電動(dòng)汽車的七大問題

由于電動(dòng)汽車存在七大問題，EIA 的經(jīng)濟(jì)學(xué)家預(yù)計(jì)交通運(yùn)輸中的 CO 2不會(huì)減少：

· 電動(dòng)汽車在汽車使用壽命內(nèi)的成本高于汽油汽車。

· 快速充電站面臨虧損的風(fēng)險(xiǎn)。

· 稀土材料有變得更稀有和更昂貴的風(fēng)險(xiǎn)。

· 等待充電有時(shí)很不方便。

· 駕駛員有時(shí)會(huì)因續(xù)航里程和充電而感到焦慮。

· 燃燒天然氣或煤炭發(fā)電時(shí)會(huì)排放CO 2 。

· 開采稀土材料和制造電池時(shí)會(huì)排放CO 2 。

本文的其余部分討論了為什么標(biāo)準(zhǔn)化的可更換電池可以幫助解決所有這些問題。

可更換電池來救援?

目前，世界上都有定義電池的機(jī)械和電氣標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)使人們能夠以低成本為許多產(chǎn)品供電。

標(biāo)準(zhǔn)化電池示例

從理論上講，一個(gè)人可以擁有一種標(biāo)準(zhǔn)化的汽車電池，它可能看起來類似于特斯拉電池，但已被多家汽車制造商使用。該標(biāo)準(zhǔn)將定義機(jī)械(例如，高度、長(zhǎng)度和寬度)、電氣連接以及電池和汽車之間的通信。

目前，專有電池內(nèi)置在電動(dòng)汽車中并定期充電。或者，可以有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的插入式電池，其中所有汽車都使用相同的形式，并在不到一分鐘的時(shí)間內(nèi)更換新電池。車主將為消耗的電力和電動(dòng)汽車電池的磨損付費(fèi)。當(dāng)使用成本較低的電池時(shí)，它們的充電量會(huì)更少。將在關(guān)鍵位置挖出空腔，并放入充電、存儲(chǔ)和交換的機(jī)制。汽車將自己定位在機(jī)制和交換之上。

那些每天行駛不到 100 英里(160 公里)的人可以換上低成本、低續(xù)航里程的電池并在夜間充電。由于低檔電池使用較少的稀土材料(例如，20-kWh 磷酸鐵鋰 [LFP] 的成本低于 60-kWh 鎳錳鈷 [NMC]) ，成本將會(huì)降低)，成本將會(huì)降低。在長(zhǎng)途旅行中，人們可以更換昂貴的高端電池或更頻繁地更換電池。交換還可以通過商品化降低成本，因?yàn)槎鄠€(gè)電池制造商將競(jìng)爭(zhēng)并壓低價(jià)格。

家庭可以在他們的車道上安裝包含可更換電池的交換室。這些可以在白天由太陽(yáng)能充電，晚上為房子供電，并根據(jù)需要與汽車交換，如下圖所示。

住宅交換室中的電動(dòng)汽車電池在夜間為家庭供電。

可更換電池并不是一個(gè)新想法。有關(guān) David Borlace 的討論視頻，請(qǐng)單擊此處。更多詳情，請(qǐng)參閱“如何使交通脫碳”中的“可更換電池””中的“可更換電池” 。

可交換的缺點(diǎn)

交換可能聽起來很棒。然而，它也有陰暗面：

· 更換電池需要汽車制造商付出巨大的努力，他們圍繞可更換電池設(shè)計(jì)車輛并建造生產(chǎn)這些車輛的新工廠。

· 世界將需要以巨大的成本安裝許多地下交換室。

· 交換必須與“雞對(duì)蛋”作斗爭(zhēng)。汽車制造商可能不愿意在沒有很多交換室的情況下參與，而交換公司可能不愿意在沒有很多交換汽車的情況下參與。為了向前推進(jìn)，交換室最初可能會(huì)放置在汽車經(jīng)銷商處，司機(jī)在長(zhǎng)途旅行前會(huì)去那里獲得昂貴的、遠(yuǎn)程的、快速充電的電池。否則，他們可能會(huì)依賴在家充電的低成本、短距離、慢速充電電池。

小錢下一步?

下一步，政府或基金會(huì)可能會(huì)花費(fèi)數(shù)千萬(wàn)美元來設(shè)計(jì)和原型化標(biāo)準(zhǔn)化的可更換電池系統(tǒng)，以更好地了解技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性。

通過更小的續(xù)航里程將電池成本降低四倍更慢的快速充電

電動(dòng)汽車通?？稍?30 分鐘內(nèi)提供 300 英里的續(xù)航里程和快速充電。然而，如果續(xù)航里程要求降低兩倍，快速充電速度降低四倍(例如，最短充電時(shí)間為兩小時(shí))，那么與電池相關(guān)的成本可能會(huì)降低四倍以上。

· 傳統(tǒng)的 300 英里范圍電池使用 NMC 化學(xué)物質(zhì)。或者，由于每千瓦時(shí)成本降低30%和兩倍的生命周期(3 = 2 ÷ [1 – 30%]) ，LFP 的成本大約降低了 3 倍。LFP 的缺點(diǎn)是它在相同的體積和重量下提供的航程更小(例如，150 英里的 LFP 與 300 英里的 NMC)。

· 較慢的快速充電產(chǎn)生較少的熱量，這降低了電池內(nèi)熱管理系統(tǒng)的成本。

· 較慢的快速充電可延長(zhǎng)電池壽命，從而降低成本。

· 較慢的快速充電需要成本較低的充電設(shè)備。例如，在 8 小時(shí)內(nèi)充電的 AC-DC 轉(zhuǎn)換器的成本大約是在 1 小時(shí)內(nèi)充電的轉(zhuǎn)換器的6 倍。

· 較慢的快速充電需要較少的電力公司服務(wù)(例如，40 千瓦的服務(wù)成本低于 160 千瓦的服務(wù))。

我們現(xiàn)在將探討為什么標(biāo)準(zhǔn)化的可更換電池可能有助于解決前面描述的七個(gè)電動(dòng)汽車問題。