Fordelene ved batteriskift til elbiler

Behovet for at oplade EV-batterier kan afskrække potentielle købere. Batteribytning kan hjælpe med at overvinde problemet ved hjælp af internationale standarder.

Batteribytning er blevet almindeligt sted selv for e-scootere.

Den brede udbredelse af elektriske køretøjer rundt om i verden er en af ​​måderne til at nå emissionsmålene for 2030 og 2050. Det Internationale Agentur for Vedvarende Energi (IRENA) har fremført dette budskab konsekvent, som Jaidev Dhavle, Associate Program Officer hos IRENA gjorde det klart i en nylige-techinterview. En af vores tilgange, siger han, "er at fokusere på afgørende "slut-brugssektorer, der kan drage fordel af en grønnere model. På innovations- og teknologicentret i Bonn, som jeg er en del af, er der fem slut-områder, der er af central interesse, som omfatter at fremme indførelsen af ​​elektriske køretøjer og energilagringsløsninger."

Tallene er på vej, men...

Mens vedtagelsen af ​​elbiler er steget kraftigt i løbet af de sidste ti år, tvivler mange på, at markedet vil være i stand til at vokse nok til at hjælpe med at nå netto nul-emissionsmål inden 2050. Ifølge Det Internationale Energiagentur (IEA) bidrager vejtransport til en sjettedel af de globale emissioner. Den advarer om, at for at nå netto-nul-scenariet, "skal salget af elbiler nå op på omkring 65 % af det samlede bilsalg i 2030."

Mens væksten var på sporet i 2023, skal der gøres en vedvarende indsats for at holde kursen, herunder en større udbredelse af en opladningsinfrastruktur, som ikke opfylder kravene på nuværende tidspunkt. "Antallet af offentlige ladepunkter er stigende, men udbredelsen skal accelerere," rådgiver organisationen.

Rækkevidde og opladningsangst får skylden

Interview et vilkårligt antal bilejere, der endnu ikke har købt en elbil, og de vil give manglen på ladepunkter skylden for deres tøven. Rækkeviddeangst, som det ofte kaldes, refererer til, hvor langt elbiler kan køre uden at løbe tør for batteristrøm. Men en anden type frygt, kaldet opladningsangst, som fokuserer på pålideligheden af ​​ladepunkter, er også ved at blive udbredt. Ifølge den britiske strømleverandør National Grid afskrækker frygten for lange køer under spidsbelastningstider, hærværk eller ødelagt udstyr, upålidelig software eller hardware potentielle købere.

Opladningsinfrastrukturen involverer kompleks elektronik, som er standardiseret af IEC. Der er udgivet adskillige standarder for at lette e-opladning på tværs af lande, herunder IEC 62196-serien af ​​standarder, som dækker de mekaniske, elektriske og ydeevnekrav til stik, stikkontakter, køretøjsstik og køretøjsindgange til forbindelsen mellem EV-forsyningsudstyret og det elektriske køretøj. IEC 61851-serien specificerer opladningsinfrastrukturerne for jævnstrøm og vekselstrøm, mens IEC 63110 etablerer administrationsprotokollen for opladnings- og afladningsinfrastrukturen for elbiler.

Når det kommer til at integrere elbiler i elnettet, har TC 57 for nylig udgivet flere standarder, som hjælper elbiler med at fungere som leverandører af energi til nettet. (For at finde ud af mere, læs interviewet med Frances Cleveland ie-tech.)

IEC er endda ved at bane vejen for fremtidige teknologier, som endnu ikke er udbredt. Den har udgivet flere standarder for trådløs strømoverførsel (WPT) - hvilket betyder, at EV kan oplade sit batteri ved at placere det på en induktiv pude på jorden uden stik eller kabler. Induktive WPT-systemer bruger magnetisk feltkobling mellem ledende spoler indlejret i vejbanen og køretøjet. Dynamiske WPT-systemer -, der gør det muligt for biler at lade op på farten, mens de er i bevægelse - er også et lovende område, og IEC har allerede offentliggjort en offentligt tilgængelig specifikation (PAS), der omhandler teknologien.

Et blomstrende marked, som er afhængig af internationale standarder

Der er en anden løsning, som gør meget for at lindre frygt for elbilkøbere, og som tager ladeelementet ud af ligningen: batteribytning. Det indebærer at udskifte et opbrugt EV-batteri med et fuldt opladet et på specialiserede byttestationer. De kommercielle udsigter for batteribytning er meget optimistiske. Ifølge denne rapport fra BCC Research forventes markedet at have en sammensat årlig vækstrate på 25,5% fra 2024 til 2029, hvilket springer fra USD 894,2 millioner i 2024 til USD 2,8 milliarder ved udgangen af ​​2029.

Forbes nævner flere aktører, der allerede positionerer sig på markedet: Den kinesiske elbilsproducent NIO, batterigiganten CATL og San Francisco-baserede Ample tilbyder batteri-byttetjenester i Europa, Kina og USA. IEC har banet vejen for batteribytte ved at udgive IEC TS 62840-1, som giver et generelt overblik over batteribyttesystemer i elbiler, og IEC TS 62840- 2, som specificerer sikkerhedskravene til batteribyttesystemer i elbiler. En offentlig tilgængelig IEC-specifikation 62840-3 etablerer interoperabilitetskrav for batteribyttesystemer, der arbejder med aftagelige batterisystemer.

Fordele og ulemper ved batteriskift

Blandt fordelene ved batteriskift er for det første tidsgevinster: Selv med en hurtigopladningsmulighed skal bilejere bruge mindst 30 minutter på bilopladning -, selvom en kinesisk elbilproducent hævder, at en af ​​deres elbiler er i stand til at oplade på 5 minutter. Andre fordele inkluderer, måske lidt mod intuitivt, omkostninger: Købere kan købe en elbil uden batteri, hvilket gør det meget billigere at anskaffe sig på forhånd.

Batteribytteindustrien er også i stand til at vedligeholde batterier effektivt, hvilket forlænger deres levetid, hvilket er et plus i en cirkulær økonomitilgang. Batteribyttestationer fylder mindre end EV-ladestationer, hvilket er en fordel i tætbefolkede områder som byer. Og fra et forsyningssynspunkt kan batteribytterfirmaer genoplade batterierne ved meget lavt elforbrug eller uden for-peak og derved lægge mindre pres på elnettet.

På den negative side har batterier foreslået af batteribyttefirmaer en pris, som på længere sigt kan betyde, at batteribytte er mindre rentabelt for brugerne end at anskaffe en elbil med et batteri. Mulighederne for nuværende brugere er enten at anskaffe et batteri gennem en årlig abonnementstjeneste eller på et betalings-pr.-system. Ligesom med EV-opladning er manglen på infrastruktur fortsat en udfordring, og der skal bygges mange flere batteribyttestationer, så forbrugerne fuldt ud kan adoptere løsningen. Mange af de eksisterende stationer tilbyder manuel i stedet for automatisk bytte, hvilket kan afskrække nogle brugere. Der er også sikkerhedsproblemer: Hvis et batteriskift ikke udføres korrekt, kan der opstå en kortslutning, der forårsager brand.

Det er her IEC-standarderne kommer ind i billedet: Ved at specificere sikkerheden for batterikrav til batteribyttesystemer hjælper IEC 62840-2 med at overvinde nogle af barriererne for, at systemet bliver mere udbredt. IECEE (IEC System of Conformity Assessment Schemes for Electrotechnical Equipment and Components) er et af de fire overensstemmelsesvurderingssystemer, der administreres af IEC. Den kører en ordning, som tester batteriernes sikkerhed, ydeevne, komponentinteroperabilitet, energieffektivitet, elektromagnetisk kompatibilitet og farlige stoffer.

Som med stik- og kabelopladningssystemer og med trådløs overførselsopladning baner IEC-standarder og overensstemmelsesvurderingssystemer vejen for morgendagens EV-infrastruktur.