● Os pontos problemáticos da nova transformação energética em veículos comerciais e o avanço tecnológico das baterias-de estado sólido
Como principal transportador de transporte logístico, serviços e frete de linha principal, o novo processo energético dos veículos comerciais afeta diretamente a realização da meta do "carbono duplo". No entanto, as limitações técnicas das tradicionais baterias de lítio líquido restringiram por muito tempo a profundidade e a amplitude da nova transformação de energia em veículos comerciais.
1. Os principais pontos problemáticos da nova transformação energética em veículos comerciais
Em comparação com os automóveis de passageiros, os veículos comerciais apresentam diferenças essenciais nos seus cenários de utilização, os seus requisitos para baterias de potência estão mais centrados na “praticidade” e na “economia”. Para veículos comerciais-de média e curta distância, como distribuição urbana e san, sensibilidade aos custos e conveniência de reabastecimento são as principais demandas; enquanto para caminhões pesados-de longa distância, veículos de logística de cadeia de frio e outros sub-setores, o alcance e a confiabilidade do ciclo de vida da eficiência de carregamento tornam-se limites intransponíveis.
Atualmente, os veículos comerciais movidos por baterias de íons de lítio líquido geralmente enfrentam três grandes dilemas:
Primeiro, a preocupação com a autonomia, a demanda única de-caminhões pesados de longa distância é principalmente superior a 300 quilômetros, enquanto a densidade de energia da bateria líquida existente está principalmente entre 150-200Wh/, resultando na necessidade de os veículos transportarem um grande número de baterias, o que não apenas aumenta o custo de compra, mas também reduz a eficiência da carga;
Em segundo lugar, o reabastecimento ineficiente, muitas vezes leva várias horas para carregar totalmente um veículo comercial em uma pilha de carregamento tradicional, o que é muito menos conveniente do que reabastecer um veículo-movido a combustível, o que afeta seriamente o desempenho;
Terceiro, riscos de segurança, os veículos comerciais estão sujeitos a cargas elevadas-de longo prazo, cargas e descargas de alta frequência, e o risco de fuga térmica de líquidos sempre existe, especialmente em ambientes extremos, como alta temperatura e frio, a incidência de acidentes de segurança permanece alta.
Além disso, o alto custo total de propriedade (TC) causado pela degradação da bateria também faz com que muitas empresas de logística hesitem em comprar veículos comerciais de energia nova.
2. As vantagens da tecnologia-de bateria de estado sólido atendem precisamente às necessidades dos veículos comerciais
As baterias-de estado sólido substituem os eletrólitos líquidos tradicionais por sólidos, alcançando um salto qualitativo no desempenho principal, e suas características técnicas são altamente compatíveis com as necessidades de uso de veículos comerciais.
A melhoria revolucionária na densidade de energia é o núcleo das baterias-de estado sólido. O módulo de bateria de estado-sólido-Rhino S exibido pela Chery tem uma densidade de energia de até 600 Wh/kg, o limite teórico das baterias de lítio e excedendo em muito o nível atual das baterias líquidas.
Para veículos comerciais, a alta densidade de energia significa que é possível alcançar maior autonomia com a mesma bateria ou que a carga da bateria pode ser reduzida sob os mesmos requisitos de autonomia. Tomando como exemplo caminhões pesados-de longa distância, adotando baterias de estado sólido-de 500 Wh/kg, o veículo pode transportar mais de 1.000 kWh de eletricidade, com um alcance que pode facilmente ultrapassar 1.500 quilômetros, resolvendo completamente a ansiedade do transporte-de longa distância.
A otimização da eficiência do reabastecimento energético aborda diretamente os pontos problemáticos das operações de veículos comerciais.
A bateria totalmente-sólida- da Chery, alcançando o índice de desempenho de "6 minutos de carregamento, 1.000 quilômetros de autonomia" significa que o reabastecimento de energia para veículos comerciais alcançará a conveniência de reabastecimento para veículos movidos-a combustível. Para caminhões pesados-de longa distância que viajam 300{8}}500 quilômetros por dia, o reabastecimento-curto pode atender às necessidades operacionais do dia inteiro, reduzindo efetivamente o tempo de paralisação e melhorando a eficiência operacional. O layout da patente da BYD no campo de baterias-de estado sólido inclui uma série de conquistas na tecnologia de carregamento rápido. Se o seu objectivo de “paridade de preços sólido-líquido” puder ser alcançado, ampliará ainda mais os benefícios económicos trazidos pela melhoria da eficiência do reabastecimento.
A essência da melhoria do desempenho de segurança proporciona proteção às operações de veículos comerciais.
Baterias-de estado sólido com eletrólitos sólidos não apresentam risco de vazamento e têm estabilidade térmica significativamente maior do que os eletrólitos líquidos, resolvendo fundamentalmente o problema de fuga térmica. Os veículos comerciais ficam em um ambiente operacional hostil, com alta carga, forte vibração e temperaturas extremas por um tempo. A segurança inerente às baterias de estado-sólido pode reduzir significativamente a incidência de acidentes de segurança, especialmente para operações de alta-intensidade em cenários fechados, como portos e áreas de mineração. Em, a vantagem das baterias-de estado sólido no ciclo de vida pode efetivamente reduzir a taxa de deterioração da bateria, otimizando assim o custo dos veículos comerciais ao longo do seu ciclo de vida
● Desafios para baterias-de estado sólido na indústria de veículos comerciais
Apesar das oportunidades significativas que isso traz, a indústria automobilística ainda enfrenta vários desafios na implementação de baterias-de estado sólido.
O estrangulamento dos custos continua a ser o obstáculo mais significativo.
Atualmente, o custo de todas as baterias de{2}}-estado é cerca de 8 vezes maior do que o das baterias de{6}}estado líquido. Como a capacidade energética de um único pacote para veículos comerciais é geralmente superior a 300 mil, o custo de aquisição do veículo aumentará significativamente se todos eles estiverem equipados com baterias totalmente de estado sólido, excedendo a faixa de aceitação do mercado. Além disso, o processo de produção de baterias de estado sólido é mais complexo e exige padrões mais elevados para equipamentos e materiais, aumentando ainda mais o custo de fabricação.
No plano técnico, ainda existem problemas que precisam de ser resolvidos com urgência.
Em primeiro lugar, existe o problema da estabilidade da interface. O mau contato entre eletrólitos sólidos e materiais de cátodo/ânodo pode facilmente levar à capacidade e à redução da vida útil da bateria, o que não atende à demanda de operação-de alta carga-de longo prazo de veículos comerciais. Em segundo lugar, há condutividade iónica insuficiente. O iônico dos eletrólitos sólidos de óxido e sulfeto convencionais ainda é menor do que o dos eletrólitos líquidos, o que restringe a velocidade de carregamento e a produção de energia. Em terceiro lugar, existe o problema da expansão e contração do volume. A mudança de volume dos materiais dos eletrodos durante o processo de carga e descarga pode causar rachaduras na embalagem da bateria. No ambiente operacional onde os veículos comerciais estão continuamente em vibração, este problema será mais proeminente.
A falta de sinergia ecológica também dificulta o processo de implementação.
Atualmente, falta um sistema padrão unificado na área de baterias-de estado sólido para veículos comerciais. O tamanho das baterias e o protocolo de comunicação BMS são bastante diferentes, resultando na incompatibilidade de produtos de diferentes empresas e na dificuldade de promoção. Ao mesmo tempo, o sistema de reciclagem de baterias-de estado sólido ainda não foi estabelecido, e o tratamento e a reutilização de baterias usadas tornam-se problemas potenciais
Além disso, a modernização das instalações-de fornecimento de energia está atrasada em relação ao desenvolvimento da tecnologia de baterias. O custo de construção de estações de carregamento super-rápidas é alto e pequeno, o que dificilmente pode atender às necessidades de aplicações em-grande escala.
Para a indústria de veículos comerciais, as baterias{0}}de estado sólido representam não apenas uma revolução tecnológica, mas também uma oportunidade histórica para a reestruturação industrial. Suas vantagens tecnológicas, como alta densidade energética, eficiência de carregamento rápido e alta segurança, abordarão precisamente os principais pontos problemáticos da nova transformação energética em veículos comerciais, levando a indústria de "orientada-por políticas para "orientada-pelo mercado".
Apesar de enfrentar atualmente vários desafios, como custo, tecnologia e ecologia, a implementação em grande-escala de baterias de estado-sólido no campo de veículos comerciais já é uma tendência com a iteração contínua da tecnologia, a maturidade contínua da cadeia industrial e o forte apoio de políticas. Espera-se que até 230, as baterias de estado{4}}sólido dominem o novo mercado de energia para veículos comerciais, impulsionando a substituição da eletrificação de todos os cenários, como o transporte principal e os serviços urbanos, e apoiando fundamentalmente a concretização do objetivo do "carbono duplo".
