід може бути скорочений на 39%, якщо в автомобілі використовується твердотільна батарея (яка використовує тверді електроди та твердий електроліт), а не літій-іонний акумулятор.
Про плани впровадження високопродуктивних твердотільних батарей оголосила Toyota. Автовиробники, у тому числі Ford і BMW, вже працюють з постачальниками над розробкою акумуляторів, такі батареї повинні з’явитися в електромобілях у другій половині цього десятиліття.
Понад два десятиліття піонером за технологією акумуляторів є BYD.
На виставці IAA Transportation 2022 в Ганновері BYD відбулася офіційна європейська презентація нової та адаптивної платформи eBus Blade від BYD, що включає надійну і довговічну акумуляторну батарею Blade. Технологія CTP (cell to pack) Blade’s Battery значно покращує жорсткість у порівнянні з традиційними конструкціями, надаючи їй чудової міцності.
Компактна конструкція Blade Battery, що забезпечує зменшення обсягу на 50%, є невід’ємною частиною розробки платформи Blade eBus, що дозволяє збільшити ємність батареї для більшого діапазону.
Інновація від Volvo Trucks – нова повністю електрична вісь – e-axle, що дозволяє використовувати більше акумуляторів у вантажівці завдяки інтеграції електродвигунів та трансмісії у задню вісь. У електричних вантажівках на паливних елементах, які будуть представлені Volvo Trucks у другій половині цього десятиліття, додатковий простір буде використаний для встановлення інших компонентів.
Nikola Corporation спільно з Iveco Group розробили першу в історії модульну платформу з електричним приводом для великовантажних тягачів, оснащену обома джерелами енергії: акумуляторною для поїздок приблизно на 500 км та електричною трансмісією на паливних елементах із запасом ходу до 800 км у першому поколінні.
На Форумі передових автомобільних технологій, віртуальній конференції та виставці, що пройшов у березні 2023 року, світові експерти галузі звернули увагу ще й на такі інновації:
1. Удосконалення системи керування батареями (BMS)
Розробка сучасних пристроїв BMS, які відстежують та контролюють стан заряду, напруги, струму та температури елементів акумуляторної батареї електромобілів, життєво важлива для збільшення дальності водіння та безпечної експлуатації. Багато OEM-виробників (оригінальних виробників обладнання) по всьому світу переглядають свої архітектури та стандарти BMS.
2. Інфраструктура зарядки
Нові тенденції, такі як двонаправлена або мегаватна зарядка надають додатковий вплив на вибір зарядної електроніки та напівпровідників. Це впливає не тільки на зовнішній зарядний пристрій постійного струму, але і на зарядний пристрій (OBC) і підключену електроніку. Ключову роль у мінливих вимогах та нових тенденціях у галузі зарядки електромобілів відіграють напівпровідники з широкою забороненою зоною (WBG).
3. Напівпровідники із широкою забороненою зоною
Матеріали напівпровідників з широкою забороненою зоною (WBG), такі як карбід кремнію (SiC) і нітрид галію (GaN) забезпечують більш високі електричні поля в пристроях, що дають значне поліпшення продуктивності порівняно зі звичайним кремнієм, що застосовується в даний час.
