نهج جديد لبطاريات السيارات على وشك تحويل المركبات الكهربائية

تمتلك CATL بالفعل مصنعًا في ألمانيا ، جنبًا إلى جنب مع مصنع بطاريات قيد الإنشاء بقيمة 5 مليارات دولار في إندونيسيا وتخطط لاستثمار مماثل في الولايات المتحدة. تساعد استثماراتها الخاصة في تعدين الليثيوم والكوبالت على حماية الشركة من تقلبات أسعار السلع الأساسية. لكن أحد العوامل الرئيسية للتوسع العالمي لشركة CATL هو تقنية الانتقال من خلية إلى هيكل ، حيث يتم دمج البطارية والهيكل والجزء السفلي من السيارة الكهربائية كوحدة واحدة ، مما يلغي تمامًا الحاجة إلى حزمة بطارية منفصلة في السيارة.

ستؤدي إعادة توزيع الجزء الأكبر من البطاريات أيضًا إلى توفير مساحة في تصميم السيارة للحصول على مساحة داخلية أكثر اتساعًا ، حيث لن يحتاج المصممون بعد الآن إلى رفع ارتفاع الأرضية للمركبة الكهربائية لإخفاء الخلايا الموجودة أسفلها في لوح كبير. بعد التحرر من هذه القيود السابقة ، حيث يمكن للخلايا أن تشكل الهيكل بأكمله ، سيكون المصنعون قادرين على ضغط المزيد من الخلايا في كل EV ، وبالتالي زيادة النطاق.

تقدر CATL أن مركبات الإنتاج من هذا التصميم ستحقق نطاقات 1000 كيلومتر (621 ميل) لكل شحنة – بزيادة 40 بالمائة عن تقنية البطاريات التقليدية.

محل لبيع مواد التجميل

في يوم بطارية تسلا 2020، قامت الشركة بمشاركة معلومات حول بعض التطورات الرئيسية. بينما تسلا الجديدة بطارية 4680 سيطر الرئيس التنفيذي إيلون ماسك ونائب الرئيس درو باجلينو على عناوين الأخبار ، حيث أوجزا كيف يتغير إنتاج سيارات تسلا من خلال استخدام أجزاء مصبوبة على نطاق واسع لاستبدال العديد من المكونات الأصغر. قالوا أيضًا أن تسلا ستبدأ في استخدام تقنية خلية إلى جسم بحلول عام 2023 تقريبًا.

باستخدام تشبيه جناح الطائرة – حيث الآن بدلاً من وجود جناح بخزان وقود بداخله ، فإن الدبابات على شكل جناح – قال الثنائي إن خلايا البطارية ستندمج في هيكل السيارة. للقيام بذلك ، طورت تسلا غراءًا جديدًا. عادةً ما يحافظ الغراء الموجود في حزمة البطارية على الخلايا واللوحات المعبأة معًا ويعمل كمثبط للحريق. يضيف حل Tesla وظيفة تقوية للمادة اللاصقة ، مما يجعل البطارية بالكامل حاملة.

يوضح ماك تورك: “يتيح دمج الخلايا في الهيكل المعدني للخلايا والهيكل أن يصبح متعدد الأغراض. تصبح الخلايا مخزنة للطاقة وتدعم هيكليًا ، بينما يصبح الهيكل داعمًا هيكليًا ويحمي الخلايا. يؤدي هذا إلى إلغاء وزن غلاف الخلية بشكل فعال ، وتحويله من الوزن الثقيل إلى شيء ذي قيمة لهيكل السيارة “.

وفقًا لـ Tesla ، فإن هذا التصميم ، إلى جانب صب القوالب ، يمكن أن يسمح للمركبات بتوفير 370 قطعة. يقلل هذا من وزن الجسم بنسبة 10 في المائة ، ويقلل من تكاليف البطارية بنسبة 7 في المائة لكل كيلوواط / ساعة ، ويحسن نطاق السيارة.

بينما يبدو أن بطارية Tesla 4680 ذات الحجم الأكبر تلعب دورًا أساسيًا في قدرة الشركة على الانتقال إلى تصميم من خلية إلى جسم ، فإن CATL’s بطارية Qilin الجديدة تتميز بزيادة السعة بنسبة 13 بالمائة عن 4680 ، مع كفاءة استخدام حجم تصل إلى 72 بالمائة وكثافة طاقة تصل إلى 255 واط / ساعة لكل كيلوغرام. من المقرر أن تصبح جزءًا رئيسيًا من الجيل الثالث من حلول CATL من خلية إلى حزمة ومن المرجح أن تشكل أساس عرض الشركة من خلية إلى هيكل.

خلية سهلة

تستخدم سيارة Leapmotor C01 السيدان ، التي سيتم بيعها لاحقًا في عام 2022 ، تصميمًا من خلية إلى هيكل.

الصورة: Leapmotor

بالنسبة لأولئك الذين يفكرون في أن تقنيات البطاريات المتطورة هذه لا تزال أمامهم بضع سنوات ، فإن من خلية إلى هيكل موجود بالفعل هنا. شركة EV الصينية سريعة النمو ولكنها لا تزال غير معروفة نسبيًا محرك قفزة تدعي أنها أول شركة تقدم سيارة إنتاج تتميز بتكنولوجيا من خلية إلى هيكل في السوق. يجب أن يتم طرح سيارة Leap’s C01 السيدان للبيع قبل نهاية عام 2022. وباستخدام التكنولوجيا الخاصة ، التي عرضت الشركة مشاركتها مجانًا ، يقول ليب إن C01 تقدم معالجة فائقة (قد يكون التوزيع الأفضل للوزن للتصميمات من الخلية إلى الهيكل هو السبب في ذلك. ) ، ومدى أطول قليلاً ، وتحسين سلامة الاصطدام.

تم إنشاء العديد من المركبات الكهربائية سابقًا من منصات سيارات الاحتراق الداخلي – وبعضها لا يزال كذلك – ولكن اعتماد تصميمات من خلية إلى هيكل سيجعل تلك المنصات القديمة تتفوق عليها بشكل يائس. وفقًا لـ Frost في Sprint Power ، “التزام معظم الناس [manufacturers] إلى مستقبل للسيارات الكهربائية فقط بالاقتران مع تصميمات أكثر تكاملاً ، مثل من خلية إلى هيكل ، سيؤدي إلى تحسينات كبيرة في التصميم العام وأداء المركبات الكهربائية. “

في حين أن تقنية الانتقال من خلية إلى هيكل هي بلا شك الخطوة التالية مع المركبات الكهربائية ، إلا أنها ليست حلاً سحريًا. من المحتمل أن تكون تقنيات مثل بطاريات الحالة الصلبة والبطاريات القائمة على الصوديوم جزءًا من اللغز. وسيؤدي الاعتماد من خلية إلى هيكلية بلا شك إلى ظهور مشكلات جديدة لهذه الصناعة.

لسبب واحد ، سيكون استبدال الخلايا المعيبة أكثر صعوبة في السكن من خلية إلى هيكل ، حيث ستكون كل خلية جزءًا لا يتجزأ من هيكل السيارة. ثم هناك سؤال عما يحدث عندما يتم إلغاء السيارة. حاليًا ، يمكن للوحدات أن تجد طريقها إلى العديد تطبيقات الحياة الثانيةلكن McTurk يعتقد أن أحجام البطاريات الأكبر في التصميمات من خلية إلى حزمة ومن خلية إلى هيكل قد تقصرها على تطبيقات تخزين الشبكة.