● Những điểm yếu của việc chuyển đổi năng lượng mới trong xe thương mại và sự đột phá về công nghệ của pin thể rắn-
Với tư cách là hãng vận chuyển cốt lõi của vận tải hậu cần, dịch vụ và vận chuyển hàng hóa đường chính, quy trình năng lượng mới của phương tiện thương mại ảnh hưởng trực tiếp đến việc hiện thực hóa mục tiêu "carbon kép". Tuy nhiên, những hạn chế kỹ thuật của pin lithium lỏng truyền thống từ lâu đã hạn chế chiều sâu và chiều rộng của quá trình chuyển đổi năng lượng mới trên xe thương mại.
1. Những điểm yếu cốt lõi của việc chuyển đổi năng lượng mới trên xe thương mại
So với ô tô du lịch, xe thương mại có những khác biệt cơ bản trong các tình huống sử dụng, yêu cầu về pin điện tập trung hơn vào tính "thực tế" và "kinh tế". Đối với các phương tiện thương mại có cự ly-trung bình và ngắn như phân phối trong đô thị và san, độ nhạy cảm về chi phí và sự thuận tiện khi tiếp nhiên liệu là những nhu cầu cốt lõi; trong khi đối với-xe tải hạng nặng đường dài, phương tiện hậu cần chuỗi cung ứng lạnh và các-phân ngành khác, phạm vi, độ tin cậy của vòng đời hiệu suất sạc trở thành ngưỡng không thể vượt qua.
Hiện tại, các phương tiện thương mại chạy bằng pin lithium{0}}ion lỏng thường phải đối mặt với ba vấn đề nan giải chính:
Thứ nhất, lo ngại về phạm vi hoạt động, nhu cầu duy nhất của xe tải hạng nặng chạy đường dài-hầu hết đều trên 300 km, trong khi mật độ năng lượng của pin lỏng hiện tại chủ yếu nằm trong khoảng 150-200Wh/, dẫn đến nhu cầu phương tiện phải chở một số lượng lớn pin, điều này không chỉ làm tăng chi phí mua hàng mà còn làm giảm hiệu quả vận chuyển hàng hóa;
Thứ hai, việc tiếp nhiên liệu không hiệu quả, thường mất vài giờ để sạc đầy một chiếc xe thương mại tại một trạm sạc truyền thống, kém thuận tiện hơn nhiều so với việc tiếp nhiên liệu cho một chiếc xe chạy bằng nhiên liệu, điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động;
Thứ ba, rủi ro về an toàn, xe thương mại phải chịu tải trọng cao-trong thời gian dài, tần suất sạc và xả cao và nguy cơ chất lỏng thoát nhiệt luôn tồn tại, đặc biệt là trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao và lạnh, tỷ lệ xảy ra tai nạn an toàn vẫn cao.
Ngoài ra, tổng chi phí sở hữu (TC) cao do xuống cấp pin cũng khiến nhiều công ty logistics ngần ngại mua xe thương mại sử dụng năng lượng mới.
2. Ưu điểm của công nghệ pin trạng thái rắn-phù hợp chính xác với nhu cầu của xe thương mại
Pin trạng thái rắn-thay thế chất điện phân lỏng truyền thống bằng chất rắn, đạt được bước nhảy vọt về chất lượng về hiệu suất cốt lõi và đặc tính kỹ thuật của chúng tương thích cao với nhu cầu sử dụng của xe thương mại.
Sự cải thiện mang tính đột phá về mật độ năng lượng là cốt lõi của pin thể rắn. Mô-đun pin toàn trạng thái Rhino S do Chery trưng bày có mật độ năng lượng lên tới 600 Wh/kg, giới hạn lý thuyết của pin lithium và vượt xa mức pin lỏng hiện nay.
Đối với xe thương mại, mật độ năng lượng cao có nghĩa là có thể đạt được phạm vi hoạt động xa hơn với cùng một loại pin hoặc có thể giảm tải pin theo cùng yêu cầu về phạm vi hoạt động. Lấy xe tải hạng nặng chạy đường dài-làm ví dụ, sử dụng toàn bộ pin thể rắn 500 Wh/kg, phương tiện này có thể mang theo hơn 1000 kWh điện với phạm vi hoạt động có thể dễ dàng vượt quá 1500 km, giải quyết hoàn toàn nỗi lo khi vận chuyển đường dài-.
Tối ưu hóa hiệu quả tiếp nhiên liệu năng lượng trực tiếp giải quyết các điểm yếu trong hoạt động vận hành xe thương mại.
Pin toàn-rắn{1}} của Chery đạt được chỉ số hiệu suất là "6 phút sạc, phạm vi hoạt động 1000 km" có nghĩa là việc tiếp nhiên liệu cho xe thương mại sẽ đạt đến mức thuận tiện cho việc nạp nhiên liệu cho các phương tiện-chạy bằng nhiên liệu. Đối với-xe tải hạng nặng đường dài di chuyển 300-500 km mỗi ngày, việc tiếp nhiên liệu trong thời gian ngắn-có thể đáp ứng hoạt động cả ngày, giảm thời gian ngừng hoạt động một cách hiệu quả và nâng cao hiệu quả hoạt động. Bố cục bằng sáng chế của BYD trong lĩnh vực pin thể rắn bao gồm một số thành tựu về công nghệ sạc nhanh. Nếu mục tiêu "ngang bằng giá chất lỏng rắn" có thể đạt được, nó sẽ khuếch đại hơn nữa lợi ích kinh tế do cải thiện hiệu quả tiếp nhiên liệu mang lại.
Bản chất của việc cải thiện hiệu suất an toàn là cung cấp sự bảo vệ cho hoạt động của phương tiện thương mại.
Pin{0}}thể rắn có chất điện phân rắn không có nguy cơ rò rỉ và có độ ổn định nhiệt đáng kể so với chất điện phân lỏng, giải quyết cơ bản vấn đề thoát nhiệt. Xe thương mại luôn ở trong môi trường hoạt động khắc nghiệt với tải trọng cao, rung lắc mạnh và nhiệt độ khắc nghiệt trong một thời gian. Tính an toàn vốn có của pin-thể rắn có thể giảm đáng kể tỷ lệ xảy ra tai nạn an toàn, đặc biệt đối với các hoạt động-cường độ cao trong các tình huống khép kín như cảng và khu vực khai thác mỏ. Trong đó, lợi thế của pin trạng thái rắn-trong vòng đời có thể giảm tốc độ hao mòn pin một cách hiệu quả, từ đó tối ưu hóa chi phí của xe thương mại trong suốt vòng đời của chúng
● Những thách thức đối với pin trạng thái rắn-trong ngành công nghiệp xe thương mại
Bất chấp những cơ hội đáng kể mà nó mang lại, ngành công nghiệp ô tô vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức trong việc triển khai pin thể rắn.
Nút thắt chi phí vẫn là trở ngại lớn nhất.
Hiện tại, giá của tất cả các loại pin--trạng thái cao hơn khoảng 8 lần so với pin trạng thái-lỏng. Vì công suất năng lượng của một gói dành cho xe thương mại thường trên 300k nên chi phí mua xe sẽ tăng đáng kể nếu tất cả chúng đều được trang bị pin thể rắn, vượt quá phạm vi chấp nhận của thị trường. Ngoài ra, quy trình sản xuất pin thể rắn phức tạp hơn và đòi hỏi tiêu chuẩn cao hơn về thiết bị và vật liệu, càng đẩy chi phí sản xuất lên cao.
Về mặt kỹ thuật, vẫn còn những vấn đề cần giải quyết khẩn cấp.
Đầu tiên là vấn đề về độ ổn định của giao diện. Sự tiếp xúc kém giữa chất điện phân rắn và vật liệu cực âm/cực dương có thể dễ dàng dẫn đến hao hụt công suất và tuổi thọ pin bị rút ngắn, không đáp ứng được nhu cầu vận hành tải trọng-cao-trong thời gian dài của các phương tiện thương mại. Thứ hai, độ dẫn ion không đủ. Ion của chất điện phân rắn oxit và sunfua chính thống vẫn thấp hơn so với chất điện phân lỏng, điều này hạn chế tốc độ sạc và công suất đầu ra. Thứ ba, đó là vấn đề mở rộng và co lại khối lượng. Sự thay đổi thể tích của vật liệu điện cực trong quá trình sạc và xả có thể khiến vỏ pin bị nứt. Trong môi trường vận hành mà các phương tiện thương mại liên tục rung chuyển thì vấn đề này sẽ càng nổi bật hơn.
Việc thiếu sức mạnh tổng hợp sinh thái cũng cản trở quá trình thực hiện.
Hiện tại, thiếu hệ thống tiêu chuẩn thống nhất trong lĩnh vực pin thể rắn{0}}cho xe thương mại. Kích thước của bộ pin và giao thức liên lạc BMS khá khác nhau, dẫn đến sản phẩm của các doanh nghiệp khác nhau không tương thích và khó quảng bá. Đồng thời, hệ thống tái chế pin thể rắn-chưa được thiết lập, việc xử lý và tái sử dụng pin thải trở thành những vấn đề tiềm ẩn
Ngoài ra, việc nâng cấp các cơ sở-cung cấp năng lượng còn tụt hậu so với sự phát triển của công nghệ pin. Chi phí xây dựng các trạm sạc siêu nhanh-cao và nhỏ nên khó có thể đáp ứng nhu cầu của ứng dụng-quy mô lớn.
Đối với ngành công nghiệp xe thương mại, pin thể rắn-không chỉ thể hiện một cuộc cách mạng công nghệ mà còn là cơ hội lịch sử để tái cơ cấu ngành công nghiệp. Lợi thế công nghệ của nó, như mật độ năng lượng cao, hiệu quả sạc nhanh và độ an toàn cao, sẽ giải quyết chính xác những điểm yếu cốt lõi của việc chuyển đổi năng lượng mới trên xe thương mại, thúc đẩy ngành từ "chính sách-định hướng sang "thị trường-định hướng".
Mặc dù hiện phải đối mặt với nhiều thách thức như chi phí, công nghệ và hệ sinh thái, việc-triển khai pin thể rắn-trên quy mô lớn trong lĩnh vực xe thương mại đã là xu hướng với sự lặp lại liên tục của công nghệ, sự trưởng thành liên tục của chuỗi công nghiệp và sự hỗ trợ mạnh mẽ của các chính sách. Dự kiến đến năm 230, pin trạng thái rắn-sẽ thống trị thị trường năng lượng mới dành cho xe thương mại, thúc đẩy việc thay thế điện khí hóa trong tất cả các kịch bản như giao thông đường bộ và dịch vụ đô thị cũng như hỗ trợ cốt lõi để hiện thực hóa mục tiêu "carbon kép".
