Sa darating na Miyerkules, Nobyembre 24, tatalakayin ng pinakabagong round table ng Driving into the Future kung ano ang maaaring hitsura ng hinaharap ng produksyon ng baterya sa Canada. Optimista ka man-talagang naniniwala ka na magiging electric ang lahat ng sasakyan pagsapit ng 2035-o sa tingin mo ay hindi natin maaabot ang ambisyosong layuning iyon, ang mga sasakyang pinapagana ng baterya ay isang mahalagang bahagi ng ating hinaharap. Kung gusto ng Canada na maging bahagi ng electric revolution na ito, kailangan nating humanap ng paraan para maging nangungunang manufacturer ng mga automotive power system sa hinaharap. Upang makita kung ano ang hitsura ng hinaharap, panoorin ang pinakabagong roundtable sa paggawa ng baterya para sa amin sa Canada ngayong Miyerkules ng 11:00 am Eastern Time.
Kalimutan ang tungkol sa mga solid-state na baterya. Ang parehong napupunta para sa lahat ng hype tungkol sa silicon anodes. Kahit na ang ipinagmamalaki na aluminum-air na baterya na hindi ma-charge sa bahay ay hindi mayayanig ang mundo ng mga de-kuryenteng sasakyan.
Ano ang isang structural na baterya? Well, ito ay isang magandang tanong. Buti na lang sa akin, sino ba naman ang ayaw magpanggap na baka wala akong engineering expertise, simple lang ang sagot. Ang mga kasalukuyang electric car ay pinapagana ng mga bateryang naka-install sa kotse. Oh, nakahanap kami ng bagong paraan upang itago ang kanilang kalidad, na kung saan ay ang pagbuo ng lahat ng mga bateryang lithium-ion na ito sa sahig ng chassis, na lumilikha ng isang "skateboard" na platform na ngayon ay kasingkahulugan ng disenyo ng EV. Pero hiwalay pa rin sila sa sasakyan. Isang add-on, kung gugustuhin mo.
Binabagsak ng mga istrukturang baterya ang paradigm na ito sa pamamagitan ng paggawa ng buong chassis na gawa sa mga cell ng baterya. Sa isang tila panaginip na hinaharap, hindi lamang ang palapag na nagdadala ng kargamento ang magiging-sa halip na naglalaman ng mga baterya, ngunit ang ilang bahagi ng katawan-A-pillars, bubong, at maging, tulad ng ipinakita ng isang institusyong pananaliksik, posible , Ang air filter pressurized room-hindi lamang nilagyan ng mga baterya, ngunit aktwal na binubuo ng mga baterya. Sa mga salita ng mahusay na Marshall McLuhan, ang isang kotse ay isang baterya.
Buweno, bagaman ang mga modernong lithium-ion na baterya ay mukhang high-tech, mabigat ang mga ito. Ang density ng enerhiya ng lithium ion ay mas mababa kaysa sa gasolina, kaya upang makamit ang parehong hanay ng mga fossil fuel na sasakyan, ang mga baterya sa modernong EV ay napakalaki. Napakalaki.
Higit sa lahat, mabigat ang mga ito. Gaya ng mabigat sa "wide load". Ang pangunahing formula na kasalukuyang ginagamit upang kalkulahin ang density ng enerhiya ng isang baterya ay ang bawat kilo ng lithium ion ay maaaring makabuo ng humigit-kumulang 250 watt-hours ng kuryente. O sa mundo ng abbreviation, mas gusto ng mga inhinyero, 250 Wh/kg.
Gumawa ng kaunting matematika, ang 100 kWh na baterya ay parang Tesla na nakasaksak sa Model S na baterya, ibig sabihin, saan ka man magpunta, magda-drag ka ng humigit-kumulang 400 kg ng baterya. Ito ang pinakamahusay at pinaka mahusay na application. Para sa aming mga karaniwang tao, maaaring mas tumpak na tantiyahin na ang isang 100 kWh na baterya ay tumitimbang ng humigit-kumulang 1,000 pounds. Tulad ng kalahating tonelada.
Ngayon isipin ang isang bagay tulad ng bagong Hummer SUT, na sinasabing may onboard power na hanggang 213 kWh. Kahit na ang pangkalahatan ay nakahanap ng ilang mga tagumpay sa kahusayan, ang nangungunang Hummer ay magda-drag pa rin ng halos isang toneladang baterya. Oo, ito ay magmaneho nang mas malayo, ngunit dahil sa lahat ng mga karagdagang bentahe na ito, ang pagtaas sa hanay ay hindi naaayon sa pagdodoble ng baterya. Siyempre, ang trak nito ay dapat magkaroon ng isang mas malakas na — ibig sabihin, hindi gaanong mahusay — na makina upang tumugma. Ang pagganap ng mas magaan, mas maikling mga alternatibong hanay. Gaya ng sasabihin sa iyo ng bawat automotive engineer (para sa bilis man o fuel economy), ang timbang ay ang kalaban.
Dito pumapasok ang structural na baterya. Sa pamamagitan ng paggawa ng mga kotse mula sa mga baterya sa halip na idagdag ang mga ito sa mga kasalukuyang istruktura, nawawala ang karamihan sa idinagdag na timbang. Sa isang tiyak na lawak—iyon ay, kapag ang lahat ng istrukturang bagay ay na-convert sa mga baterya—ang pagtaas ng hanay ng pag-cruising ng kotse ay humahantong sa halos walang pagbaba ng timbang.
Gaya ng inaasahan mo-dahil alam kong nakaupo ka doon na nag-iisip na "Napakagandang ideya!"-may mga hadlang sa matalinong solusyon na ito. Ang una ay upang makabisado ang kakayahang gumawa ng mga baterya mula sa mga materyales na maaaring magamit hindi lamang bilang mga anod at cathodes para sa anumang pangunahing baterya, kundi pati na rin bilang malakas na sapat-at napakagaan! -Isang istraktura na kayang suportahan ang dalawang toneladang sasakyan at ang mga pasahero nito, at inaasahan na ito ay magiging ligtas.
Hindi kataka-taka, ang dalawang pangunahing bahagi ng pinakamakapangyarihang structural na baterya hanggang ngayon ay ginawa ng Chalmers University of Technology at namuhunan ng KTH Royal Institute of Technology, ang dalawang pinakasikat na unibersidad sa engineering ng Sweden-ay ang carbon fiber at aluminum. Mahalaga, ang carbon fiber ay ginagamit bilang negatibong elektrod; ang positibong elektrod ay gumagamit ng lithium iron phosphate coated aluminum foil. Dahil ang carbon fiber ay nagsasagawa rin ng mga electron, hindi na kailangan ang mabigat na pilak at tanso. Ang cathode at anode ay pinananatiling hiwalay ng isang glass fiber matrix na naglalaman din ng electrolyte, kaya hindi lamang ito naghahatid ng mga lithium ions sa pagitan ng mga electrodes, ngunit namamahagi din ng structural load sa pagitan ng dalawa. Ang nominal na boltahe ng bawat naturang cell ng baterya ay 2.8 volts, at tulad ng lahat ng kasalukuyang electric vehicle na baterya, maaari itong pagsamahin upang makagawa ng 400V o kahit na 800V na karaniwan sa pang-araw-araw na mga de-koryenteng sasakyan.
Kahit na ito ay isang malinaw na paglukso, kahit na ang mga high-tech na cell na ito ay hindi pa handa para sa prime time. Ang kanilang density ng enerhiya ay maliit lamang na 25 watt-hours bawat kilo, at ang kanilang structural stiffness ay 25 gigapascals (GPa), na mas malakas lamang ng kaunti kaysa sa frame glass fiber. Gayunpaman, sa pagpopondo mula sa Swedish National Space Agency, ang pinakabagong bersyon ay gumagamit na ngayon ng mas maraming carbon fiber sa halip na mga aluminum foil electrodes, na sinasabi ng mga mananaliksik na may higpit at density ng enerhiya. Sa katunayan, ang mga pinakabagong carbon/carbon na baterya na ito ay inaasahang makagawa ng hanggang 75 watt-hours ng kuryente kada kilo at isang Young's modulus na 75 GPa. Ang density ng enerhiya na ito ay maaari pa ring mahuhuli sa mga tradisyonal na baterya ng lithium-ion, ngunit ang katigasan ng istruktura nito ay mas mahusay na ngayon kaysa sa aluminyo. Sa madaling salita, ang electric vehicle chassis diagonal na baterya na gawa sa mga bateryang ito ay maaaring kasing lakas ng baterya na gawa sa aluminum, ngunit ang timbang ay mababawasan nang malaki.
Ang unang paggamit ng mga high-tech na baterya na ito ay halos tiyak na consumer electronics. Sinabi ni Chalmers Propesor Leif Asp: "Sa ilang taon, ganap na posible na gumawa ng isang smartphone, laptop o de-kuryenteng bisikleta na kalahati lamang ng bigat ngayon at mas compact." Gayunpaman, tulad ng itinuro ng taong namamahala sa proyekto, "Kami Ito ay talagang limitado lamang ng aming imahinasyon dito."
Ang baterya ay hindi lamang ang batayan ng modernong mga de-koryenteng sasakyan, kundi pati na rin ang pinakamahina nitong link. Kahit na ang pinaka-optimistikong forecast ay makikita lamang ng dalawang beses ang kasalukuyang density ng enerhiya. Paano kung gusto nating makuha ang hindi kapani-paniwalang saklaw na ipinangako nating lahat — at tila may nangako bawat linggo ng 1,000 kilometro bawat singil? — Kailangan nating gumawa ng mas mahusay kaysa sa pagdaragdag ng mga baterya sa mga kotse: kakailanganin nating gumawa ng mga kotse mula sa mga baterya.
Sinasabi ng mga eksperto na ang pansamantalang pagkukumpuni ng ilang mga sirang ruta, kabilang ang Coquihalla highway, ay tatagal ng ilang buwan.
Ang Postmedia ay nakatuon sa pagpapanatili ng isang aktibo ngunit pribadong forum ng talakayan at hinihikayat ang lahat ng mga mambabasa na ibahagi ang kanilang mga pananaw sa aming mga artikulo. Maaaring tumagal nang hanggang isang oras bago lumabas ang mga komento sa website. Hinihiling namin sa iyo na panatilihing may kaugnayan at magalang ang iyong mga komento. Pinagana namin ang mga notification sa email-kung nakatanggap ka ng tugon sa komento, kung na-update ang thread ng komento na iyong sinusundan, o kung sinusundan mo ang komento ng isang user, makakatanggap ka na ngayon ng email. Pakibisita ang aming Mga Alituntunin ng Komunidad para sa higit pang impormasyon at mga detalye kung paano ayusin ang mga setting ng email.