แนวทางใหม่สำหรับแบตเตอรี่รถยนต์กำลังจะเปลี่ยนโฉมรถยนต์ไฟฟ้า

บริษัทรถยนต์กำลังออกแบบวิธีสร้างเซลล์เชื้อเพลิงในโครงรถ ทำให้รถไฟฟ้ามีราคาถูกลง กว้างขวางขึ้น และวิ่งได้ไกลถึง 620 ไมล์

น้ำหนักเป็นหนึ่งจากสิ่งเลวร้ายที่สุดสำหรับนักออกแบบและวิศวกรรถยนต์แบตเตอรี่มีน้ำหนักมากและหนาแน่นมาก และเมื่อเครื่องยนต์สันดาปภายในถูกดึงเข้ามาอย่างรวดเร็วเพื่ออนาคตของไฟฟ้า คำถามเกี่ยวกับวิธีจัดการกับมวลแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นของ EV จึงมีความสำคัญมากขึ้น

หากคุณต้องการสร้าง EV ที่มีระยะทางที่ดีขึ้น การใส่แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อให้ได้ระยะทางนั้นไม่จำเป็นว่าจะเป็นทางออกจากนั้นคุณจะต้องเพิ่มขนาดของเบรกเพื่อให้สามารถหยุดรถที่หนักกว่าได้ และเนื่องจากเบรกที่ใหญ่ขึ้น คุณจึงต้องมีล้อที่ใหญ่ขึ้น และน้ำหนักของสิ่งของเหล่านั้นทั้งหมดก็ต้องการโครงสร้างที่แข็งแรงขึ้นนี่คือสิ่งที่นักออกแบบรถยนต์เรียกว่า "เกลียวถ่วงน้ำหนัก" และปัญหาเกี่ยวกับแบตเตอรี่คือพวกเขาต้องการให้คุณดึงน้ำหนักที่ตายแล้วออกเพื่อให้พลังงานแก่รถ

แต่ถ้าคุณทำได้รวมแบตเตอรี่เข้าไปในโครงสร้างของรถเพื่อให้เซลล์สามารถทำหน้าที่สองอย่างในการจ่ายพลังงานให้กับรถและทำหน้าที่เป็นโครงกระดูกของมัน?นั่นคือสิ่งที่เทสลาและบริษัทจีน เช่น BYD และ CATL กำลังดำเนินการอยู่การออกแบบโครงสร้างใหม่ที่ออกมาจากบริษัทเหล่านี้ไม่เพียงเปลี่ยนวิธีการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเพิ่มช่วงของยานพาหนะในขณะที่ลดต้นทุนการผลิตอีกด้วย

จากข้อมูลของ Euan McTurk นักเคมีไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่ปรึกษาของ Plug Life Consulting เนื่องจากเทคโนโลยีต่างๆ เช่น โครงสร้างแบตเตอรี่แบบเซลล์ต่อแพ็ค เซลล์ต่อตัวถัง และโครงสร้างแบตเตอรี่แบบเซลล์ต่อแชสซี ช่วยให้กระจายแบตเตอรี่ภายในรถได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น พวกเขา ทำให้เราเข้าใกล้แบตเตอรี่ EV ที่สมบูรณ์แบบสมมุติมากขึ้น“ชุดแบตเตอรี่ที่ดีที่สุดคือชุดที่ประกอบด้วยวัสดุที่ใช้งาน 100 เปอร์เซ็นต์นั่นคือ,ทั้งหมดส่วนหนึ่งของชุดแบตเตอรี่จัดเก็บและปล่อยพลังงานออกมา” เขากล่าว

ตามเนื้อผ้า แบตเตอรี่ EV จะใช้โมดูลเซลล์ที่เชื่อมต่อกันเป็นแพ็คBYD เป็นผู้บุกเบิกเทคโนโลยีจากเซลล์ต่อแพ็ค ซึ่งไม่ต้องผ่านขั้นตอนของโมดูลระดับกลางและวางเซลล์ลงในแพ็คโดยตรงRichie Frost ผู้ก่อตั้งและ CEO ของ Sprint Power กล่าวว่า "โมดูลมาตรฐานอาจเข้ากันได้ดีภายในหนึ่งแพ็ค แต่ปล่อยให้พื้นที่ 'เสียเปล่า' เหลือพื้นที่ขนาดใหญ่ในอีกแพ็คหนึ่งโดยการลบข้อจำกัดของโมดูล จำนวนของสามารถขยายเซลล์ให้ใหญ่สุดได้ภายในตู้ใดๆ”

ดังนั้นการบรรจุเซลล์ต่อแพ็คจึงช่วยให้โมดูลการสร้างโมดูลถูกละทิ้งจากชุดแบตเตอรี่ ซึ่งหมายถึงปริมาณที่สูญเปล่าน้อยลงบีวายดียังได้สนับสนุนแบตเตอรี่ LFP (ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต) ซึ่งมีความเสถียรทางเคมีที่ดีกว่าและมีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่าปัญหาหนึ่งคือความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์ LFP นั้นไม่ดีนักเมื่อเทียบกับเซลล์เคมี NCM (นิกเกิลโคบอลต์แมงกานีส) ที่ใช้ใน EV เช่น Kona Electric ของ Hyundai, I-Pace ของ Jaguar และช่วง ID ของ Volkswagenอย่างไรก็ตาม การออกแบบเซลล์ต่อแพ็คช่วยให้บริษัทสามารถบรรจุเซลล์ได้มากขึ้นในพื้นที่ที่กำหนด และเพิ่มความหนาแน่นให้อยู่ในระดับใกล้เคียงกับที่ทำได้ด้วยแบตเตอรี่ NCM

BYD ซึ่งตั้งอยู่ในเซินเจิ้นเป็นหนึ่งในผู้ผลิต EV ที่บูรณาการในแนวดิ่งมากที่สุดในโลก ซึ่งหมายความว่าบริษัทเป็นผู้ผลิตแบตเตอรี่ ส่วนประกอบต่างๆ ของรถยนต์ และตัวรถยนต์เอง แต่จริงๆ แล้วเริ่มต้นจากการเป็นบริษัทแบตเตอรี่คู่แข่งรายใหญ่ที่สุดในตลาดแบตเตอรี่ของจีนคือ Contemporary Amperex Technology ซึ่งเป็นบริษัทที่ในปี 2564 เป็นผู้ผลิตแบตเตอรี่ EV รายใหญ่ที่สุดของโลก โดยมีส่วนแบ่งตลาด 32.6 เปอร์เซ็นต์สาเหตุหลักมาจากการที่ CATL ครองตลาดจีนด้วยส่วนแบ่ง 52 เปอร์เซ็นต์

CATL มีโรงงานในเยอรมนีอยู่แล้ว พร้อมกับโรงงานแบตเตอรี่มูลค่า 5 พันล้านดอลลาร์ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างในอินโดนีเซีย และมีแผนสำหรับการลงทุนที่คล้ายกันในสหรัฐอเมริกาการลงทุนของบริษัทเองในการขุดทั้งลิเธียมและโคบอลต์ช่วยปกป้องบริษัทจากความผันผวนของราคาสินค้าโภคภัณฑ์แต่หนึ่งในปัจจัยสำคัญสำหรับการขยายตัวทั่วโลกของ CATL คือเทคโนโลยีเซลล์ต่อแชสซี ซึ่งแบตเตอรี่ แชสซี และส่วนล่างของ EV ถูกรวมเป็นหนึ่งเดียว ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ชุดแบตเตอรี่แยกต่างหากในรถยนต์

การกระจายแบตเตอรี่จำนวนมากยังช่วยเพิ่มพื้นที่ว่างในการออกแบบรถยนต์สำหรับการตกแต่งภายในที่กว้างขวางขึ้น เนื่องจากนักออกแบบจะไม่จำเป็นต้องยกความสูงจากพื้นของ EV อีกต่อไปเพื่อเก็บเซลล์ไว้ข้างใต้ในแผ่นคอนกรีตขนาดใหญ่ปราศจากข้อจำกัดก่อนหน้านี้ เนื่องจากเซลล์สามารถสร้างแชสซีได้ทั้งหมด ผู้ผลิตจะสามารถบีบเซลล์ได้มากขึ้นในแต่ละ EV ซึ่งจะเป็นการเพิ่มช่วง

CATL ประมาณการว่ารถยนต์ที่ผลิตด้วยการออกแบบนี้จะวิ่งได้ระยะทาง 1,000 กิโลเมตร (621 ไมล์) ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง ซึ่งเพิ่มขึ้น 40 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ทั่วไป