رویکرد جدیدی به باتری خودروها در حال تغییر خودروهای الکتریکی است

شرکت‌های خودروسازی در حال طراحی راه‌هایی برای ساخت پیل‌های سوختی خودرو در قاب آن هستند که سواری برقی را ارزان‌تر، جادارتر و قادر به طی کردن مسافت 620 مایل کند.

وزن یک استیکی از بزرگترین بلاها برای طراحان و مهندسان خودرو.باتری‌ها بسیار سنگین و متراکم هستند و با توجه به اینکه موتور احتراق داخلی به سرعت برای آینده‌ای الکتریکی پیش می‌رود، این سوال که چگونه با جرم باتری اضافه شده خودروهای برقی کنار بیایید اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

اگر می‌خواهید یک EV با برد بهتر بسازید، استفاده از باتری بزرگ‌تر برای تامین این برد لزوما راه‌حل نیست.سپس باید اندازه ترمزها را افزایش دهید تا بتوانند ماشین سنگین تر را متوقف کنند و به دلیل ترمزهای بزرگتر، اکنون به چرخ های بزرگتر نیاز دارید و وزن همه آن موارد به ساختار قوی تری نیاز دارد.این همان چیزی است که طراحان خودرو به آن "مارپیچ وزن" می گویند و مشکل باتری ها این است که آنها از شما می خواهند که وزن مرده را فقط برای تامین انرژی وسیله نقلیه نگه دارید.

اما اگر می توانستی چه می شدادغام کردنباتری وارد ساختار خودرو می شود تا سلول ها بتوانند هدف دوگانه تامین انرژی خودرو و اسکلت آن را داشته باشند؟این دقیقاً همان چیزی است که تسلا و شرکت های چینی مانند BYD و CATL روی آن کار می کنند.طرح‌های ساختاری جدیدی که از این شرکت‌ها به دست می‌آیند نه تنها نحوه تولید خودروهای الکتریکی را تغییر می‌دهند، بلکه باعث افزایش برد خودروها و کاهش هزینه‌های ساخت می‌شوند.

به گفته Euan McTurk، مشاور الکتروشیمی‌دان باتری در Plug Life Consulting، از آنجایی که فناوری‌هایی مانند سلول به بسته، سلول به بدن و ساخت باتری سلول به شاسی اجازه می‌دهند باتری‌ها به طور موثرتری در داخل خودرو توزیع شوند، آنها ما را به یک باتری EV فرضی بسیار نزدیک تر می کند.«بسته باتری نهایی بسته ای است که 100 درصد از مواد فعال تشکیل شده باشد.به این معنا که،هربخشی از بسته باتری انرژی را ذخیره و آزاد می کند.

به طور سنتی، باتری‌های EV از ماژول‌های سلولی استفاده می‌کردند که سپس در بسته‌هایی به هم متصل می‌شوند.BYD پیشگام فناوری سلول به بسته بود که مرحله ماژول میانی را از بین می برد و سلول ها را مستقیماً در بسته قرار می دهد.به گفته ریچی فراست، بنیانگذار و مدیر عامل اسپرینت پاور، «ماژول‌های استاندارد ممکن است به خوبی در یک بسته قرار بگیرند، اما فضای زیادی را در بسته‌های دیگر به‌هدر می‌دهند.با حذف محدودیت های یک ماژول، تعدادسلول ها را می توان در هر محفظه ای به حداکثر رساند.

بنابراین سلول به بسته اجازه می دهد تا بلوک های سازنده ماژول از بسته باتری خارج شوند، به این معنی که حجم کمتری هدر می رود.BYD همچنین از باتری‌های LFP (لیتیوم آهن فسفات) دفاع کرده است که پایداری شیمیایی بهتری دارند و تولید ارزان‌تری دارند.یک مشکل این است که چگالی انرژی سلول‌های LFP در مقایسه با سلول‌های شیمیایی NCM (نیکل کبالت منگنز) که در خودروهای برقی مانند کونا الکتریک هیوندای، I-Pace جگوار و محدوده ID فولکس واگن استفاده می‌شوند، خوب نیست.با این حال، طراحی سلول به بسته شرکت را قادر می‌سازد تا سلول‌های بیشتری را در یک فضای معین قرار دهد و چگالی را به سطحی نزدیک‌تر به میزان قابل دستیابی با باتری‌های NCM افزایش دهد.

BYD مستقر در شنژن یکی از یکپارچه‌ترین تولیدکنندگان خودروهای برقی در جهان است - به این معنی که باتری‌ها، بسیاری از اجزای خودرو و خود خودروها را می‌سازد - اما در واقع به عنوان یک شرکت باتری‌سازی شروع به کار کرد.بزرگترین رقیب آن در فضای باتری چینی، شرکت Contemporary Amperex Technology است، شرکتی که در سال 2021 با 32.6 درصد سهم بازار، بزرگترین تولید کننده باتری EV در جهان بود.این تا حد زیادی به دلیل تسلط CATL بر بازار چین با 52 درصد سهم بود.

CATL در حال حاضر یک کارخانه در آلمان به همراه یک کارخانه باتری 5 میلیارد دلاری در حال ساخت در اندونزی دارد و قصد دارد سرمایه گذاری مشابهی در ایالات متحده انجام دهد.سرمایه گذاری های خود در استخراج لیتیوم و کبالت به محافظت از شرکت در برابر نوسانات قیمت کالا کمک می کند.اما یکی از عوامل کلیدی برای گسترش جهانی CATL، فناوری سلول به شاسی خواهد بود، که در آن باتری، شاسی و زیر بدنه یک خودروی برقی به صورت یکپارچه ادغام می شوند و به طور کامل نیاز به بسته باتری جداگانه در خودرو را از بین می برند.

توزیع مجدد حجم باتری ها همچنین فضایی را در طراحی خودرو برای فضای داخلی جادارتر آزاد می کند، زیرا طراحان دیگر نیازی به بالا بردن ارتفاع کف خودروهای الکتریکی برای نگهداری سلول های زیر آن در یک دال بزرگ ندارند.از آنجایی که سلول‌ها می‌توانند کل شاسی را تشکیل دهند، فارغ از این محدودیت‌های قبلی، تولیدکنندگان می‌توانند سلول‌های بیشتری را در هر EV فشرده کنند و در نتیجه برد را افزایش دهند.

CATL تخمین می زند که خودروهای تولیدی با این طرح به بردی معادل 1000 کیلومتر (621 مایل) در هر شارژ دست می یابند که 40 درصد بیشتر از فناوری باتری های معمولی است.