חדשות משאיות חשמליות
למה מתנסים בכלי רכב חשמליים “סוללה כוזבת” במחצית השנייה של הטווח שלהם?
פורסם ב על ידי משאיות חשמליות
19
ינואר
ינואר
ישנן סיבות רבות לכך רכב חשמליהניסיון של “סוללה כוזבת” במחצית השנייה של הטווח שלהם, עם קיבולת סוללה לא מספקת היא הבולטת ביותר. קיבולת הסוללה של רכב חשמלי קובעת את טווח הנסיעה שלו. כאשר קיבולת הסוללה אינה מספקת, את רכב חשמלי עלול להיתקל במחסור באנרגיה במהלך הנהיגה.
שְׁאֵלָה 1: מדוע קיבולת הסוללה של כלי רכב חשמליים אינה מספקת?
קיבולת הסוללה הלא מספקת של רכב חשמליניתן לייחס בעיקר את ההיבטים הבאים:
1. מגבלות של ליתיום – טכנולוגיית סוללת יונים
כַּיוֹם, כלי הרכב החשמליים המיינסטרים בשוק משתמשים בליתיום – סוללות יונים כהתקני אחסון אנרגיה. אוּלָם, צפיפות האנרגיה של ליתיום – סוללות יון מוגבלות, לא מצליחים לפגוש צרכנים’ דרישות לטווח נסיעה ארוך יותר. צפיפות האנרגיה של סוללה מתייחסת לכמות האנרגיה שהיא יכולה לאחסן ליחידת מסה או נפח. למרות התקדמות מתמשכת בליתיום – טכנולוגיית סוללת יונים, הוא עדיין מפגר הרבה מאחורי צפיפות האנרגיה של דלקים מאובנים מסורתיים. לְדוּגמָה, לבנזין יש צפיפות אנרגיה של בערך 12,000 – 13,000 וואט – שעות לקילוגרם, בעוד צפיפות האנרגיה של ליתיום נפוץ – סוללות יון בשימוש בכלי רכב חשמליים יש רק בסביבה 100 – 260 וואט – שעות לקילוגרם. הפער המשמעותי הזה אומר שעבור רכב חשמלי להשיג טווח נסיעה דומה לבנזין – רכב ממונע, הוא צריך לשאת ערכת סוללות הרבה יותר גדולה וכבדה.
2. תשתית טעינה לא מושלמת
חלוקת עמדות הטעינה אינה צפופה מספיק, ומהירות הטעינה איטית יחסית. זה מוביל לזמני טעינה ארוכים מדי עבור כלי רכב חשמליים, הגבלת חידוש הסוללה. בתחומים רבים, במיוחד באזורים כפריים וכמה שכונות עירוניות ותיקות יותר, המחסור בתחנות הטעינה הופך את זה מאוד לא נוח לבעלי רכבים חשמליים להטעין את רכביהם. גם באזורים עירוניים בהם קיימות עמדות טעינה, בעיות כמו זמני המתנה ארוכים, עמלות גבייה גבוהות, ותקני טעינה לא תואמים יכולים להרתיע משתמשים מטעינה. בְּנוֹסַף, מהירות הטעינה האיטית של תחנות טעינה רבות, במיוחד מטענים ביתיים סטנדרטיים, יכול לקחת שעות לטעון מלא של רכב חשמלי, הגבלת עוד יותר את המעשיות של כלי רכב חשמליים.
3. גָבוֹהַ – נהיגה מהירה צורכת אנרגיה במהירות
כאשר רכב חשמלי נוסע במהירויות גבוהות, צריכת האנרגיה שלו מהירה יחסית. יֶתֶר עַל כֵּן, גָבוֹהַ – טעינה מהירה יכולה להאיץ את הזדקנות הסוללה ולהפחית את תוחלת החיים שלה. במהירויות גבוהות, הרכב צריך להתגבר על התנגדות אוויר גדולה יותר, מה שדורש יותר כוח מהסוללה. לְדוּגמָה, הכפלת מהירותו של רכב חשמלי מכפילה בקירוב את התנגדות האוויר מולו. בְּנוֹסַף, גָבוֹהַ – טעינת מהירות, ידוע גם בתור מהיר – טְעִינָה, יכול לגרום לסדרה של שינויים כימיים ופיזיקליים בתוך הסוללה. הזרם המהיר של זרם חשמלי בזמן מהיר – טעינה עלולה להוביל לליתיום לא אחיד – פיזור יונים בתאי הסוללה, גורם להיווצרות משקעי ליתיום על פני האלקטרודה לאורך זמן. התופעה הזו, המכונה ציפוי ליתיום, לא רק מקטין את קיבולת הסוללה אלא גם מהווה סיכון בטיחותי מכיוון שהוא עלול להוביל לקצר – מעגלים בתוך הסוללה.
4. עצמי גבוה – צריכת חשמל של הרכב
בנוסף לאנרגיה הנצרכת לנהיגה, רכב חשמלי צריך גם להפעיל את מערכות החשמל שלו, כמו המזגן, מערכת שמע, ותאורה. צריכת חשמל נוספת זו יכולה גם לתרום לקיבולת סוללה לא מספקת. לְמָשָׁל, הפעלת המזגן במלוא העוצמה ביום קיץ חם יכולה להגדיל משמעותית את צריכת החשמל של הרכב. כמה רכבי יוקרה חשמליים עם גבוה – מערכות שמע קצה ואביזרים אלקטרוניים רבים צורכים גם כמות ניכרת של חשמל. דרישות כוח נוספות אלו מפחיתות את כמות האנרגיה הזמינה לנהיגה, מקצר ביעילות את טווח הנסיעה של הרכב.
שְׁאֵלָה 2: איך לפתור את הבעיה של “סוללה כוזבת” במחצית השנייה של טווח רכב חשמלי?
כדי לטפל בבעיה של “סוללה כוזבת” במחצית השנייה של הטווח של רכב חשמלי, ניתן לנקוט באמצעים הבאים:
1. שפר את טכנולוגיית הסוללה
מחקר ופיתוח חומרי סוללה עם צפיפות אנרגיה גבוהה יותר כדי להגדיל את קיבולת הסוללה ולהרחיב את טווח הנסיעה. מדענים ברחבי העולם בוחנים באופן פעיל כימיה חדשה של סוללות. לְדוּגמָה, מוּצָק – סוללות המדינה מופיעות כחלופה מבטיחה לליתיום המסורתי – סוללות יון. מוּצָק – סוללות המדינה משתמשות באלקטרוליט מוצק במקום בנוזל או בג'ל – כמו אלקטרוליטים בליתיום – סוללות יון. זה יכול להגדיל את צפיפות האנרגיה על ידי מתן אפשרות לשימוש גבוה יותר – אלקטרודות מתח ותגובות כימיות יציבות יותר. בְּנוֹסַף, חומרים חדשים כגון ליתיום – גופרית וליתיום – גם סוללות אוויר נחקרות. לִיתִיוּם – לסוללות גופרית יש את הפוטנציאל התיאורטי להשיג צפיפות אנרגיה פי כמה מזו של ליתיום הנוכחי – סוללות יון, אך הם עדיין מתמודדים עם אתגרים כמו המוליכות החשמלית הנמוכה של גופרית והתמוססות של פוליסולפידים במהלך תהליך הטעינה והפריקה.
2. בנה תשתית טעינה שלמה יותר
הגדלת ההשקעה בהקמת עמדות טעינה, לשפר את מהירות הטעינה, ולהגדיל את צפיפות ערימות הטעינה כדי להקל על המשתמשים בחידוש כוח הסוללה בכל עת. ממשלות יכולות למלא תפקיד מכריע בקידום בניית תשתית טעינה. הם יכולים לספק סובסידיות כספיות למפעילי עמדות טעינה, לוותר על מסים מסוימים הקשורים לפיתוח תשתיות טעינה, ולהציע קרקע מועדפת – להשתמש במדיניות. לְדוּגמָה, כמה ערים הקימו קרנות מיוחדות כדי לתמוך בהתקנה של מהיר – עמדות טעינה באזורים מרכזיים כמו קניונים, חניונים, ולאורך מסדרונות תחבורה מרכזיים. בנוסף, סטנדרטיזציה של טכנולוגיית הטעינה ושיפור התאימות של ציוד הטעינה יכולים גם לשפר את נוחות הטעינה.
3. ייעול עיצוב הרכב
לצמצם את העצמי – צריכת החשמל של הרכב ושיפור יעילות ניצול האנרגיה. זה כולל שיפור צריכת החשמל של מערכת החשמל ואימוץ יותר אנרגיה – מכשירי עזר יעילים. מבחינת עיצוב הרכב, ניתן להשתמש בחומרים קלים כדי להפחית את המשקל הכולל של הרכב. לְדוּגמָה, השימוש בפחמן – חומרי סיבים מרוכבים במרכבי רכב יכולים להפחית משמעותית את המשקל מבלי להקריב חוזק מבני. זֶה, בתורו, מפחית את האנרגיה הדרושה להנעת הרכב. בְּנוֹסַף, אופטימיזציה של עיצוב האווירודינמיקה של הרכב יכולה גם להפחית את התנגדות האוויר, ובכך להפחית את צריכת האנרגיה. עבור מערכת החשמל, הפיתוח של מנועים ומערכות ניהול כוח יעילים יותר יכולים לשפר את ניצול האנרגיה. לְדוּגמָה, קָבוּעַ – מנועים סינכרוניים מגנטים יעילים יותר ממנועי אינדוקציה מסורתיים ביישומים מסוימים. גַם, מערכות ניהול חשמל חכמות יכולות להתאים את תפוקת הכוח של רכיבים חשמליים שונים בהתאם לתנאי הנסיעה של הרכב, הפחתת צריכת חשמל מיותרת.
4. שפר את יעילות הטעינה
מחקר ופיתוח טכנולוגיות טעינה מהירה יותר כדי לצמצם את זמן הטעינה ולשפר את יעילות הטעינה של סוללות. מָהִיר – טכנולוגיית הטעינה מתפתחת במהירות בשנים האחרונות. כמה טכנולוגיות טעינה חדשות שואפות להגביר את זרם הטעינה והמתח תוך הבטחת הבטיחות והיציבות של הסוללה. לְדוּגמָה, הפיתוח של גבוה – עמדות טעינה כוח עם עוצמת טעינה של עד 350 קילוואט או אפילו יותר יכולים להפחית משמעותית את זמן הטעינה. אוּלָם, מָהִיר – טעינה דורשת גם שיפורים תואמים בטכנולוגיית הסוללה כדי לעמוד ברמות הגבוהות – תהליך הטעינה הנוכחי. בנוסף, פיתוח אלגוריתמי טעינה שיכולים לייעל את תהליך הטעינה בהתאם למצב הבריאות והטמפרטורה של הסוללה יכול גם לשפר את יעילות הטעינה.
5. לספק שיטות טעינה מגוונות
בנוסף לטעינת שקעים מסורתית, ניתן לפתח טכנולוגיית טעינה אלחוטית כדי להפוך את הטעינה לנוחה יותר עבור המשתמשים. טעינה אלחוטית, ידוע גם בשם טעינה אינדוקטיבית, משתמש בשדות אלקטרומגנטיים להעברת אנרגיה בין משטח טעינה על הקרקע למקלט ברכב. טכנולוגיה זו יכולה לספק חווית טעינה נוחה יותר, במיוחד בתרחישים כמו חניונים ושבילי גישה למגורים. לְדוּגמָה, בכמה מלונות יוקרה, משטחי טעינה אלחוטיים מותקנים במקומות חניה, המאפשר לבעלי רכב חשמלי להטעין את רכביהם ללא צורך בכבלי טעינה מסורבלים. אוּלָם, טכנולוגיית הטעינה האלחוטית עדיין מתמודדת עם אתגרים כמו יעילות טעינה נמוכה ועלויות התקנה גבוהות. דרושים מחקר ופיתוח נוספים כדי לשפר את ביצועיו ולהפחית עלויות.
שְׁאֵלָה 3: מה השפעה עושה “סוללה כוזבת” במחצית השנייה של טווח רכב חשמלי יש על משתמשים?
ה “סוללה כוזבת” לתופעה במחצית השנייה של טווח הרכב החשמלי יכולה להיות השפעה מסוימת על המשתמשים’ הִתנַסוּת:
1. הגבל את טווח הנהיגה
טווח הנסיעה של רכב חשמלי מוגבל על ידי קיבולת הסוללה שלו. ה “סוללה כוזבת” המצב יכול להוביל למרחק נסיעה שלא מצליח לפגוש את המשתמשים’ צרכים. זה בעייתי במיוחד עבור משתמשים שצריכים לנסוע למרחקים ארוכים. לְדוּגמָה, אם משתמש מתכנן נסיעה בכביש ומצפה להגיע ליעד בהתבסס על הטווח המצוין של הרכב, אלא בשל ה “סוללה כוזבת” לְהַנפִּיק, נגמר לרכב החשמל לפני שהוא מגיע ליעד, זה יכול לגרום לאי נוחות רבה. זה עשוי לאלץ את המשתמש לשנות את תוכניות הנסיעה שלו, למצוא עמדות טעינה חלופיות, או אפילו להתמודד עם הסיכון להיתקע על הכביש.
2. הארכת זמן הטעינה
כשיש “סוללה כוזבת,” המשתמשים צריכים להטעין את הרכב, מה שמאריך את הזמן הנדרש לנסיעה, גורם אי נוחות למשתמשים’ לִנְסוֹעַ. טעינת רכב חשמלי בדרך כלל לוקחת הרבה יותר זמן מאשר תדלוק בנזין – רכב ממונע. אם הרכב מופיע “סוללה כוזבת” במהלך טיול, ייתכן שהמשתמש יצטרך להשקיע שעות נוספות בהמתנה לטעינת הרכב. זה יכול לשבש את לוח הזמנים של המשתמש, במיוחד עבור אלה עם תוכניות נסיעה או זמן צפוף – מינויים רגישים.
3. להגביר את החרדה
מודאגים מכוח סוללה לא מספיק וחוסר יכולת להשלים את המסע, משתמשים עלולים לחוות חרדה ותחושת חוסר ביטחון. זה כך – נִקרָא “חרדת טווח” הוא עניין נפוץ בקרב משתמשי רכב חשמלי. גם אם מחוון המצבר של הרכב מראה כמות מסוימת של כוח שנותר, משתמשים עדיין עשויים להיות מודאגים מכך שה “סוללה כוזבת” המצב יתרחש, מה שגורם להם לנטר כל הזמן את רמת הסוללה ולתכנן את המסלולים שלהם סביב עמדות טעינה. חרדה זו יכולה להפחית את ההנאה הכוללת מנהיגה ברכב חשמלי ואף עשויה להרתיע חלק מהקונים הפוטנציאליים מבחירת רכב חשמלי.
שְׁאֵלָה 4: האם הבעיה של “סוללה כוזבת” במחצית השנייה של טווח הרכב החשמלי ייפתר לחלוטין?
בתנאים הטכנולוגיים הנוכחיים, קשה לפתור לחלוטין את “סוללה כוזבת” בְּעָיָה. אוּלָם, עם המשך הפיתוח של טכנולוגיית הסוללות ותשתיות הטעינה, את “סוללה כוזבת” הבעיה צפויה להתקל. לפני רכישת רכב חשמלי, המשתמשים צריכים להעריך באופן מלא את הרכב שלהם – צרכי שימוש, בחר דגם רכב מתאים וקיבולת סוללה כדי להפחית את ההשפעה של “סוללה כוזבת” בְּעָיָה.
תפקידן של ממשלות בפתרון “סוללה כוזבת” בְּעָיָה
ממשלות ברחבי העולם יכולות למלא תפקיד משמעותי בטיפול ב “סוללה כוזבת” בְּעָיָה. קוֹדֶם כֹּל, הם יכולים להשקיע רבות במחקר ופיתוח של טכנולוגיית סוללות. על ידי מימון פרויקטי מחקר באוניברסיטאות ומוסדות מחקר, ממשלות יכולות להאיץ את הפיתוח של כימיקלים חדשים של סוללות ולשפר את ביצועי הסוללה. לְדוּגמָה, ממשלת ארצות הברית השיקה מספר יוזמות לתמיכה במחקר ופיתוח של טכנולוגיות סוללות מתקדמות, במטרה להגדיל את צפיפות האנרגיה, מהירות טעינה, ותוחלת החיים של הסוללות.
שֵׁנִית, ממשלות יכולות לגבש מדיניות לקידום בניית תשתית טעינה. הם יכולים לספק סובסידיות למפעילי עמדות טעינה, להציע תמריצי מס עבור התקנת מתקני טעינה, ולתכנן את מתווה עמדות הטעינה ברמה העירונית והאזורית. בסין, הממשלה מקדמת באופן פעיל הקמת עמדות טעינה באזורים עירוניים, לאורך כבישים מהירים, ובאזורים כפריים. זה שיפר משמעותית את הנוחות של טעינת רכבים חשמליים.
ההשפעה של “סוללה כוזבת” בעיה בשוק הרכב החשמלי
ה “סוללה כוזבת” לבעיה יש השפעה עמוקה על שוק הרכב החשמלי. זה יכול להשפיע על הצרכנים’ החלטות רכישה. קונים פוטנציאליים רבים עשויים להסס לבחור ברכב חשמלי עקב חששות לגבי “סוללה כוזבת” לְהַנפִּיק. זה יכול להאט את קצב הצמיחה של שוק הרכב החשמלי.
אוּלָם, מִצַד שֵׁנִי, את “סוללה כוזבת” הבעיה מניע גם את החדשנות והפיתוח של תעשיית הרכב החשמלי. יצרני רכב ויצרני סוללות נמצאים בלחץ לשפר את טכנולוגיית הסוללות ותשתיות הטעינה כדי לטפל בבעיה זו. זה הוביל להגדלת ההשקעה במחקר ופיתוח, אשר בתורו מקדם את ההתקדמות הכוללת של התעשייה.
הכלכלה של פתרון “סוללה כוזבת” בְּעָיָה
פתרון ה “סוללה כוזבת” הבעיה דורשת השקעה כלכלית משמעותית. הפיתוח של טכנולוגיות סוללה חדשות כרוך לעתים קרובות גבוה – עלות תהליכי מחקר ופיתוח. לְדוּגמָה, המחקר והפיתוח של מוצק – סוללות המדינה דורשות גדולות – ניסויים בקנה מידה, רכישת ציוד יקר, וגיוס העליון – כישרונות מדעיים וטכנולוגיים ברמה.
גם הקמת תשתית טעינה כרוכה בעלויות ניכרות. בניית צום – תחנת הטעינה דורשת לא רק רכישה והתקנה של ציוד טעינה אלא גם שדרוג רשת החשמל המקומית. גם עלות רכישת קרקע עבור עמדות טעינה באזורים עירוניים יכולה להיות גבוהה מאוד. אוּלָם, בטווח הארוך, לפתור את “סוללה כוזבת” בעיה יכולה להביא יתרונות כלכליים. זה יכול לקדם את הפופולריות של כלי רכב חשמליים, להפחית את הביקוש לדלקים מאובנים, ובכך יש השפעה חיובית על שוק האנרגיה והכלכלה הכוללת.
הפרספקטיבה הגלובלית על “סוללה כוזבת” בְּעָיָה
ה “סוללה כוזבת” הבעיה היא בעיה גלובלית, אך למדינות ואזורים שונים יש גישות שונות והתקדמות בפתרון זה. במדינות מפותחות עם טכנולוגיה מתקדמת וחוזק כלכלי חזק, כמו נורבגיה, הולנד, ויפן, חלה התקדמות משמעותית במחקר טכנולוגיית הסוללות ובבניית תשתיות טעינה. לנורבגיה יש שיעור חדירה גבוה של כלי רכב חשמליים, וזה טוב – רשת טעינה שפותחה, כולל מספר רב של מהירים – עמדות טעינה, הפחיתה למעשה את ההשפעה של “סוללה כוזבת” בְּעָיָה.
במדינות מתפתחות, למרות שהם עשויים להתמודד עם אתגרים כמו משאבים פיננסיים מוגבלים ויכולות טכנולוגיות, הם גם נוקטים באופן פעיל באמצעים כדי לטפל ב “סוללה כוזבת” בְּעָיָה. לְדוּגמָה, חלק מהמדינות המתפתחות משתפות פעולה עם ארגונים בינלאומיים ומפותחות – שותפים במדינה להציג טכנולוגיית סוללה מתקדמת וניסיון בבניית תשתיות טעינה.
התחזית העתידית לפתרון “סוללה כוזבת” בְּעָיָה
בְּעָתִיד, עם התפתחות מתמשכת של מדע וטכנולוגיה, את “סוללה כוזבת” סביר להניח שהבעיה תוקל עוד יותר. ניתן ליישם את הפיתוח של בינה מלאכותית וטכנולוגיית ביג דאטה על מערכות ניהול סוללות. AI – מערכות ניהול סוללות מופעלות יכולות לחזות בצורה מדויקת יותר את קיבולת הסוללה הנותרת וצרכי הטעינה בהתבסס על גורמים שונים כגון הרגלי נהיגה, תנאי דרך, ובריאות הסוללה.
פיתוח טכנולוגיות חדשות לאחסון אנרגיה, כגון סוללות זרימה וקבלי-על, עשוי גם לספק פתרונות חדשים. לסוללות זרימה יש יתרון של אנרגיה וכוח מתכווננים, וקבלי-על יכולים להיטען ולהיפרק במהירות. למרות שהטכנולוגיות הללו עדיין במחקר ופיתוח או בשלב מוקדם – שלב היישום, יש להם פוטנציאל גדול לפתרון “סוללה כוזבת” בעיה לאורך זמן – מוּנָח.
לסיכום, הבעיה של “סוללה כוזבת” בחצי השני של טווח הרכב החשמלי הוא נושא מורכב הכולל היבטים מרובים כמו טכנולוגיית הסוללה, תשתית טעינה, עיצוב רכב, והתנהגות המשתמש. באמצעות מאמצים משותפים של הממשלה, תַעֲשִׂיָה, וקהילת מחקר מדעית, מתבצעת התקדמות מתמדת בטיפול בבעיה זו, אשר ישפר בהדרגה את הביצועים וחווית המשתמש של כלי רכב חשמליים ויקדם את הפיתוח בר-קיימא של תעשיית הרכב החשמלי.