Список пожеланий по аккумулятору для электромобилей

Электромобили почти не существовали в 2010 году, когда Tesla Model S все еще мелькала в глазах Илона Маска. По данным BloombergNEF, в настоящее время по всему миру насчитывается более 20 миллионов электромобилей, и ожидается, что к 2025 году это число увеличится почти в четыре раза и составит 77 миллионов. Это самый дорогой компонент, что положило начало всемирной гонке за поиском этических материалов и наращиванием производства для удовлетворения растущего спроса.

По данным JD Power, электромобили могут занять рекордные 5,8 процента рынка США в 2022 году, а в этом году могут приблизиться к 11 процентам мирового рынка. Но эксперты по-прежнему считают, что более качественные аккумуляторы и их большее количество являются ключом к тому, чтобы электромобили достигли переломного момента на рынке, даже несмотря на то, что агентство Reuters прогнозирует, что автопроизводители потратят колоссальные 1,2 триллиона долларов на разработку и производство электромобилей до 2030 года.

IEEE Spectrum попросил пять отраслевых экспертов внимательно изучить свои собственные хрустальные шары и обрисовать, что должно произойти в области аккумуляторов для электромобилей, чтобы отучить мир от транспорта, работающего на ископаемом топливе, и перейти на вилку. Вот что они сказали:

Компания Upstart Lucid Motors выпустила не так много автомобилей, но заслужила репутацию благодаря рекордному запасу хода седана Air Grand Touring Performance в 830 километров. Этот запас хода является свидетельством одержимого стремления Lucid к эффективности: в Air используются те же цилиндрические элементы формата 2170 (поставляемые Samsung SDI), что и во многих электромобилях, но он проезжает больше миль благодаря превосходному управлению аккумулятором, компактным, но мощным силовым агрегатам и скользкая аэродинамика.

Сложная конструкция шасси и аккумуляторов дает новую жизнь «меньшим» химическим соединениям — особенно литий-железо-фосфату, который является самым популярным компонентом аккумуляторов во всем мире, — который в противном случае был бы неконкурентоспособным и устаревшим.

Можно подумать, что Lucid потребует, чтобы каждая электрическая модель могла преодолевать такие огромные расстояния. Вместо этого лидеры Lucid видят светлое будущее в автомобилях, которые стремятся к максимальной эффективности, а не к запасу хода как таковому, благодаря меньшим и более доступным батареям.

Последняя модель Lucid Air Touring является самой эффективной в расчете на милю. Теперь Air Touring является самым аэродинамичным серийным автомобилем в мире с коэффициентом лобового сопротивления 0,197 и проезжает 7,44 километра на каждый бортовой киловатт-час, согласно рейтингу EPA. Тем не менее, для движения этой полноразмерной роскошной баржи по-прежнему требуется наличие на борту батареи емкостью 92 кВтч.

Учитывая все это, компания разрабатывает аккумуляторы следующего поколения. Экстраполируя цели компании, будущий компактный Lucid — например, размером с Tesla Model 3 или Model Y — сможет существенно сократить размер батареи, не жертвуя при этом полезным запасом хода.

«Наша цель — еще больше повысить эффективность», — говорит Длала.

«Если мы создадим автомобиль с пробегом в 250 миль, у нас будет батарея емкостью всего 40 кВтч», или менее половины размера батареи Air. Это аккумулятор того же размера, что и у относительно крошечной базовой модели Nissan Leaf, чья меньшая эффективность означает всего 240 км запаса хода по рейтингу EPA.

Такие компактные батареи не только сэкономят серьезные деньги производителям и потребителям. Для них потребуется меньше сырья и очищенных материалов, что теоретически позволит автопроизводителям производить гораздо больше автомобилей из ограниченных запасов. Этот блок также будет весить примерно на треть меньше, чем самая мощная текущая батарея Lucid. Результатом станет цепочка достижений, которая согреет сердце самого заботящегося о массе инженера: более легкое шасси для поддержки меньшей батареи, более тонкие конструкции, уменьшенные тормоза. Больше полезного пространства для пассажиров и груза. Вся эта экономия еще больше увеличит запас хода и производительность.

Этот грандиозный проект, естественно, потребует сопутствующего резкого развития зарядных устройств. Как только зарядные устройства станут такими же повсеместными и надежными, как заправочные станции, и почти такими же быстрыми для заправки, «тогда мне не понадобится запас хода в 400 миль», — говорит Длала.

Все это может исполнить заветное, неуловимое желание производителей электромобилей: ценовой паритет с автомобилями внутреннего сгорания.

«Такое сочетание эффективности и инфраструктуры позволит нам создать конкурентоспособные цены по сравнению с автомобилями с двигателем внутреннего сгорания», — говорит Длала.