Faedah pertukaran bateri untuk kenderaan elektrik

Keperluan untuk mengecas bateri EV boleh menangguhkan pembeli berpotensi. Pertukaran bateri boleh membantu mengatasi masalah, dengan bantuan Piawaian Antarabangsa.

Pertukaran bateri telah menjadi perkara biasa walaupun untuk e-skuter.

Penggunaan meluas kenderaan elektrik di seluruh dunia adalah salah satu cara untuk mencapai sasaran pelepasan 2030 dan 2050. Agensi Tenaga Boleh Diperbaharui Antarabangsa (IRENA) telah mendorong mesej itu secara konsisten, seperti yang dijelaskan oleh Jaidev Dhavle, Pegawai Program Bersekutu di IRENA baru-baru ini.e-teknologitemuduga. Salah satu pendekatan kami, katanya, " ialah menumpukan pada sektor "penggunaan-penghujung" penting yang boleh mendapat manfaat daripada model yang lebih hijau. Di Pusat Inovasi dan Teknologi di Bonn yang saya sertai, terdapat lima kawasan-penggunaan akhir yang menjadi minat utama termasuk menggalakkan penggunaan kenderaan elektrik dan penyelesaian storan tenaga."

Angka berada di landasan yang betul tetapi…

Walaupun penggunaan EV telah melonjak sejak sepuluh tahun yang lalu, ramai yang meragui bahawa pasaran akan dapat berkembang cukup untuk membantu mencapai sasaran pelepasan sifar bersih menjelang 2050. Menurut Agensi Tenaga Antarabangsa (IEA), pengangkutan jalan raya menyumbang kepada satu perenam daripada pelepasan global. Ia memberi amaran bahawa untuk mencapai senario sifar bersih, "jualan kereta elektrik mesti mencapai sekitar 65% daripada jumlah jualan kereta pada tahun 2030."

Walaupun pertumbuhan berada di landasan yang betul pada tahun 2023, usaha berterusan perlu dilakukan untuk terus berada di landasan, termasuk penggunaan infrastruktur pengecasan yang lebih besar, yang tidak memenuhi keperluan buat masa ini. "Bilangan titik pengecasan awam semakin meningkat tetapi penggunaan mesti dipercepatkan," nasihat organisasi itu.

Jangkauan dan mengecas kebimbangan dipersalahkan

Temu bual mana-mana bilangan pemilik kereta yang masih belum membeli EV dan mereka akan menyalahkan kekurangan mata pengecasan atas keraguan mereka. Kebimbangan julat, seperti yang sering dipanggil, merujuk kepada sejauh mana EV boleh bergerak tanpa kehabisan kuasa bateri. Tetapi satu lagi jenis ketakutan, dipanggil kebimbangan mengecas, yang memfokuskan pada kebolehpercayaan mata pengecasan, juga semakin meluas. Menurut pembekal kuasa UK National Grid, kebimbangan akan beratur panjang semasa waktu pengecasan puncak, peralatan yang rosak atau rosak, perisian atau perkakasan yang tidak boleh dipercayai, menyebabkan pembeli berpotensi.

Infrastruktur pengecasan melibatkan elektronik kompleks yang diseragamkan oleh IEC. Beberapa piawaian telah diterbitkan untuk memudahkan e-pengecasan merentas negara, termasuk siri piawaian IEC 62196, yang merangkumi keperluan mekanikal, elektrik dan prestasi untuk palam, soket-alur keluar, penyambung kenderaan dan salur masuk kenderaan untuk sambungan antara peralatan bekalan EV dan kenderaan elektrik. Siri IEC 61851 menentukan infrastruktur pengecasan arus terus dan arus ulang alik, manakala IEC 63110 menetapkan protokol pengurusan untuk infrastruktur pengecasan dan nyahcas EV.

Apabila melibatkan penyepaduan EV dalam rangkaian elektrik, TC 57 baru-baru ini telah menerbitkan beberapa piawaian yang membantu EV berfungsi sebagai pembekal tenaga kepada grid. (Untuk mengetahui lebih lanjut, baca wawancara dengan Frances Cleveland dalame-teknologi.)

IEC malah sedang menyediakan asas untuk teknologi masa depan, yang belum meluas. Ia telah menerbitkan beberapa piawaian untuk pemindahan kuasa tanpa wayar (WPT) – bermakna EV boleh mengecas baterinya dengan meletakkan pada pad induktif di atas tanah, tanpa sebarang palam atau kabel. Sistem WPT induktif menggunakan gandingan medan magnet antara gegelung pengalir yang tertanam di jalan raya dan kenderaan. Sistem WPT dinamik - yang membolehkan kereta mengecas semasa dalam perjalanan, semasa bergerak - juga merupakan kawasan yang menjanjikan, dan IEC telah pun menerbitkan spesifikasi tersedia secara umum (PAS) yang berkaitan dengan teknologi.

Pasaran yang berkembang pesat yang bergantung pada piawaian antarabangsa

Terdapat satu lagi penyelesaian yang melakukan banyak perkara untuk mengurangkan kebimbangan pembeli EV dan yang menghilangkan elemen pengecasan daripada persamaan: pertukaran bateri. Ia melibatkan menggantikan bateri EV yang telah habis dengan yang dicas penuh di stesen pertukaran khusus. Prospek komersial untuk pertukaran bateri sangat optimistik. Menurut laporan oleh BCC Research ini, pasaran dijangka mempunyai kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 25.5% dari 2024 hingga 2029, melonjak daripada USD 894.2 juta pada 2024 kepada USD 2.8 bilion menjelang akhir 2029.

Forbes menyebut beberapa pemain telah meletakkan diri mereka dalam pasaran: Pengilang EV China NIO, gergasi bateri CATL dan Ample yang berpangkalan di San Francisco-menawarkan perkhidmatan pertukaran bateri-di Eropah, China dan Amerika Syarikat. IEC telah membuka jalan untuk pertukaran bateri dengan menerbitkan IEC TS 62840-1, yang memberikan gambaran keseluruhan umum untuk sistem swap bateri dalam EV, dan IEC TS 62840- 2, yang menentukan keperluan keselamatan untuk sistem swap bateri dalam EV. Spesifikasi IEC 62840-3, menetapkan keperluan kebolehoperasian untuk sistem swap bateri yang beroperasi dengan sistem bateri boleh tanggal.

Kebaikan dan keburukan pertukaran bateri

Antara kelebihan penukaran bateri ialah, pertama, peningkatan masa: walaupun dengan pilihan pengecasan pantas, pemilik kereta perlu menumpukan sekurang-kurangnya 30 minit untuk mengecas kereta - walaupun pengeluar EV China mendakwa salah satu EVnya mampu mengecas dalam masa 5 minit. Faedah lain termasuk, mungkin sedikit balas secara intuitif, kos: pembeli boleh membeli EV tanpa bateri, menjadikannya lebih murah untuk memperoleh pendahuluan.

Industri pertukaran bateri juga mampu mengekalkan bateri dengan berkesan, memanjangkan jangka hayatnya yang merupakan kelebihan dalam pendekatan ekonomi bulat. Stesen pertukaran bateri mengambil lebih sedikit ruang daripada stesen pengecas EV yang merupakan faedah di kawasan berpenduduk padat seperti bandar. Dan dari sudut utiliti, syarikat menukar bateri boleh mengecas semula bateri pada saat penggunaan elektrik yang sangat rendah, atau padam-puncak, dengan itu mengurangkan tekanan pada grid elektrik.

Sebaliknya, bateri yang dicadangkan oleh syarikat penukaran bateri mempunyai harga yang, dalam jangka panjang, boleh bermakna penukaran bateri kurang menguntungkan pengguna berbanding memperoleh EV dengan bateri. Pilihan untuk pengguna semasa adalah sama ada untuk memperoleh bateri melalui perkhidmatan langganan tahunan atau pada sistem bayar-setiap-penggunaan. Seperti dengan pengecasan EV, kekurangan infrastruktur masih menjadi cabaran dan banyak lagi stesen pertukaran bateri perlu dibina untuk pengguna menerima pakai sepenuhnya penyelesaian itu. Kebanyakan stesen sedia ada menawarkan manual dan bukannya pertukaran automatik, yang boleh menyebabkan sesetengah pengguna tidak bekerja. Kebimbangan keselamatan juga wujud: jika pertukaran bateri tidak dilaksanakan dengan betul, litar pintas mungkin berlaku, menyebabkan kebakaran.

Di situlah Piawaian IEC masuk: dengan menyatakan keselamatan untuk keperluan bateri untuk sistem swap bateri, IEC 62840-2 membantu mengatasi beberapa halangan untuk sistem menjadi lebih meluas. IECEE (IEC System of Conformity Assessment Schemes for Electrotechnical Equipment and Components) ialah salah satu daripada empat sistem penilaian pematuhan yang ditadbir oleh IEC. Ia menjalankan skim yang menguji keselamatan, prestasi, kebolehoperasian komponen, kecekapan tenaga, keserasian elektromagnet dan bahan berbahaya bagi bateri.

Seperti sistem pengecasan palam dan kabel dan dengan pengecasan pemindahan wayarles, Piawaian IEC dan Sistem Penilaian Pematuhan membuka jalan untuk infrastruktur EV esok.