Výhody výměny baterií u elektromobilů

Potřeba nabíjet baterie EV může potenciální kupce odradit. Výměna baterií může pomoci vyřešit problém s pomocí mezinárodních norem.

Výměna baterie se stala běžnou záležitostí i pro e-koloběžky.

Široké přijetí elektrických vozidel po celém světě je jedním ze způsobů, jak dosáhnout emisních cílů pro roky 2030 a 2050. Mezinárodní agentura pro obnovitelnou energii (IRENA) toto poselství soustavně prosazuje, jak v nedávnée-techrozhovor. Říká, že jedním z našich přístupů je zaměřit se na klíčová odvětví „koncového-použití“, která mohou těžit z ekologičtějšího modelu. V Inovačním a technologickém centru v Bonnu, jehož jsem součástí, existuje pět oblastí-koncového využití, které jsou klíčového zájmu, mezi něž patří podpora zavádění elektrických vozidel a řešení pro ukládání energie.“

Čísla jsou na dobré cestě, ale…

Zatímco zavádění elektromobilů za posledních deset let prudce vzrostlo, mnozí pochybují, že trh bude schopen růst natolik, aby pomohl dosáhnout čistých nulových emisních cílů do roku 2050. Podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) přispívá silniční doprava k jedné šestině celosvětových emisí. Varuje, že k dosažení čistého nulového scénáře „musí prodeje elektromobilů dosáhnout v roce 2030 přibližně 65 % celkového prodeje aut“.

Zatímco růst byl v roce 2023 na dobré cestě, je třeba vyvíjet trvalé úsilí, abychom zůstali v kurzu, včetně většího nasazení dobíjecí infrastruktury, která v současné době nesplňuje požadavky. "Počet veřejných dobíjecích míst se zvyšuje, ale nasazení se musí zrychlit," doporučuje organizace.

Obviněna je úzkost z dojezdu a nabíjení

Domluvte se s libovolným počtem majitelů aut, kteří si ještě nepořídili elektromobil, a za své váhání budou vinit nedostatek nabíjecích míst. Úzkost z dojezdu, jak se tomu často říká, se týká toho, jak daleko mohou elektromobily ujet, aniž by se jim vybila baterie. Rozšiřuje se ale i jiný typ strachu, zvaný úzkost z nabíjení, který se zaměřuje na spolehlivost nabíjecích bodů. Podle britského dodavatele elektrické energie National Grid odrazují potenciální kupce obavy z dlouhých front ve špičce nabíjení, vandalizovaného nebo rozbitého zařízení, nespolehlivého softwaru nebo hardwaru.

Nabíjecí infrastruktura zahrnuje komplexní elektroniku, která je standardizována IEC. Bylo publikováno několik norem, které usnadňují elektronické nabíjení v různých zemích, včetně řady norem IEC 62196, které pokrývají mechanické, elektrické a výkonnostní požadavky na zástrčky, zásuvkové-zásuvky, konektory pro vozidla a zásuvky pro připojení mezi napájecím zařízením EV a elektrickým vozidlem. Řada IEC 61851 specifikuje infrastruktury nabíjení stejnosměrným a střídavým proudem, zatímco IEC 63110 stanoví protokol pro správu infrastruktury nabíjení a vybíjení elektromobilů.

Pokud jde o integraci EV do elektrické sítě, TC 57 nedávno zveřejnilo několik norem, které pomáhají EV fungovat jako dodavatelé energie do sítě. (Chcete-li se dozvědět více, přečtěte si rozhovor s Frances Clevelandovou ve-tech.)

IEC dokonce připravuje půdu pro budoucí technologie, které zatím nejsou rozšířené. Vydala několik standardů pro bezdrátový přenos energie (WPT) – což znamená, že elektromobil může nabíjet baterii umístěním na indukční podložce na zemi, bez jakýchkoli zástrček nebo kabelů. Indukční systémy WPT využívají magnetické pole mezi vodivými cívkami zabudovanými do vozovky a vozidlem. Dynamické systémy WPT - umožňující nabíjení aut na cestách, zatímco v pohybu - jsou také slibnou oblastí a IEC již zveřejnila veřejně dostupnou specifikaci (PAS) zabývající se touto technologií.

Rozvíjející se trh, který se opírá o mezinárodní standardy

Existuje další řešení, které dělá hodně pro zmírnění obav kupujících EV a které vyjímá z rovnice nabíjecí prvek: výměna baterie. Zahrnuje výměnu vybité baterie EV za plně nabitou na specializovaných výměnných stanicích. Komerční vyhlídky na výměnu baterií jsou velmi optimistické. Podle této zprávy BCC Research se očekává, že trh bude mít složené roční tempo růstu 25,5 % od roku 2024 do roku 2029, což vyskočí z 894,2 milionů USD v roce 2024 na 2,8 miliardy USD do konce roku 2029.

Forbes zmiňuje několik hráčů, kteří se již na trhu umisťují: čínský výrobce elektrických vozidel NIO, bateriový gigant CATL a společnost Ample-se sídlem v San Franciscu nabízejí-služby výměny baterií v Evropě, Číně a Spojených státech. IEC připravuje cestu pro výměnu baterií zveřejněním normy IEC TS 62840-1, která poskytuje obecný přehled systémů pro výměnu baterií v EV, a IEC TS 62840- 2, která specifikuje bezpečnostní požadavky na systémy pro výměnu baterií v EV. Veřejně dostupná specifikace IEC 62840-3 stanoví požadavky na interoperabilitu pro systémy s výměnou baterií, které pracují se systémy vyměnitelných baterií.

Výhody a nevýhody výměny baterie

Mezi výhody výměny baterií patří za prvé časové zisky: i s možností rychlého nabíjení musí majitelé automobilů věnovat nabíjení auta alespoň 30 minut -, ačkoli čínský výrobce elektromobilů tvrdí, že jeden z jeho elektromobilů je schopen nabít za 5 minut. Mezi další výhody patří, možná trochu intuitivně, náklady: kupující si mohou koupit EV bez baterie, takže jeho pořízení předem je mnohem levnější.

Odvětví výměny baterií je také schopno baterie efektivně udržovat a prodlužovat tak jejich životnost, což je plus v přístupu oběhové ekonomiky. Stanice pro výměnu baterií zabírají méně místa než nabíjecí stanice pro elektromobily, což je výhodou v hustě obydlených oblastech, jako jsou města. A z hlediska služeb mohou společnosti zabývající se výměnou baterií dobíjet baterie při velmi nízké spotřebě elektřiny nebo mimo-špičku, čímž se sníží tlak na elektrickou síť.

Na druhou stranu, baterie navrhované společnostmi zabývajícími se výměnou baterií mají cenu, která by z dlouhodobého hlediska mohla znamenat, že výměna baterií je pro uživatele méně zisková než pořízení EV s baterií. Současní uživatelé mají buď možnost získat baterii prostřednictvím ročního předplatného, ​​nebo pomocí systému s platbou-za-použití. Stejně jako u nabíjení elektromobilů zůstává problémem nedostatek infrastruktury a bude třeba vybudovat mnohem více stanic pro výměnu baterií, aby si spotřebitelé mohli toto řešení plně osvojit. Mnoho stávajících stanic nabízí manuální místo automatizovaného swapování, což může některé uživatele odradit. Existují také bezpečnostní obavy: pokud není výměna baterie provedena správně, může dojít ke zkratu a způsobit požár.

To je místo, kde přicházejí normy IEC: specifikací požadavků na bezpečnost baterií pro systémy s výměnou baterií pomáhá IEC 62840-2 překonat některé překážky pro rozšíření systému. IECEE (IEC Systém systémů posuzování shody pro elektrotechnická zařízení a součásti) je jedním ze čtyř systémů posuzování shody spravovaných IEC. Provozuje systém, který testuje bezpečnost, výkon, interoperabilitu součástí, energetickou účinnost, elektromagnetickou kompatibilitu a nebezpečné látky baterií.

Stejně jako u systémů nabíjení pomocí zástrčky a kabelu a u bezdrátového nabíjení, normy IEC a systémy posuzování shody dláždí cestu pro infrastrukturu elektromobilů zítřka.