السيارات الكهربائية - الحاجة للبطارية
منذ زمن سحيق ، كان الإنسان يخترع آلات أحدث لتحسين مستوى المعيشة لديه ولزيادة إنتاجيته في المصانع. وُلدت السيارات الكهربائية في منتصف القرن التاسع عشر وتم تطوير السيارات الكهربائية الحديثة / المركبات الكهربائية الهجينة في نهاية القرن العشرين. اعتبرت هذه المركبات الكهربائية أكثر راحة وأسهل في التشغيل مقارنة بمركبات محرك ICE. ولكن الآن خلق هذا الأخير مشكلة بيئية. في سعينا اليوم لحماية بيئتنا والحصول على المزيد من الطرق لاستخدام مصادر الطاقة المستدامة والمتجددة ، فإن صناعة السيارات لها الدور الأكثر أهمية الذي يجب أن تؤديه.
هذه الصناعة هي الأكثر تلويثًا من حيث انبعاثات العادم من منتجاتها. تلعب صناعات البطاريات أيضًا دورًا مهمًا. يتم استخدام المزيد والمزيد من البطاريات لتطبيقات مثل السيارات الكهربائية (السيارات الكهربائية) ، ومصادر الطاقة المتجددة (RES) مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. يساعد الدفع الكهربائي عبر البطاريات في تقليل مستوى التلوث في الغلاف الجوي بالإضافة إلى تكاليف التشغيل. علاوة على ذلك ، فإنه يقلل أيضًا من الاعتماد على النفط الخام. الدفع الكهربائي للمركبات هو الموضوع الأكثر شيوعًا اليوم.
جميع مصنعي السيارات لديهم تصميمهم الخاص للمركبات الكهربائية وبطاريات المركبات الكهربائية (EVB). على الرغم من أن بطارية الرصاص الحمضية كانت الأكثر استخدامًا من EVB حتى الآونة الأخيرة ، فقد أخذت بطارية Li-ion الآن الدور الرائد. ولكن بالنظر إلى التكلفة الأولية وجوانب السلامة ، لا يمكن فك بطارية الرصاص الحمضية تمامًا حتى تنخفض تكلفة حزمة بطارية المركبات الكهربائية Li-ion إلى مستوى معقول ويتم تحسين جوانب السلامة بشكل أكبر.
جميع مصنعي السيارات لديهم تصميمهم الخاص للمركبات الكهربائية وبطاريات المركبات الكهربائية (EVB). على الرغم من أن بطارية الرصاص الحمضية كانت الأكثر استخدامًا من EVB حتى الآونة الأخيرة ، فقد أخذت بطارية Li-ion الآن الدور الرائد. ولكن بالنظر إلى التكلفة الأولية وجوانب السلامة ، لا يمكن فك بطارية الرصاص الحمضية تمامًا حتى تنخفض تكلفة حزمة بطارية المركبات الكهربائية Li-ion إلى مستوى معقول ويتم تحسين جوانب السلامة بشكل أكبر.
في حوالي عام 2010 ، كان عدد المركبات الكهربائية على الطرق أقل بكثير من 20000 في العالم. ومع ذلك ، في عام 2019 ، ارتفع العدد بأكثر من 400 مرة وكان يقترب من سبعة ملايين.
ما يقرب من 80٪ من مشاكل جودة الهواء تتعلق بانبعاثات السيارات. في البلدان الصناعية في الغرب واليابان ، ثبت أن ثلثي ثاني أكسيد الكربون وثلث أكاسيد النيتروجين وما يقرب من نصف الهيدروكربونات كانت بسبب الانبعاثات المذكورة أعلاه. عندما كان هذا هو الحال مع الدول الصناعية ، لم يكن أفضل في البلدان النامية حيث لم يتم تطبيق الضوابط البيئية بصرامة.
ساهمت مركبات ICE غير الفعالة بشكل كبير في تلوث الهواء على الرغم من كثافة حركة المرور كانت ضعيفة. بصرف النظر عن الأسباب المذكورة أعلاه ، تنتج انبعاثات المركبات كميات كبيرة من “غازات الاحتباس الحراري” (GHG) ، أي ثاني أكسيد الكربون. في المتوسط ، ستنتج السيارة ما يقرب من أربعة أضعاف وزنها من ثاني أكسيد الكربون. انبعاثات المركبات مسؤولة عن 20 و 24 و 26 في المائة من جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في المملكة المتحدة والولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا ، على التوالي. كل هذه الأسباب وأزمات النفط في الستينيات والسبعينيات و 1973 و 1979 كانت الأسباب الحقيقية وراء تطوير المركبات الكهربائية وبطاريات السيارات الكهربائية المناسبة.
السيارات الكهربائية - انبعاثات معدومة
تستخدم السيارة الكهربائية محركًا كهربائيًا واحدًا أو أكثر تعمل بالبطاريات وحدها لأغراض الجر (المركبات الكهربائية النقية) بدون محرك احتراق داخلي (ICE) على الإطلاق. ومن ثم لا توجد انبعاثات من أنبوب العادم ومعروفة باسم أو مركبة عديمة الانبعاثات (ZEEV). تحتوي المركبات الكهربائية الهجينة (HEV) على مصدرين للطاقة ، أحدهما يحتوي على نسبة عالية من الطاقة (الوقود الأحفوري) والآخر عبارة عن بطارية ذات معدل تفريغ عالي.
يعد موضوع السيارات الكهربائية ومتغيراتها موضوعًا واسعًا ويجب التعامل معه بالتفصيل بشكل منفصل. يكفي هنا معرفة التعريف المختصر للمركبات الكهربائية و HEV.
مكونات المركبات الكهربائية النقية
I. تخزين الطاقة الكهربائية (البطارية)
ثانيًا. وحدة التحكم الإلكترونية (ECM)
ثالثا. نظام إدارة البطارية (BMS)
رابعا. قطار الدفع الكهربائي
تحتوي كل سيارة كهربائية على مؤشر نطاق ، ويتم عرض النطاق بشكل بارز على لوحة القيادة. في بعض السيارات الكهربائية ، تبدأ الأضواء في الوميض عند ترك مسافة 25 كم تقريبًا.
مكونات المركبات الكهربائية الهجينة التقليدية
I. تخزين الطاقة الكهربائية (البطارية)
ثانيًا. تخزين الطاقة الكيميائية (خزان الوقود)
ثالثا. قطار الدفع الكهربائي
رابعا. قطار محرك الاحتراق
مقدمة عن بطاريات السيارات الكهربائية
الخصائص المطلوبة لبطارية المركبة الكهربائية
هناك العديد من الخصائص المطلوبة لبطارية المركبات الكهربائية ، ولكن ما يلي له أهمية قصوى ويوفر تقييمًا دقيقًا بشكل معقول لجدوى البطارية.
أ. تكلفة الشراء الأولية لحزمة البطارية (التكلفة لكل كيلوواط ساعة ، بما في ذلك جميع الأدوات)
ب. الطاقة النوعية ، وهي مؤشر على حجم البطارية (Wh / kg).
ج. القوة المحددة ، وهي مؤشر على التسارع والقدرة على تسلق التل (وات / كجم)
د. تكلفة التشغيل (التكلفة / كم / راكب)
ه. دورة حياة طويلة بخصائص لا تحتاج إلى صيانة
F. قابلية إعادة الشحن السريع (80٪ خلال 10 دقائق)
ز. القدرة على امتصاص التيارات العالية أثناء الكبح المتجدد.
ح. السلامة والاعتمادية وسهولة إعادة التدوير.
السيارات الكهربائية والمركبات الكهربائية الهجينة
في السيارات الكهربائية النقية ، يتم توفير الطاقة بواسطة البطارية في وضع مستمر. تم تصميم سعة الطاقة للبطارية بحيث يمكنها توفير معدل التفريغ المستمر هذا للنطاق الإجمالي المصمم للسيارات الكهربائية. عادة ، لا يُسمح لبطارية السيارات الكهربائية بتفريغ ما يزيد عن 80٪ من السعة ، بحيث لا تنخفض حالة الشحن (SOC) عن 20 إلى 25٪.
نطاق بطارية المركبات الكهربائية
هذا لحماية البطارية من الإفراط في التفريغ ولتجنب الصعوبات التي تواجهها في حالة زيادة تفريغ البطارية. علاوة على ذلك ، يجب أن تكون البطارية أيضًا قادرة على قبول مدخلات الطاقة من نظام الكبح المتجدد. إذا كانت البطارية مشحونة بالكامل ، فلن تقبل البطارية طاقة الكبح المتجددة.
الاتجاه الحالي في معدل التفريغ المستمر المذكور أعلاه هو مرة واحدة تصنيف السعة. على سبيل المثال ، إذا كان تصنيف السعة 300 آه ، فإن معدل التفريغ هو 300 أمبير. دائمًا ما تتعرض بطارية السيارة الكهربائية لتفريغ كامل مرة واحدة في اليوم. بالطبع ، سوف تتلقى الطاقة المرتجعة من الكبح المتجدد كما هو الحال عند تطبيقها.
متوسط النسبة المئوية للطاقة المتجددة حوالي 15٪. قد يرتفع هذا الرقم إلى أكثر من 40٪ في بعض الحالات. لا تتجاوز الطاقة المتجددة 40 كيلو واط. أعلى قيمة لها عند تباطؤ معين.
في الوقت الحاضر ، يدعي مصنعو بطاريات السيارات الكهربائية أن دورة الحياة تبلغ حوالي 1000 إلى> 10000 دورة.
تتطلب بطارية السيارة الكهربائية اسميًا بطارية من 36 إلى 40 كيلو وات في الساعة (سعة طاقة قابلة للاستخدام) لنطاق رحلة ذهابًا وإيابًا من 300 إلى 320 كم. لكن معظم صانعي المعدات الأصلية يحددون أكثر من هذه القيمة ، عادةً ، بنسبة 40 إلى 60 في المائة أكثر. سيعوض هذا عن انخفاض العمر الافتراضي بسبب ركوب الدراجات بحيث يكون هناك هامش آمن من السعة للتشغيل العادي للمركبة الكهربائية حتى بعد عمر البطارية المضمون. تبلغ سعة البطارية التي تبلغ 96 كيلووات في السيارة الكهربائية 86.5 كيلو واط في الساعة.
على الرغم من أن خلايا Li-ion الحالية توفر بسهولة 170 واط / كجم من الطاقة النوعية ، فإن الطاقة المحددة للحزمة تنخفض بنسبة 35٪. نتيجة لذلك ، تنخفض الطاقة النوعية الإجمالية إلى 120 واط / كجم. في عام 2019 ، انخفضت النسبة المئوية لحزمة المكونات غير الخلوية إلى حوالي 28٪ من حوالي 35٪. لكن الابتكارات التكنولوجية مثل تقنية خلية إلى حزمة (القضاء على العامل الأوسط ، الوحدة) قد تعمل على تحسين الطاقة المحددة لبطاريات EV المستقبلية. تعتبر خصائص الطاقة المحددة الحالية لبطاريات EV مرضية للغاية ، وبالتالي يهدف مهندسو وعلماء البحث والتطوير إلى طاقات محددة أعلى.
قطار الدفع الكهربائي في السيارات الكهربائية
تعمل محركات الجر على تشغيل المركبات الكهربائية بالكامل. ولكن هناك وحدات تحكم للتحكم في أداء المحركات الكهربائية. هناك نوعان من المحركات الكهربائية ، محركات التيار المتردد والتيار المستمر. هذا الأخير أسهل في التحكم وهو أيضًا أقل تكلفة ؛ العيوب هي وزنها الثقيل وحجمها الأكبر. أدت التطورات السريعة في إلكترونيات الطاقة إلى إضافة محركات تيار متردد عالية الكفاءة مع نافذة أوسع من النطاق التشغيلي ، ولكن مصحوبة بتكلفة أعلى. في EV ، يتم التحكم في إدخال الطاقة إلى المحرك بواسطة دائرة إلكترونية معقدة للغاية تسمى وحدة التحكم الإلكترونية (ECM). يعطي مشغل EV المدخلات من خلال دواسة الوقود.
نظام إدارة البطارية (BMS) في السيارات الكهربائية
على غرار وحدة التحكم الإلكترونية المذكورة أعلاه ، يوجد أيضًا نظام تحكم للبطارية يسمى نظام إدارة البطارية (BMS) ، والذي يتحكم في أداء بطارية EV. قد يحتوي نظام BMS أيضًا على إلكترونيات منفصلة مثبتة على مستويات الخلية أو الوحدة التي تراقب درجة حرارة وفلطية الخلايا ، وغالبًا ما يشار إليها باسم لوحة مراقبة درجة حرارة الجهد (VTM).
بالإضافة إلى ذلك ، سيكون هناك نظام إدارة حراري ، والذي قد يتراوح من حل سلبي مثل استخدام العلبة كمشتت حراري إلى نظام سائل أو مبرد بالهواء يتم إدارته بفعالية والذي يجبر الهواء المبرد (أو المسخن) أو السائل من خلال البطارية. تعد المفاتيح لتشغيل وإيقاف التدفق الحالي والأسلاك أيضًا جزءًا من النظام. يجب أن تتحد كل هذه الأنظمة المختلفة معًا في حل نظام واحد لوظيفة البطارية بأمان وتلبية توقعات عمرها وأدائها.
تاريخ الكهرباء والبطاريات والمركبات الكهربائية
كهرباء وبطاريات
لماذا يجب أن نناقش تاريخ البطاريات الكهربائية والمركبات الكهربائية؟ هناك قول مأثور: “من لا يتذكر الماضي محكوم عليه بتكراره”. ومن ثم فإنه من المفيد أن يكون لديك فهم أساسي لكيفية تطور التكنولوجيا. سيلعب هذا دورًا مهمًا في فهم مسارها المستقبلي وما كان أصحاب المصلحة الرئيسيين في إنجاحه حقًا. كما ذكر جون وارنر في كتابه عن بطاريات Li-ion ، “تقدم المعارض العالمية في ذلك الوقت تمثيلًا جيدًا لسرعة الابتكار التكنولوجي والتغيير في العالم بشكل عام” [1. جون وارنر ، دليل تصميم حزمة بطارية ليثيوم أيون ، إلسفير ، 2015 ، صفحة 14].
يمكن للمرء أن يفهم أن المعارض العالمية قدمت صورة لتلك الأيام حول حالة التقنيات المختلفة. لم يكن التطور في تكنولوجيا البطاريات ممكنًا إلا بسبب توفر الكهرباء وتوسعها ونموها وشبكة الكهرباء في تلك الأيام. هنا علينا أن نفهم أنه فقط بسبب “الإمداد” بالكهرباء تم إنشاء “الطلب” على البطارية (تخزين الطاقة). خلاف ذلك ، قد لا يكون تخزين الطاقة قد ظهر على الإطلاق.
تطوير بطاريات للمركبات الكهربائية
يعتقد القراء عمومًا أن البطاريات هي أحد الاختراعات الحديثة ؛ إنهم يعرفون في الغالب عن خلايا Leclanché وخلايا حمض الرصاص ؛ ومع ذلك ، هناك دليل على أن البطاريات كانت مستخدمة في حوالي 250 قبل الميلاد. في الثلاثينيات من القرن الماضي ، كان عالم آثار ألماني يعمل في موقع بناء في بغداد ووجد شيئًا أعاد كتابة تاريخ البطارية بكل معنى الكلمة. ما اكتشفه أثناء الحفر بدا وكأنه خلية كلفانية قادرة على توليد حوالي 1-2 فولت من الكهرباء.
حتى منتصف القرن الثامن عشر الميلادي ، تم إحراز تقدم ضئيل في تطوير البطاريات. في 1745-1746 اكتشف مخترعان ، في مسارين متوازيين ولكن منفصلين ، ما أصبح يعرف باسم جرة “ليدن” لتخزين الكهرباء. ثم ظهر علماء الكيمياء الكهربية مثل بنجامين فرانكلين ، وجالفاني ، وفولتا ، وأمبير ، وفارادي ، ودانيال ، وجاستون بلانتي ، على سبيل المثال لا الحصر ، في آفاق الكهرباء والكيمياء الكهربية. يوضح الجدول التالي تطورات البطاريات بترتيب زمني.
تاريخ رائع لتطوير البطاريات
الجدول 1 –
| حوالي 250 قبل الميلاد | بطارية بغداد ام البارثية (بغداد) | ربما استخدم المصريون البطاريات لطلاء الفضة بالكهرباء على المجوهرات الراقية |
|---|---|---|
| فجوة طويلة | والتقدم القليل | |
| 1600 | جيلبرت (إنجلترا) | إنشاء دراسة الكيمياء الكهربائية |
| أكتوبر 1745 | Kliest ، عالم فيزيائي ألماني | ليدن جار |
| 1745-1746 | العالم الهولندي بيتر فان موشنبروك من جامعة ليدن ، | ليدن جار |
| منتصف القرن الثامن عشر | بنجامين فرانكلين | مصطلح "البطارية" صاغ |
| 1786 | لويجي جالفاني (1737-1798) | تم وضع أسس اكتشاف البطارية الأولية ("كهرباء الحيوان") |
| 1796 | أليساندرا فولتا (1745-1827) | اكتشف أن قرصًا معدنيًا مختلفًا ("فولتا كومة") عند تكديسه بطريقة متناوبة مع فواصل لوح عجينة رطبة (مشبعة بمحلول ملحي) يتم تداخلها بينهما ، يمكن أن توفر تيارًا كهربائيًا كبيرًا بشكل مستمر |
| 1802 | كروكشانك (1792-1878) | صفائح مرتبة من النحاس بأحجام متساوية من الزنك في صندوق مغلق. كان محلول ملحي هو المنحل بالكهرباء. |
| 1820 | صباحا امبير (1755 - 1836) | الكهرومغناطيسية |
| 1832 و 1833 | مايكل فارادي | قوانين فاراداي |
| 1836 | JF دانييل | النحاس في CuSO4 والزنك في ZnSO4 |
| 1859 | ريمون جاستون بلانتاي (1834-1889) (فرنسا) | اختراع خلية ثاني أكسيد الرصاص |
| 1860 | ريمون جاستون بلانتاي (1834-1889) (فرنسا) | محاضرة في الأكاديمية الفرنسية ، باريس |
| 1866 [5] | فيرنر فون سيمنز مهندس كهربائي ألماني | تطوير الدينامو الكهروميكانيكية |
| 1873 | Zenobe Gramme ، عالم بلجيكي | اختراع مولد كهربائي مغناطيسي وأول محرك تيار مستمر |
| 1866 جيروج ليونيل لوكلانش | Geroge-Lionel Leclanche (فرنسا) (1839-1882) | اختراع خلية Leclanche |
| 1881 | كميل فور (فرنسا) 1840 - 1898) | لصق شبكات الخيوط |
| 1881 | سيلون | سبائك سيلون من الرصاص مع الأنتيمون |
| 1880- | -- | بدأت الإنتاجات التجارية في العديد من البلدان مثل فرنسا والمملكة المتحدة والولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفيتي |
| 1881 - 1882 | جلادستون وتريب | نظرية الكبريتات المزدوجة لتفاعل خلايا الرصاص الحمضية |
| 1888 | جاسنر (الولايات المتحدة الأمريكية) | اكتمال الخلية الجافة |
| 1890- | -- | مركبات الطرق الكهربائية |
| 1899 | يونغنر (السويد) (1869-1924) | اختراع خلية النيكل والكادميوم |
| 1900 | في الولايات المتحدة وفرنسا | 1900 إنارة للمنازل والمصانع و القطارات. |
| 1900 | أ.فيليبارت مع حلقات فردية | ألواح خلايا الرصاص الحمضية الأنبوبية |
| 1900 | ب. وودوارد | ألواح خلايا الرصاص الحمضية الأنبوبية بأكياس أنبوبية |
| 1901 | تا اديسون (الولايات المتحدة الأمريكية) (1847-1931) | اختراع الزوجين النيكل والحديد |
| 1902 | واد ، لندن | احجز "بطاريات ثانوية" |
| 1910 | حداد | أنابيب مطاطية مشقوقة (Exide Ironclad |
| 1912100 EV | في الولايات المتحدة الأمريكية | قام المصنعون ببناء 6000 سيارة ركاب كهربائية و 4000 سيارة تجارية |
| 1919 | شيمادزو (اليابان) | مطحنة كروية لتصنيع أكسيد الرصاص |
| 1920 | -- | استخدام اللجنين في الصفائح السالبة لخلايا حمض الرصاص. |
| 1920 فصاعدًا | في جميع أنحاء العالم | تطبيقات أحدث مثل إمدادات الطاقة في حالات الطوارئ ، وتكييف الهواء لعربات السكك الحديدية ومجموعة من الخدمات الأخرى على السفن والطائرات والحافلات والشاحنات |
| 1938 | AE لانج | مبدأ دورة الأكسجين |
| 1943- 1952 | ليفين وطومسون. جينين ، نيومان وجوتسمان ؛ مكتب تقنية Gautrat | بناء مختوم من النيكل والكادميوم |
| 1950 | فينال وود الخانق | كتاب عن البطاريات الأولية |
| 1955 | فينال وود الخانق | كتاب عن بطاريات التخزين (الطبعة الرابعة) |
| 1965 | جون ديفيت من شركة جيتس | اقتراح مشروع بشأن حمض الرصاص المختوم البطاريات |
| 1967 | بدأ العمل على بطاريات Ni-MH في مركز أبحاث Batelle-Geneva بعد اختراع التكنولوجيا في عام 1967 | |
| 1969 | Ruetschi و Ockerman | عملية إعادة التركيب في خلايا حمض الرصاص المختومة |
| منتصف 1970 | - | تطوير مختبرات الواقع الافتراضي |
| 1971 | منتجات جيتس للطاقة | D-cell ، تم تقديمه بواسطة Gate Energy Products (دنفر ، كولورادو ، الولايات المتحدة الأمريكية |
| 1973 | آدم هيلر | اقترح خلية أولية من كلوريد الليثيوم ثيونيل |
| 1975 | دونالد ماكليلاند وجون ديفيت | بطاريات الرصاص الحمضية التجارية المختومة على أساس مبدأ دورة الأكسجين |
| 1979 - 1980 | JB Goodenough وزملاء العمل | مواد القطب الموجب التي تتفاعل مع الليثيوم بجهد أعلى من حوالي 3 فولت ، إذا كانت تحتوي بالفعل على الليثيوم ، ويمكن استخلاص هذا الليثيوم كهربيًا. |
| الثمانينيات- | -- | تم اكتشاف سبائك هيدريد جديدة في الثمانينيات |
| 1986 | ستانفورد أوفشينسكي | حصلت Ovonics على براءة اختراع لبطارية Ni-MH. |
| 1989 - 1990 | -- | تسويق معدن النيكل بطارية هيدريد |
| 1991 | يوشيو نيشي | خلية ليثيوم أيون |
| 1992 | يوشيو نيشي (شركة سوني) | تم عرض EV مع بطارية ليثيوم أيون في معرض طوكيو للسيارات الثلاثين في عام 1995. |
| 1996 | Goodenough ، Akshaya Padhi وزملاء العمل | المقترحة مادة كاثود فوسفات الحديد Li |
| 1992 | KV Kordesch (كندا) | تسويق خلايا ثاني أكسيد المنجنيز القلوية القابلة لإعادة الشحن (RAM) |
| 1993 | -- | نفذت شركة OBC أول عرض في العالم للسيارة الكهربائية باستخدام معدن النيكل بطارية هيدريد في عام 1993. |
| 1997 | شيومي وزملاؤه ، تخزين اليابان شركة البطارية المحدودة ، اليابان | إضافة كميات متزايدة من الكربون على HEV السلبية أو تطبيقات نظام الطاقة الكهروضوئية. |
| 1999* | -- | تسويق ليثيوم أيون خلايا البوليمر |
| 2002-2003 د. ستون ، إ. | إم جي كيلواي ، بي جينينغز ، كرو ، إيه كوبر | علامة تبويب متعددة VRLAB |
| 2002 | واي أوغاتا | سبيكة رصاص جديدة موجبة الشبكة مع إضافة Ba Pb – Ca – Sn مع Ba |
| 2004 -2006 | لام وزملاؤها ، تكنولوجيا الطاقة CSIRO ، أستراليا | بطارية Ultra for HEVs |
| 2006 | اس ام طباطبائي وزملاؤه | مادة شبكية مكونة من صفيحة شبكية ثلاثية الأبعاد مصنوعة من مركب رغوي عضوي. يتم نقل الموصلية الكهربائية إلى شبكة الرغوة باستخدام طلاء النحاس |
| 2006 | تشانغسونغ داي وزملاء العمل | شبكات فوم نحاسية مطلية بالرصاص لـ لوحات سلبية |
| 2008 | EALABC ، The Furukawa Battery Co. ، Ltd ، اليابان ، CSIRO Energy Technology ، أستراليا و Provector Ltd. ، المملكة المتحدة | بطارية فائقة (144 فولت ، 6.7 أمبير) لمركبات HEVs تم اختبارها على الطريق لمسافة 100000 ميل. تجاوز أداء بطارية Ni-MH |
| 2011 | معمل أرجون الوطني | مادة الكاثود من النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC) |
| 2013 | N. Takami et al. | أنود أكسيد التيتانيوم والليثيوم |
| 2018 | N. Takami et al | الأنودات TiNb2O7 |
| 2020 | بلومبيرج | تنخفض تكلفة حزمة LIB إلى 176 دولارًا أمريكيًا / كيلووات ساعة = تكلفة 127 خلية + 49 تكلفة حزمة) |
تاريخ مذهل للسيارات الكهربائية !!
ينتشر تاريخ المركبات الكهربائية على مدى فترة طويلة من بداية القرن التاسع عشر.
يوضح الجدول التالي تفاصيل الأحداث التي أدت إلى المركبات الكهربائية في يومنا هذا
الجدول 2
| مخترع | دولة | فترة | تفاصيل | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | أنيوس استفان جيدليك | عالم فيزياء مجري | 1828 | أول سيارة كهربائية موديل |
| 2 | توماس دافنبورت | مخترع أمريكي | 1834 | أول محرك كهربائي ناجح تجاريًا |
| 3 | سيبراندوس ستراتينغ وكريستوفر بيكر | أستاذ هولندي | 1834-1835 | 1835 ، دراجة بخارية ثلاثية العجلات في عام 1834 1835 دراجة ثلاثية العجلات تعمل بالكهرباء بالكامل مزودة بإحدى البطاريات الأولى |
| 4 | روبرت ديفيدسون | المخترع الاسكتلندي | 1837-1840 | صنع بطارياته الخاصة في عام 1837 وصنع أول محرك كهربائي له بحجم مناسب. |
| 5 | غوستاف تروفي | 1881 | تم تحسين محرك كهربائي صغير طورته شركة سيمنز مع تراكم Starley. قام بتركيب هذا المحرك على دراجة ثلاثية العجلات إنجليزية ، وبالتالي فقد اخترع للتو أول سيارة كهربائية في التاريخ. | |
| 6 | وليام موريسون | الولايات المتحدة الامريكية | 1892 | طور عربته المكونة من ستة أفراد وأربعة أحصنة والتي يمكن أن تحقق سرعة قصوى تبلغ حوالي 14 ميلاً في الساعة |
| 7 | هنري فورد | ديترويت | 1893 | في عام 1893 ، تم اختبار محرك البنزين بنجاح [https://www .history.com/topics/inventions/model-t]. |
| 8 | هنري جي موريس وبيدرو جي سالوم | فيلادلفيا | 1894 | عرضت Electrobat عملاً مربحًا ، مقارنةً بالكابينة التي يقودها حصان نظرًا لوقت تعطلها المنخفض والمزيد من الرحلات |
| 9 | مختبرات بيل ، | الولايات المتحدة الامريكية | 1945 | اخترع الثايرستور الذي حل بسرعة محل الأنابيب المفرغة |
| 10 | وليام شوكلي | مختبرات بيل ، | 1950 | المعدل المتحكم فيه بالسيليكون (SCR) أو الثايرستور |
| 11 | مول ومهندسي الطاقة الآخرين | جنرال إلكتريك | 1956 | SCR بواسطة William Shockley |
| 12 | جنرال موتورز (GM) | جنرال موتورز (GM) | 1966 | إلكتروفان |
حقائق ممتعة عن السيارات الكهربائية !!
| ريال سعودي لا | تفاصيل |
|---|---|
| 1 | اجتذب سباق السيارات الكهربائية في الولايات المتحدة العديد من المتحمسين من عام 1897. في ذلك العام ، أنتجت شركة Pope Manufacturing حوالي 500 مركبة كهربائية. |
| 2 | كانت العقود الثلاثة الأولى من القرن العشرين (1910-1930) أفضل فترات السيارات الكهربائية. خلال هذه الفترة ، تنافست السيارات الكهربائية مع سيارات البنزين مع الطرق غير المعبدة في المدن الأمريكية آنذاك ، لم تكن نطاقات قيادتها الصغيرة مشكلة على الإطلاق. ولكن في أوروبا ، بسبب الطرق المعبدة التي تعمل على تحسين السفر لمسافات طويلة ، أراد الجمهور سيارات بعيدة المدى ، والتي كانت سيارات ICE جاهزة لتقديمها. |
| 3 | بدأت المدن الأمريكية الكبيرة في التمتع بفوائد الكهرباء في العقد الأول من القرن الماضي. كانت نطاقات القيادة الصغيرة مواتية للمركبات الكهربائية في تلك الأيام. حظيت المركبات الكهربائية بقبول سوقي سهل مع مالكي أساطيل سيارات الأجرة وعربات التوصيل. |
| 4 | أعطت ثلاثة أحداث مهمة في تاريخ سيارات ICE قوة دفع لتطورها السريع وفي الوقت نفسه ، وضعت المسمار الأخير في نعش EV. أ. طرح نموذج T من هنري فورد "منخفض التكلفة وعالي الحجم" في عام 1908. [https://en .wikipedia.org/wiki/Ford_Model_T] ب. اخترع تشارلز كيترنج مشغل السيارة الكهربائية عام 1912. ج. بدأ نظام الطرق السريعة في الولايات المتحدة في ربط المدن الأمريكية |
| 5 | أعطت الاهتمامات البيئية في الستينيات والسبعينيات زخماً هائلاً لأعمال البحث والتطوير في EVBs. لا يزال النطاق والأداء يمثلان العقبات التي يجب التغلب عليها |
| 6 | مرة أخرى ، أعطت أزمات النفط عامي 1973 و 1979 مزيدًا من التشجيع لتطوير EVB. |
| 7 | تسبب العدد الهائل من مركبات ICE في حدوث مشكلات في جودة الهواء من خلال انتهاك معايير جودة الهواء. كان هذا هو الحال بشكل خاص في المدن المتقدمة في العالم. دفع ذلك ولاية كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية في أوائل عام 1990 إلى اعتماد قانون الهواء النظيف للترويج للمركبات الكهربائية. |
| 8 | نص قانون الهواء النظيف في الأصل على أن 2 ٪ من جميع المركبات الخفيفة الجديدة المباعة في الولاية يجب أن تكون ZEV بحلول عام 1998 (30،000 EVs) ، 5 ٪ في عام 2001 (75،000) ترتفع إلى 10 ٪ في عام 2003 (1،50،000). بصرف النظر عن هذا ، في الولايات التي لا تتبع برنامج كاليفورنيا ، يجب على مصنعي السيارات تقليل انبعاثات أنبوب العادم من أكاسيد النيتروجين وإجمالي الهيدروكربونات بنسبة 60٪ و 39٪ على التوالي ، بين عامي 1994 و 1996 في المركبات الخفيفة. طلبت وكالة حماية البيئة (EPA) في عام 2003 خفضًا إضافيًا للانبعاثات بنسبة 50٪. |
| 9 | في 29 مارس 1996 ، تم تخفيف تفويض مجلس موارد الهواء في كاليفورنيا (CARB) 1998 ZEV نتيجة الضغط القوي من مصنعي السيارات وموردي النفط المتأثرين سلبًا ، وهو تقييم لجنة مستقلة بأن البطاريات المتقدمة لا يمكن توفيرها حتى العام كان عام 2001 أيضًا سببًا آخر. وفقًا لتقييم اللوحة أعلاه ، كانت هذه البطاريات المحسّنة متاحة بتكلفة معقولة إلى حد ما مؤخرًا فقط في عام 2018 (تكلفة العبوة 176 دولارًا أمريكيًا / كيلوواط ساعة = 127 خلية تكلفة + 49 حزمة تكلفة). توقع متخصصو البطاريات أن تكلفة EVB ستنخفض إلى <100 دولار أمريكي / كيلوواط ساعة بحلول عام 2025 و 62 دولارًا أمريكيًا / كيلوواط ساعة بحلول عام 2030 (عن طريق الاستقراء) |
| 10 | اتحاد البطاريات المتقدم في الولايات المتحدة (USABC): قررت الحكومة الفيدرالية للولايات المتحدة الأمريكية والشركات الثلاث الكبرى المصنعة للسيارات في الولايات المتحدة (كرايسلر وفورد وجنرال موتورز) تجميع مواردهم (حوالي 262 مليون دولار أمريكي) في أبحاث البطاريات على مدى 3 سنوات. قام هؤلاء المصنّعون ، إلى جانب منظمات أخرى مثل معهد أبحاث الطاقة الكهربائية (EPRI) ، بتأسيس اتحاد بطاريات الولايات المتحدة المتقدمة (USABC) في عام 1991 ، حيث حصلت حكومة الولايات المتحدة على تمويل متساوٍ. |
| 11 | صاغ USABC مجموعتين من الأهداف لبطاريات EV (الجدول 3) بهدف تطوير حزمة بطارية مؤقتة للمرحلة الأولى (1994-95) وهدف طويل الأجل بحيث يكون أداء EV منافسًا لمركبات محرك IC. |
| 12 | اتحاد بطاريات حمض الرصاص المتقدم (ALABC): ALABC [5. تم إنشاء RF Nelson ، The Battery Man ، مايو 1993 ، ص 46-53] في مارس 1992 لإدارة خطة بحث لمدة 4 سنوات بتمويل قدره 19.3 مليون دولار أمريكي (48 كرور روبية تقريبًا) لتطوير - بطارية حمض الرصاص EV ذات الأداء العالي والتي ستخدم حصة كبيرة من سوق السيارات الكهربائية على المدى القصير إلى المتوسط. تتم إدارة ALABC من قبل المنظمة الدولية لأبحاث الزنك (ILZRO) وهي منظمة شراكة بين أربعة عشر من أكبر المنتجين الرئيسيين ، واثني عشر مصنعًا للبطاريات ، والمرافق الكهربائية ، ومصنعي المحركات ، ومصنعي الشاحن والمقارنات ، وموردي مجموعات نقل الطاقة ، ومصنعي أجهزة التحكم / الإلكترونيات ، والمنظمات التجارية للمركبات الكهربائية. |
| 13 | منذ عام 1991 ، تم الانتهاء من اتفاقيات البحث والتطوير التعاونية بين مكتب تقنيات المركبات (VTO) التابع لوزارة الطاقة (DOE) واتحاد البطاريات المتقدم بالولايات المتحدة (USABC). |
| 14 | قد يرتفع حجم سوق بطاريات Li-ion السنوية من 25 مليار دولار (2019) إلى 116 مليار دولار (2030). |
| 15 | تنخفض تكلفة حزمة البطارية من 1100 دولار / كيلوواط ساعة إلى 156 دولارًا في عام 2019 ومن المتوقع أن تصل إلى 62 دولارًا / كيلوواط ساعة في عام 2030. (بلومبيرجنيف) |
تقنية بطارية هيدريد النيكل المعدنية للسيارات الكهربائية
يعتبر اختراع نظام بطاريات Ni-MH أحد مشتقات كل من بطاريات Ni-Cd و Ni-H2. يعتبر Cd في نظام Ni-Cd مادة خطرة. كانت المزايا المصاحبة للنظام الجديد هي الطاقة النوعية الأعلى والضغوط المنخفضة المطلوبة وتكلفة خلايا Ni-MH. تم دعم العمل من قبل اثنين من مصنعي السيارات الألمان على مدار 20 عامًا
الطاقة المنتجة للتفاعلات الكهروكيميائية:
يوجد الكثير من التشابه بين خلايا Ni-Cd و Ni-MH ، باستثناء القطب السالب. كما في حالة خلايا Ni-Cd ، أثناء التفريغ ، يتم تقليل المادة الفعالة الإيجابية (PAM) ، أوكسي هيدروكسيد النيكل ، إلى هيدروكسيد النيكل. (وهكذا ، يتصرف القطب الموجب ككاثود):
NiOOH + H 2 O + e – التفريغ الشحن Ni (OH) 2 + OH – E ° = 0.52 فولت
تتفاعل المادة الفعالة السلبية (NAM) كما هو موضح أدناه: (وبالتالي فإن القطب السالب يتصرف كأنود):
MH + OH – التفريغ الشحن M + H 2 O + e – E ° = -0.83 فولت
أي أن امتصاص الهيدروجين يحدث أثناء التفريغ.
رد الفعل الكلي أثناء التفريغ
NiOOH + H 2 O + e – التفريغ شحن Ni (OH) 2 + OH
MH + OH – التفريغ الشحن M + H 2 O + e –
NiOOH + MH التفريغ الشحن Ni (OH) 2 + M E ° = 1.35 فولت
من فضلك تذكر ذلك
جهد الخلية = V إيجابي – V سلبي
لذلك 0.52 – (-0.83) = 1.35 فولت
وتجدر الإشارة هنا إلى أن جزيئات الماء الموضحة في تفاعلات نصف الخلية لا تظهر في تفاعل الخلية الكلي أو الكلي. ويرجع ذلك إلى عدم مشاركة المنحل بالكهرباء (محلول هيدروكسيد البوتاسيوم المائي) في تفاعل إنتاج الطاقة وهو موجود فقط لأغراض التوصيل. لاحظ أيضًا أن المحلول المائي لحمض الكبريتيك المستخدم كإلكتروليت في خلايا حمض الرصاص يشارك بالفعل في التفاعل كما هو موضح أدناه:
PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 التفريغ↔ شحن 2PbSO 4 + 2H 2 O
هذا فرق مهم بين خلايا حمض الرصاص والخلايا القلوية. تحدث العملية العكسية أثناء تفاعل الشحن.
تستخدم خلية هيدريد النيكل والمعدن المختومة تفاعل إعادة تركيب الأكسجين مشابهًا للتفاعل الذي يحدث في خلايا حمض الرصاص التي ينظمها الصمام (VRLA) ، مما يمنع الزيادة غير المرغوب فيها في الضغط الداخلي الذي ينتج عن توليد الغازات نحو نهاية الشحن وخاصة أثناء الشحن الزائد.
أثناء الشحن ، يصل PAM إلى الشحنة الكاملة قبل NAM وبالتالي يبدأ القطب الموجب في تطوير الأكسجين.
4 OH – → 2H 2 O + O 2 + 4e –
وهكذا ينتقل الغاز المتطور من التفاعل أعلاه عبر المصفوفة المسامية للفاصل إلى NAM بمساعدة البناء المتعطش للإلكتروليت وباستخدام فاصل مناسب.
نظرًا لأن O 2 يتحد مع القطب MH لتوليد الماء على القطب السالب ، يتم منع تراكم الضغط داخل البطارية. ومع ذلك ، يوجد صمام أمان في حالة الشحن الزائد الممتد أو تعطل الشاحن.
4MH + O 2 → 4M + 2H 2 O
علاوة على ذلك ، حسب التصميم ، لا يُسمح لـ NAM مطلقًا بالشحن الكامل ، وبالتالي منع إمكانية إنتاج الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك ، من المهم جدًا اتباع خوارزمية شحن ذكية لتقييد توليد O2 بما يتجاوز قدرة الخلية على إعادة التركيب. يتم تحقيق ذلك أيضًا من خلال التحكم الدقيق في نسبة المواد الفعالة.
يمكن للقراء الرجوع إلى ما يلي للحصول على حساب مفصل لبطاريات Ni-MH
أ. فصل عن بطاريات Ni-MH بواسطة Michael Fetcenko و John Koch في الدليل
ب. كاورو ناكاجيما ويوشيو نيشي الفصل الخامس في: أنظمة تخزين الطاقة للإلكترونيات.
تكنولوجيا بطاريات الرصاص الحمضية في السيارات الكهربائية
اتحاد بطاريات الرصاص الحمضية المتقدم (ALABC) [7. تم إنشاء JF Cole، J. Power Sources، 40، (1992) 1-15] في مارس 1992 لإدارة خطة بحث لمدة 4 سنوات بتمويل قدره 19.3 مليون دولار أمريكي (48 كرور روبية تقريبًا) لتطوير بطارية الرصاص الحمضية EV عالية الأداء والتي ستخدم حصة كبيرة من سوق السيارات الكهربائية على المدى القصير إلى المتوسط.
قامت ILZRO بإدارة هذا الكونسورتيوم وهي منظمة شراكة بين أكبر أربعة عشر منتجًا رئيسيًا ، واثني عشر مصنعًا للبطاريات ، والمرافق الكهربائية ، ومصنعي المحركات ، ومصنعي الشاحن والمقارنات ، وموردي مجموعات نقل الطاقة ، ومصنعي أجهزة التحكم / الإلكترونيات ، والمنظمات التجارية للمركبات الكهربائية. يبلغ عدد الأعضاء حاليًا 48 ، ينتمون إلى 13 دولة. لدى ALABC (الآن CBI) خمسة أهداف بحث وتطوير مهمة تم تضمينها في الجدول 3. بطاريات الرصاص الحمضية المتقدمة قادرة على تزويد المركبات الكهربائية بنطاقات تنقل يومية تصل إلى 90 ميلاً أو أكثر ، وأوقات إعادة الشحن لبضع دقائق ، وعمر يصل إلى 3 سنوات تقريبًا.
تشير حالة تقنية ALABC في عام 1998 إلى أنه مع المشاريع قيد التشغيل حاليًا ، فإن بطاريات الرصاص الحمضية المنظمة بصمامات ذات خصائص أداء تبلغ 48 واط / كجم ، و 150 واط / كجم ، وشحن سريع بنسبة 80٪ في 10 دقائق ، وحياة دورة 800 في الموعد المحدد للتطوير قبل نهاية عام 1998. سيمثل تحقيق مثل هذا الأداء تقدمًا مذهلاً من قبل مجتمع بطاريات الرصاص الحمضية خلال التسعينيات ، ويوفر إمكانية وجود سيارة كهربائية ذات نطاق لكل شحنة يزيد عن 100 ميل ، ويمكن تكرارها عدة مرات خلال يوم وأكثر 500 مرة خلال عمر البطارية [https://batteryuniversity .com/learn/article/battery_developments]
بطاريات الليثيوم أيون في السيارات الكهربائية
تاريخ تطوير بطاريات الليثيوم أيون
الجدول 3:
| عمل بحثي | المخترع / المؤلف | سنة | الانتماء | ملاحظات |
|---|---|---|---|---|
| اكتشاف الموصلية الأيونية العالية للمرحلة الصلبة NaAl11O17 ، والتي تسمى sodium β-alumina ، مما يؤدي إلى نظام بطارية Na-S | كومر وزملاؤه | 1967 | معمل شركة فورد موتور | بدأ تاريخ خلية Li-ion |
| نظام بطارية Na-S | ن. ويبر وجي تي كومر | 1967 | معمل شركة فورد موتور | نظام درجات حرارة عالية |
| تمت دراسة FeS أو FeS2 كمواد مهبطية مقابل معدن Li | دكتور فيسرز وآخرون | 1974 | ANL | عند التفاعل مع Li ، تخضع هذه المواد لتفاعلات إعادة التكوين ، مع اختفاء المراحل الأولية وتشكيل مراحل جديدة |
| أنود معدني Li وكاثود كبريتيد التيتانيوم (TiS2) | البروفيسور ويتينغهام | 1976 | جامعة بينغهامتون ، بينغامتون ، نيويورك 13902 ، الولايات المتحدة | قام Li بتكوين تشعبات على سطح المعدن أثناء ركوب الدراجات ، مما أدى إلى حدوث دوائر قصيرة. |
| كانت المواد التي تحتوي في البداية على الليثيوم ، وحذف الليثيوم منها كهربيًا ، هي العمل على Li1 xCoO2 في عام 1980. | الأستاذ جودنف وزملاؤه | 1980 | جامعة أكسفورد ، المملكة المتحدة | مركبات الإقحام Li |
| مادة الأنود الخاصة تعتمد على فحم الكوك | أكيرا يوشينو | 1985 | مادة الأنود الجديدة | |
| تم دمج مادة الأنود أعلاه مع LixCoO2 | أكيرا يوشينو | 1986 | مؤسسة أساهي قاسي | خلية ليثيوم أيون |
| أثبتت سلامة بطارية Li-ion | أكيرا يوشينو | 1986 | مؤسسة أساهي قاسي | ثبت سلامة أيون الليثيوم مقابل الأنود المعدني |
| بطارية ليثيوم أيون تجارية عام 1991. | 1991 | شركة سوني | ||
| مع مزيد من التطوير ، تم تسويق بطارية Li-ion. | 1992 | مشروع مشترك بين Asahi Kasei و Toshiba. | ||
| أحدث مواد الكاثود Li manganate و Li فوسفات الحديد | مجموعة Goodenough ل | 1997 | مجموعة Goodenough ل | |
| أنود الجرافيت | 1990 |
كيمياء خلية ليثيوم أيون كوبالتات الليثيوم (LCO)
رد الفعل الكلي
C 6 + LiCoO 2 ⇄ Li x C 6 + Li 1-x CoO 2
الخلية E = 3.8 – (0.1) = 3.7 فولت.
خلية Li-ion في كيمياء LiFePO 4
رد الفعل الكلي LiFePO 4 + 6C → LiC 6 + FePO 4
الخلية E = 3.3 – (0.1) = 3.2 فولت
عصر المركبات الكهربائية الحديثة
لم يكن حقًا حتى التسعينيات من القرن الماضي عندما بدأ صانعو السيارات الرئيسيون في حلول المركبات الهجينة والكهربائية في تحقيق نتائج. بالتوازي مع هذه التطورات ، تم طرح أول بطاريات الليثيوم أيون التجارية في السوق في عام 1991 وتم تبنيها بسرعة. مع الانتشار السريع للإلكترونيات الشخصية ، أصبحت هذه البطاريات عالية الكثافة للطاقة هي حل تخزين الطاقة المفضل للعديد من التطبيقات المختلفة من الإلكترونيات المحمولة إلى السيارات الهجينة والكهربائية.
نشأ العصر الحديث للمركبات الكهربائية بسبب نقص النفط في السبعينيات.
تطورات HEVs الحديثة / السيارة الكهربائية
الجدول 4
| EV / HEV | تقريبا. سنة | ملاحظات |
|---|---|---|
| جنرال موتورز EV1. | 1996-1999 | قيمة التعريض 1 |
| شاحنة هجينة متوازية "(PHT) ، | 1999 | |
| نظام هجين ثنائي الوضع | 2008 | |
| نظام هجين معتدل من نوع "الحزام المولد البادئ" (BAS) | 2011 | 1. كان أول نظام BAS من جنرال موتورز عبارة عن نظام 36 فولت مع بطارية Ni-MH تم تطويرها بواسطة Cobasys. 2. زاد الجيل الثاني (e-Assist) من جهد النظام إلى 115 فولت وتغير إلى بطارية Li-ion المبردة بالهواء بقدرة 0.5 كيلو وات في الساعة من تصميم شركة Hitachi Vehicle Energy Ltd |
| تقنية Voltec من جنرال موتورز | 2010 | Volt عبارة عن "سلسلة هجينة" تجمع بين محرك ICE صغير وبطارية ليثيوم أيون بقوة 355 فولت مع خلايا من LG Chem وحزمة مصممة بواسطة GM ومحركين كهربائيين. |
| نظام تويوتا هايبرد (THS) | 1997 | بطارية Ni-MH 288-V مبردة بالهواء بطاقة 1.7 كيلو وات في الساعة |
| جميع سيارات الدفع الرباعي الكهربائية RAV4 | 2006 | كان الجيل الثاني من بطارية RAV4 EV ، استنادًا إلى حزمة بطارية Tesla Model-S ، يحتوي على بطارية ليثيوم أيون 386 فولت مع حوالي 52 كيلو واط في الساعة. |
| هوندا انسايت | 1999-2006 | سيارة ذات مقعدين ، وهي أعلى سيارة هجينة تعمل بالوقود من حيث الاقتصاد في استهلاك الوقود |
| ميتسوبيشي | 2009 | أنا Miev |
| مازدا | 2000-2011 | خيارات هجينة في Tribute و Mazda3 و Mazda6 |
| هيونداي | 2012 | هجين سوناتا وتوسكون وإلنترا |
| كيا | 2000 | أوبتيما هجين |
| سوبارو | 2007 | الخامس عشر كروستريك وستيلا هجين التوصيل. |
| نيسان | 2010 | ورقة |
| معقل | 2011 | 1. يستخدم التركيز EV بطارية ليثيوم أيون بقوة 23 كيلو وات في الساعة (LG Chem) ؛ 2. C-Max (2012) |
| بي ام دبليو | 2013 | e-Tron و i-8 و Active Hybrid |
| BYD الصينية ، شركة بكين لصناعة السيارات (BAIC) ، جيلي ، شركة شنغهاي لصناعة السيارات (SAIC) ، Chang'an ، Chery ، Dongfeng ، First Auto Works (FAW) ، Brilliance Automotive ، فوتون ، جريت وول ، ليفان ، وغيرها الكثير | جزء لاحق من 2000s | . |
اليوم ، من الواضح أن المركبات الكهربائية والمركبات الكهربائية هنا لتبقى. بحلول أوائل 2030 ، مع استمرار تحسن التكنولوجيا وتصبح تكلفة البطاريات في المتناول بسهولة ، سيتجاوز خيار المركبات الكهربائية عديمة الانبعاثات (ZEVs) جميع الخيارات الأخرى لمالكي المركبات.
انخفضت أسعار بطاريات السيارات الكهربائية ، التي كانت أعلى من 1100 دولار للكيلوواط / ساعة في عام 2010 ، بنسبة 87٪ لتصل إلى 156 دولارًا للكيلوواط / ساعة في عام 2019. بحلول عام 2023 ، قد يصل متوسط الأسعار إلى ما يقرب من 100 دولار / كيلوواط ساعة.
الجدول 5
[2. Global EV Outlook 2020 (IEA) الصفحة 155 ، https://webstore.iea.org/download/direct/3007]
مخزون المركبات الكهربائية ، المبيعات ، الحصة السوقية ، حجم البطارية ، النطاق ، إلخ.
| سنة | 2010 | 2017 | 2018 | 2019 | 2025 | 2030 | ملاحظات |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| المبيعات (مليون) | 0.017 | 0.45 | 2.1 | ||||
| المبيعات (مليون) | 7.2 | 47٪ في الصين عام 2019 | |||||
| توسيع المخزون | 60% | ارتفع بمتوسط سنوي قدره 60٪ في الفترة 2014-19 | |||||
| نصيب الصين | 47% | ||||||
| مبيعات السيارات العالمية | 2.6% | ||||||
| الأسهم العالمية | 1% | ||||||
| زيادة في ٪ | 40% | سببان للزيادة: طرازات EV المزودة ببطاريات أعلى كيلووات في الساعة وبالتالي نطاقات أعلى معروضة ومتوقعة حاليًا تتزايد حصة السوق من BEVs بالنسبة إلى PHEVs. | |||||
| متوسط حجم حزمة البطارية (كيلوواط ساعة) | 37 | 44 | 20-30 كيلوواط / ساعة عام 2012 | ||||
| حجم حزمة البطارية (كيلوواط ساعة) | 50- إلى 70 | 48 إلى 57 | 70 إلى 80 | بالنسبة إلى PHEVs تقريبًا. 10-13 كيلو واط ساعة في 2018 (50-65 كيلومترًا من نطاق القيادة الكهربائية بالكامل) و10-20 كيلو واط ساعة في عام 2030. عام 2019 - 14٪ زيادة في عام 2018 | |||
| متوسط المدى (كم) | 350 إلى 400 | ||||||
| التوقعات العالمية | في عام 2019 ، التوقعات العالمية = 3٪ من حصة السوق |
| سنة | زيادة أو نقصان (٪) | |
|---|---|---|
| نسبة النمو | 2016 إلى 2019 | 6٪ زيادة |
| نسبة النمو | 2016 إلى 2019 | 30٪ انخفاض |
وفقًا لوكالة الطاقة الدولية ، فإن سيناريو السياسات المعلنة ( SPC ) هو حالة تتضمن السياسات الحكومية الحالية ؛ وسيناريو التنمية المستدامة ( SDC ) متوافق تمامًا مع أهداف اتفاقية باريس للمناخ. يتضمن الأخير أهداف حملة EV30 @ 30 (30٪ من حصة السوق للمركبات الكهربائية بجميع الأوضاع ، باستثناء العجلتين بحلول عام 2030).
في SPC ، ارتفع مخزون المركبات الكهربائية العالمية (جميع الأوضاع ، باستثناء العجلتين والثلاث عجلات) من حوالي 8 ملايين (2019) إلى 50 مليون (2025) وقريبًا جدًا من 140 مليون (2030 ، حوالي 7٪). يتوافق مع معدل نمو متوسط سنوي قريب جدًا من 30٪
وصلت مبيعات السيارات الكهربائية إلى ما يقرب من 14 مليونًا (2025 ، أي ما يعادل 10٪ من إجمالي مبيعات المركبات على الطرق) و 25 مليونًا (2030 ، أي ما يعادل 16٪ من إجمالي مبيعات المركبات على الطرق).
في SDC ، وصل مخزون السيارات الكهربائية العالمية إلى ما يقرب من 80 مليون سيارة في عام 2025 و 245 مليون مركبة في عام 2030 (باستثناء عجلتين / ثلاث عجلات.
تم إطلاق حملة EV30 @ 30 في المؤتمر الوزاري الثامن للطاقة النظيفة في عام 2017. والدول المشاركة هي كندا والصين وفنلندا وفرنسا والهند واليابان والمكسيك وهولندا والنرويج والسويد والمملكة المتحدة.
| سنة | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2025 | 2030 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| حجم سوق بطاريات Li-ion السنوي (مليار دولار) | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 25 | 60 | 116 | |
| تكلفة حزمة البطارية (دولار / كيلوواط ساعة) | 1100 | -- | -- | 650 | 577 | 373 | 288 | 214 | 176 | 156 | 100 | 62 |
شكل 1.
حجم سوق بطاريات الليثيوم أيون السنوية العالمية
https://www.greencarcongress.com/2019/12/20191204-bnef.html
قد يصل حجم سوق مبيعات LIBs للسيارات الكهربائية إلى حوالي 120 مليار دولار أمريكي في عام 2030.
انخفضت أسعار البطارية ، التي كانت أعلى من 1،100 دولارًا أمريكيًا للكيلووات ساعة في عام 2010 و 288 دولارًا أمريكيًا / كيلوواط ساعة في عام 2016 ، إلى 156 دولارًا أمريكيًا / كيلوواط ساعة في العام الماضي (2019) وبعد حوالي أربع سنوات ، قد يكون متوسط التكلفة قريبًا جدًا من 100 دولار أمريكي / كيلوواط ساعة ، وفقًا لإحدى شركات أبحاث السوق. استخدم أحد صانعي السيارات الكهربائية الرائدة خلية 18659 المتاحة بسهولة لخفض التكلفة إلى 250 دولارًا أمريكيًا / كيلوواط ساعة.
صاغ ANL نموذج حساب (BatPac) لتقييم أداء وتكلفة إنتاج خلايا الليثيوم أيون للمركبات الكهربائية. باستخدام نوع معين من كيمياء الخلية للبطارية بقدرة 80 كيلو وات في الساعة وقدرة إنتاج سنوية محددة ، تم تقدير متوسط أسعار البطاريات في حدود 105 إلى 150 دولارًا أمريكيًا / كيلووات ساعة.
أمثلة على بعض مجموعات بطاريات المركبات الكهربائية
يتوقع مستهلك السيارات الكهربائية ضمانًا لمدة 8 سنوات أو حدًا محددًا للكيلومترات على البطاريات. تقدم الشركة المصنعة للمركبات الكهربائية الرائدة ضمانًا لمدة 8 سنوات بالإضافة إلى عدد غير محدود من الأميال.
تدعي Toshiba أن بطاريتها ستحتفظ بنسبة 90٪ كيلوواط في الساعة حتى بعد 5000 دورة تعادل 14 عامًا من دورات إعادة الشحن في دورة واحدة يوميًا. على الرغم من أن توشيبا تتحدث عن بيع البطارية في عام 2021 ، إلا أنها لا تطالب بالتكلفة.
تقرير بطارية تسلا (http://doc.xueqiu.com/1493d8803372d3fd67cb5c51.pdf) (حقوق النشر: 2014 Total Battery Consulting، Inc.)
حزم بطارية EV (حقوق النشر: 2014 Total Battery Consulting، Inc.) (http://doc.xueqiu.com/1493d8803372d3fd67cb5c51.pdf)
البنية التحتية العالمية لشحن المركبات الكهربائية
جزء كبير من شاحن EV الخفيف مملوك للمستهلكين. تمتلك الصين ما يقرب من 80٪ من أجهزة الشحن العامة مقابل 47٪ من مخزون المركبات الكهربائية الخفيفة العالمية. في العام الماضي (2019) وحده ، كانت الزيادة في أجهزة الشحن العامة في الصين 60٪ من أجهزة الشحن العامة العالمية وكان هذا البلد يمتلك 80٪ من أجهزة الشحن العامة في العالم و 50٪ من أجهزة الشحن البطيئة المتاحة للجمهور.
الجدول 7
البنية التحتية العالمية لشحن المركبات الكهربائية
[ Global EV Outlook 2020 (IEA) https: // webstore .iea.org / download / direct / 3007 ].
الغالبية العظمى من شواحن المركبات الكهربائية الخفيفة هي شواحن خاصة.
| الشواحن المتاحة (مليون) | 7.3 | |||
|---|---|---|---|---|
| خاص | عام | شواحن سريعة | شواحن بطيئة | |
| 6.5 مليون ~ 80٪ | 0.876 مليون 12٪ (862000) | 4% 263 000 | 8% 598 000 |
60٪ زيادة مقارنة بعام 2018
باصات 2019
الشواحن المتاحة – 184000 وحدة (زيادة بنسبة 17٪ في عام 2019 مقارنة بعام 2018 (157000))
البنية التحتية لشحن الشاحنات الكهربائية العالمية.
| نوع الشاحنة | شاحنات شحن متوسطة (3.5 إلى 15 طنًا من إجمالي وزن المركبة) | شاحنات الشحن الثقيل (> 15 طنًا من إجمالي وزن المركبة) |
| حجم طاقة حزمة البطارية | 70 - 300 كيلو واط في الساعة | 200 - 1000 كيلو واط في الساعة |
السيناريو الهندي: البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية والمركبات الكهربائية
الأسهم الهندية للمركبات الكهربائية
تصل حصة مبيعات السيارات الكهربائية عبر جميع الأوضاع في الهند إلى ما يقرب من 30٪ في عام 2030 في سيناريو السياسات الجديدة ، بما يتماشى تقريبًا مع هدفه (حكومة الهند ، 2018). تندرج كهربة المركبات في المقام الأول في قطاع المركبات ذات العجلتين ، حيث تمثل BEVs أربع من كل عشرة وحدات جديدة في عام 2030. تخترق المركبات الكهربائية أيضًا أسواق LDV والحافلات الحضرية ، لتصل إلى 14٪ من جميع سيارات الركاب و LCVs ، و 11٪ من إجمالي مبيعات الحافلات.
كان نشر المركبات الكهربائية في الهند مدفوعًا بالهدف في عام 2017 للانتقال الكامل إلى السيارات الكهربائية بحلول عام 2030. في عام 2018 ، تم تحديد هدف بنسبة 30٪ ويتم دعمه من خلال العديد من تدابير السياسة مثل التوحيد القياسي ، ومشتريات الأسطول العام ، والحوافز الاقتصادية المستهدفة ، سواء لاستيعاب المركبات أو نشر البنية التحتية.
في سيناريو EV30 @ 30 ، بصفتها المرشح الأول عالميًا في الانتقال إلى التنقل الكهربائي ، تصل الهند إلى حصص مبيعات EV عبر جميع الأوضاع (باستثناء العجلتين / الثلاث عجلات) بنسبة 29٪ في عام 2030 (54٪ بما في ذلك عجلتان / ثلاث عجلات). في عام 2030 ، في الهند ، 72٪ من المركبات ذات العجلتين ، و 31٪ من السيارات ، و 24٪ من الحافلات تعمل بالكهرباء. [8. Global EV Outlook 2020 (IEA) صفحة 139 ، https://webstore.iea.org/download/direct/3007].
في الهند ، أضافت شركة West Bengal Transport Corporation (WBTC) 80 حافلة وشاحنًا كهربائيًا خلال المرحلة الأولى من السياسة الحكومية لتشجيع استخدام المركبات الكهربائية التي تسمى اعتماد وتصنيع أسرع للمركبات الهجينة والكهربائية (FAME I). تحتوي بعض الحافلات التي يبلغ طولها تسعة أمتار على حزم بطارية 125 كيلو واط في الساعة وبعض الحافلات الأطول (12 مترًا) تحتوي على حزم بطارية تبلغ 188 كيلو واط في الساعة.
الشكل 3.
مبيعات السيارات الكهربائية في الهند عام 2030 [ Global EV Outlook 2020 (IEA) الصفحة 159 ، https: // webstore. iea.org/download/direct/3007]
في العام الماضي (2019) ، بلغت مبيعات السيارات الكهربائية الهندية 0.750 مليون وحدة وبلغ إجمالي المخزون حوالي 7.59 مليون وحدة. في العام الماضي ، شهدت العجلتان نموًا بنسبة 130٪ مقارنةً بعام 2018.
https://www.autocarindia.com/car-news/ev-sales-in-india-cross-75-lakh-mark-infy2019-412542 تم الوصول إليه في 6 أغسطس 2020).
في الظروف السائدة ، تعلم صانعو 2 W دعم أنفسهم بدون دعم حكومي. كان الانخفاض في المبيعات في أبريل من العام الماضي (2019) بسبب الشروط الصارمة للمرحلة الثانية من (FAME II). لا يمكن للمركبة الكهربائية تلبية المعايير الجديدة. علاوة على ذلك ، أدت عملية إعادة التصديق التي استغرقت حوالي 45 يومًا إلى تأخير المبيعات.
البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية في الهند
كانت البنية التحتية الملائمة لشحن المركبات الكهربائية (EVCI) هي المفتاح لاستيعاب المركبات الكهربائية.
لقد ثبت أن توفر شبكة قوية من معدات إمداد المركبات الكهربائية (EVSE) في بلد ما كان أكثر فاعلية بثلاث مرات من تقديم الخصومات والإعانات عند شراء وجهة نظر طلب السيارة الكهربائية ، سواء كانت البنية التحتية العامة أو المنزلية للشحن هي حاسمة لترويج المركبات الكهربائية. على الصعيد العالمي ، نمت البنية التحتية العامة للشحن بمعدل نمو سنوي مركب مذهل بلغ 84٪ في العقد الماضي مع معدلات نمو تزيد عن 100٪ على أساس سنوي بين عامي 2009-2012 و2013-2014 بمتوسط نمو سنوي يبلغ 180٪ تقريبًا بين 2010-2018.
اتجاهات النمو للبنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية في الهند
تعد الهند سوقًا ناشئًا للتنقل الكهربائي ، وباعتبارها رابع أكبر سوق للسيارات في العالم ، فقد أصبحنا تدريجياً المنطقة المحورية في التنقل الكهربائي.
إن مستقبل نمو EVCI في الهند إيجابي بشكل كبير ويحقق معدلات نمو تغلغل EVCI العالمي.
عززت Gensol Mobility ، التي تمتلك وتدير أسطول سيارات الأجرة الكهربائية داخل المدينة ، BluSmart ، من وجودها في منطقة العاصمة الوطنية.
الشكل 5
اتجاه نمو البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية العامة في الهند
معدات إمداد المركبات الكهربائية العامة في الهند ( EVSE ) بطيئة وسريعة
Post-Li-ion أو Beyond-Li-ion
لمضاعفة النطاق ، يبحث صانعو السيارات الإلكترونية عن بطاريات من النوع الأحدث. يتم فحص الأنظمة التالية:
أ. بطاريات Li الصلبة (http://www.usaspeaks.com/news/toyota-unveils-solid-state-battery-design-for-evs/)
ب. بطاريات Li-air (أكسجين) [11. David L. Chandler | مكتب أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا]
ج. بطاريات أيون الصوديوم
د. بطاريات الزنك الهوائية [12. جوناثان غولدشتاين ، وإيان براون ، وبنيامين كورتز ، مصادر جباور ، 80 (1999) 171-179].
ه. بطارية ليسيريون
تصميم حزمة بطارية EV
يعتمد عدد الخلايا في الحزمة على كيمياء خلية Li-ion ، والتي تعتمد بدورها على مادة الكاثود المستخدمة.
خذ على سبيل المثال بطارية بقدرة 85 كيلو وات في الساعة مصنوعة من خلايا كاثود من النيكل والكوبالت والألمنيوم (NCA) بسعة 3.25 أمبير لكل ساعة:
الافتراضات:
جهد البطارية = 350 فولت
جهد الخلية الاسمي = 3.6 فولت
قدرة الطاقة المقدرة = 85 كيلو واط ساعة
سعة الطاقة الفعلية = 80 كيلو واط ساعي (~ 95٪ من السعة المقدرة)
القدرة المقدرة = 3.25 آه
القدرة الفعلية = 3.1 آه (~ 95٪ من السعة المقدرة)
بالنسبة لحزمة 350-V واستخدام الخلايا المذكورة أعلاه ، سيتطلب 350 V / 3.6 V = 97.2 خلية ، من أجل البساطة ، تقريبها إلى 96 أو 98 خلية.
لكن قدرة الطاقة لـ 96 خلية مفردة على التوالي ستكون 96 * 3.6 فولت * 3.25 آه = 1123 واط. لذلك ، سيكون تصميم هذه الوحدة بالتحديد 1123 واط.
ومن ثم ، فإن عدد الخلايا المراد توصيلها على التوازي = 85000Wh / 1123 Wh = 75.7 @ 76.
يمكننا توصيل 76 خلية بالتوازي في وحدة واحدة ، والتي ستكون سعتها 76 * 3.25 آه = 247 آه.
يمكننا تقسيم 96 خلية بسهولة إلى 16 وحدة من 6 خلايا لكل منها (أو 12 وحدة من 8 خلايا لكل منها) ، وكلها متسلسلة.
لذلك ، سيكون الجهد الكلي 16 * 6 = 96 * 3.6 فولت = 345.6 فولت عند 350 فولت.
أو
سيكون الجهد الكلي 12 * 8 = 96 * 3.6 فولت = 345.6 فولت عند 350 فولت
لذلك ، سيكون إجمالي المصنفة Wh لوحدة واحدة هو 247 Ah * 6 * 3.6 V = 5335 Wh.
لذلك ، سيكون إجمالي المصنفة Wh للحزمة 247 Ah * 6 * 3.6 V * 16 = 85363 Wh @ 85 kWh
لذلك ، سيكون إجمالي WH الفعلي للحزمة 76 * 3.1 Ah = 236 Ah * 350 V = 82600 Wh @ 82 kWh
الآن قدرة الطاقة 85 كيلو واط ساعة. لذلك ، سيكون العدد الإجمالي للخلايا في حزمة
85000 واط / 3.6 فولت * 3.25 آه = 7265 خلية (مصنفة)
85000 واط / 3.6 فولت * 3.1 آه = 7616 خلية (فعلي)
بطريقة مماثلة ، لتحقيق حزمة 350-V باستخدام خلايا 3.25-V ليثيوم فوسفات الحديد (LFP) ، نحتاج (350 V / 3.25 V) 107.7 خلية. مرة أخرى ، للتبسيط ، قد نقرر استخدام 108 أو 110 خلية. هنا يمكننا تصميم 11 وحدة من 10 خلايا لكل منها 110 خلية أو 18 وحدة من 6 خلايا لكل منها 108 خلايا.
أو باستخدام خلية 2.3-V LTO (Lithium Titanate) ، نحتاج (350 V / 2.3 V) 152 خلية أو تقريبها إلى 160 خلية للوصول إلى الجهد المطلوب.
70 كيلو واط ساعة و 90 كيلو واط في الساعة ، 18650 خلية NCA من 3.4 آه ؛ السائل يبرد.
عبوة 90 كيلوواط ساعة بها 7616 خلية ؛ تزن البطارية 540 كجم (1200 رطل = 540 كجم) ؛
يكون احتمال الفشل في التكوينات المتوازية منخفضًا ، وبالتالي لن يؤثر فشل خلية واحدة على البطارية بأكملها.
طاقة البطارية وحسابات السعة
خذ المثال السابق لحزمة بطارية تبلغ 85 كيلو وات في الساعة بجهد 350 فولت. عادةً بالنسبة للمركبات الكهربائية ، يؤخذ معدل تفريغ 1C في الاعتبار. لذا ، سيكون التيار 85000 واط / 350 فولت = 243 آه. ومن ثم سيكون التيار 240 أ. الطاقة = V * A = 350 * 240 = 84000 W = 84 kW كحد أقصى. لكن نظام إدارة المباني يسمح فقط بـ 80٪ من هذه الطاقة كحد أقصى.
ومن ثم فإن الطاقة الفعلية المستخدمة ستكون 84 * 0.8 = 67.2 كيلو واط. كما ذكرنا سابقًا ، يبلغ متوسط النسبة المئوية للطاقة المتجددة حوالي 15٪. قد يرتفع هذا الرقم إلى أكثر من 40٪ في بعض الحالات. لا تتجاوز الطاقة المتجددة 40 كيلو واط.
الفولتية لبطاريات الليثيوم المنافسة
الجدول 8
| معلمة الأداء | NCA | NMC | LMO | LFP | LTO | LCO |
|---|---|---|---|---|---|---|
| الجهد الاسمي للخلية (V) | 3.6 | 3.6 | 3.8 | 3.2 | 2.2 | 3.6 |
كفاءة الطاقة والطاقة المحددة
بافتراض كفاءة 25٪ ، يمكن أن يوفر الوقود الأحفوري 12000 * 0.25 = 3000 واط / كجم من الطاقة القابلة للاستخدام. في حالة البطارية ، تكون الكفاءة أعلى وبالتالي يمكن الحصول على 150 * 0.9 = 135 واط / كجم من الطاقة القابلة للاستخدام من البطاريات.
النسبة القابلة للاستخدام = 3000/135 = 22.22 مرة
النسبة المباشرة = 12000/150 = 80 مرة
إعادة تدوير بطاريات Li-ion
[14. Bin Huang Zhefei Pan Xiangyu Su Liang An، J Power Sources، Volume 399، 30 September 2018، Pages 274-286]
مع الحاجة المتزايدة إلى LIBs ، لا سيما من قطاعات EV ، سيعود عدد كبير من بطاريات الليثيوم أيون لإعادة التدوير أو إعادة الاستخدام. من المحتمل أن يؤدي عدم التخلص السليم من بطاريات الليثيوم أيون المستهلكة إلى عواقب وخيمة ، مثل التلوث البيئي وهدر الموارد. لمعالجة هذه القضية ، لابد من وجود ابتكارات تكنولوجية ومشاركة الحكومات.
يمكن للقراء المهتمين بمزيد من التفاصيل الرجوع إلى المنشورات المتعلقة بهذا الموضوع.
بطاريات الحياة الثانية (إعادة استخدام بطاريات EV بعد انتهاء عمر المركبة الكهربائية
في مجال إعادة التدوير ، هناك تفكير في إعادة استخدام بطاريات EV بعد التخلص من بطارية EV أو إعادة تدوير المواد من هذه البطارية.
السيارات الكهربائية القادمة إلى الهند في عام 2020
لن يشهد عام 2020 فقط أن يرى المصنعون التركيز على السيارات والدراجات النارية المتوافقة مع BSVI ، ولكن البعض سيتخذ خطوة إضافية لإلغاء انبعاثات الكربون تمامًا والمغامرة في منصة EV. فيما يلي بعض المركبات الكهربائية التي تم تأكيدها لهذا العام وبعضها متوقع قريبًا هذا العام. هم انهم:
تاتا نيكسون EV
جي موتور إنديا ZS EV
أودي e-Tron
فورد ماهيندرا أسباير EV
معرف فولكس فاجن 3
جاكوار آي بيس
بورش تايكان 4S
يتم جدولة التفاصيل المتاحة أدناه:
الجدول 9
السيارات الكهربائية القادمة إلى الهند في عام 2020
(http://overdrive.in/news-cars-auto/cars-coming-to-india-in-2020-electric-vehicles/)
| EV (Wh المستهلك / km) | سعر | نوع البطارية | قدرة كيلوواط ساعة | القدرة الصالحة للاستخدام | المحركات | عزم الدوران | التسريع | السرعة القصوى | المدى كم | ملاحظات |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| تاتا نيكسون EV (100 واط / كم) | روبية. 15 إلى 17 لتر | ليثيوم أيون | 30.2 | المغناطيس الدائم AC المحرك | عجلات أمامية 129 حصان و 245 نيوتن متر | من 0 إلى 100 كم في الساعة في 9.9 ثانية | غير متوفر | > 300 كم بشحنة كاملة | ||
| GM ZS EV (129 واط / كم) | ليثيوم أيون | 44.5 حزمة بطارية مبردة بالسائل | 143PS / 350Nm محرك العجلات الأمامية | 345 | شاحن على متن الطائرة. شحن كامل في 6 إلى 8 ساعات ؛ أيضا شاحن 50 كيلو واط ليتم إعداده | |||||
| Audi e-tron (220 واط / كم) | ليثيوم أيون | 96 | 86.5 | المحركات الخلفية والأمامية | 436 | |||||
| فورد ماهيندرا أسباير EV | من 6 إلى 7 لترات | ليثيوم أيون | محرك المحور الخلفي | 300+ | ||||||
| معرف فولكس فاجن 3 (136 واط / كم) (138 واط / كم) (140 واط / كم) | <30000 يورو | ليثيوم أيون | 45 (الإصدار الأساسي) | 330 (WLTP) | 290 كم في 30 دقيقة شحن (100 كيلو واط تيار مستمر) | |||||
| روبية. ~ 23.85 لترًا قبل الضرائب والرسوم | ليثيوم أيون | 58 (متوسط المواصفات) | 205 حصان و 310 نيوتن متر | 160 | 420 | |||||
| ليثيوم أيون | 77 (المواصفات الأعلى) | 550 | ||||||||
| جاكوار آي بيس (180 واط / كم) | ليثيوم أيون | 90 | 2 محركات | 400 حصان و 696 نيوتن متر من عزم الدوران | من 0 إلى 100 كم / ساعة في 4.8 ثانية | 320 | > 500 | 80٪ الفصل 90 دقيقة | ||
| بورش تايكان 4S (195 واط / كم) | ليثيوم أيون | 79.4 | محرك مزدوج 800 فولت | 435 حصانًا ، 530 حصانًا عند التعزيز الزائد ، و 640 نيوتن متر. | من 0 إلى 100 كم في الساعة في 4 ثوانٍ. | 250 | 407 | |||
| ليثيوم أيون | 93.4 | 463 |
