Avenços en l'autonomia dels vehicles elèctrics
Contingut
Avenç notable del 2010 al 2020
Des de l'arribada dels vehicles elèctrics al mercat, la durada de la bateria sempre ha cridat l'atenció i la controvèrsia. Com han abordat els fabricants aquest problema i quins avenços s'han fet durant l'última dècada?
Autonomia del vehicle elèctric: un fre al mercat massiu?
L'any 2019, el 63% dels enquestats al baròmetre Argus Energy considerava l'autonomia com l'obstacle més important per passar als vehicles elèctrics. Els automobilistes són molt reticents a pensar en haver de recarregar el cotxe diverses vegades per recórrer llargues distàncies. El desenvolupament d'una infraestructura de càrrega disponible públicament podria reduir aquesta preocupació? Les terminals ràpides, cada cop més presents a les zones d'esbarjo d'autopistes, recuperen la seva plena capacitat per a la majoria de models en menys de 45 minuts. Els aficionats al motor tèrmic no deixaran de recordar que aquesta durada és molt més llarga que la de la gasolina plena.
Tot i que accelerar el desplegament de les estacions de recàrrega podria tranquil·litzar alguns motoristes, les expectatives continuen centrades en la pròpia autonomia.
Necessites ajuda per començar?
Augment de l'autonomia mitjana
Segons l'informe Global Electric Vehicles Outlook 2021 elaborat per l'Agència Internacional de l'Energia, l'autonomia dels vehicles elèctrics ha continuat millorant des de la seva introducció al mercat. Així, hem passat de l'autonomia mitjana declarada de 211 quilòmetres el 2015 als 338 quilòmetres el 2020. Aquests són els detalls dels últims sis anys:
- 2015: 211 km
- 2016: 233 quilòmetres
- 2017: 267 quilòmetres
- 2018: 304 quilòmetres
- 2019: 336 quilòmetres
- 2020: 338 quilòmetres
Si el progrés observat durant els primers cinc anys és encoratjador, es pot sorprendre l'estancament entre el 2019 i el 2020. De fet, aquest creixement més modest ve impulsat per l'entrada al mercat de models encara més compactes. Dissenyades per a ús urbà, tenen piles més petites i, per tant, són menys duradores.
L'autonomia de les marques insígnia en el procés
Així, els motoristes que busquen més autonomia poden estar segurs que els fabricants segueixen millorant els vehicles que poden recórrer llargues distàncies, com les berlines o els SUV. Per entendre-ho, només cal analitzar la capacitat de la bateria d'un vehicle en particular observant l'evolució model per model. El Tesla Model S, a la venda des del 2012, ha vist augmentar contínuament la seva autonomia:
- 2012: 426 quilòmetres
- 2015: 424 quilòmetres
- 2016: 507 quilòmetres
- 2018: 539 quilòmetres
- 2020: 647 quilòmetres
- 2021: 663 quilòmetres
Aquest augment regular s'ha obtingut per diferents mètodes. En particular, Palo Alto ha creat bateries cada cop més grans alhora que millora el programari de control del Model S. S'actualitza constantment per fer el vehicle més eficient i optimitzar la capacitat de la bateria.
Objectius ambiciosos a curt termini
Per millorar encara més l'autonomia dels vehicles elèctrics, avui s'estan explorant diverses vies. Els investigadors estan intentant que les bateries siguin encara més eficients, ja que els fabricants busquen "pensar elèctricament" a partir del disseny del xassís del vehicle.
Noves plataformes Stellantis per a l'electromotorització
El Grup Stellantis, un important actor del mercat de l'automoció, vol desenvolupar la seva gamma de vehicles elèctrics. A partir del 2023, 14 de les marques del grup (entre elles Citroën, Opel, Fiat, Dodge i Jeep) oferiran vehicles construïts amb xassís dissenyats com a plataformes purament elèctriques. Aquesta és una evolució real en un moment en què la majoria dels vehicles elèctrics utilitzen el xassís de models tèrmics equivalents.
En particular, Stellantis es compromet a respondre a les alarmes d'avaries, que segueixen sent importants per als conductors de vehicles elèctrics. Per tant, els desenvolupadors han introduït quatre plataformes dedicades a aquest motor en particular:
- Petita: estarà reservada per a vehicles urbans i polivalents com el Peugeot e-208 o el Fiat 500. Aquesta plataforma promet una autonomia de 500 quilòmetres.
- Mitjà: aquesta plataforma s'instal·larà en vehicles sedans més llargs. Les bateries corresponents proporcionaran una autonomia de 700 a 800 quilòmetres.
- Gran: aquesta plataforma estarà dissenyada per a SUV amb una autonomia declarada de 500 quilòmetres.
- Marc: la quarta plataforma estarà totalment reservada per a vehicles comercials.
L'objectiu d'aquesta estandardització és compensar parcialment els costos de l'electrificació. A més d'ampliar la gamma, Stellantis també espera oferir models EV més assequibles. Aquest enfocament es nota per als automobilistes: a França, el cost més elevat de comprar vehicles elèctrics encara es compensa parcialment per la prima de conversió, però és probable que disminueixi en el futur.
800 quilòmetres d'autonomia el 2025?
Samsung i bateria d'estat sòlid
Segons els fabricants, molt aviat l'autonomia d'una bateria carregada serà igual a la d'un dipòsit ple! Els investigadors que treballen amb la marca Samsung van presentar un nou concepte de bateria d'electròlit sòlid el març de 2020. Actualment, les bateries d'ions de liti, que estan equipades amb la majoria de vehicles elèctrics, funcionen amb electròlits líquids o en forma de gel; canviar a bateries d'electròlit sòlid significarà una densitat d'energia més alta i una recàrrega més ràpida.
Amb el doble de volum que les bateries tradicionals, aquesta innovació de Samsung permetrà als vehicles elèctrics recórrer fins a 800 quilòmetres. La vida útil és un altre argument a favor d'aquesta bateria, ja que es pot recarregar més de 1000 vegades. Queda per superar el curs de producció... Si el prototip de Samsung és prometedor, de moment res diu que els fabricants hi recorren!
Innovació SK i càrrega súper ràpida
Una altra empresa de Corea del Sud que busca 800 km d'autonomia és SK Innovation. El grup va anunciar que està treballant en una nova bateria més autònoma i d'alta intensitat, basada en níquel, alhora que redueix el temps de càrrega del terminal ràpid a 20 minuts! SK Innovation, que ja és proveïdor del fabricant Kia, vol desenvolupar-se més i està construint diverses fàbriques a Geòrgia. L'objectiu final és equipar Ford i Volkswagen amb vehicles elèctrics fabricats als Estats Units.
A una distància de 2000 quilòmetres?
El que fa uns anys podia passar per ciència ficció es pot convertir ràpidament en una realitat tangible. Un grup de científics alemanys i holandesos que treballen per a Fraunhofer i SoLayTec, respectivament, han desenvolupat un procés patentat anomenat Spatial Atom Layer Deposition.
(SALD). Aquí no hi ha canvis en la química, com és el cas dels sud-coreans Samsung i SK Innovation. El progrés aconseguit es refereix a la tecnologia de les bateries. Els investigadors van tenir la idea d'aplicar el material actiu dels elèctrodes en forma d'una capa de diversos nanòmetres de gruix. Com que la recollida d'ions de liti només es produeix a la superfície, no calen elèctrodes més gruixuts.
Per tant, per a igual volum o pes, el procés SALD optimitza tres elements clau:
- àrea efectiva de l'elèctrode
- la seva capacitat per emmagatzemar electricitat
- velocitat de càrrega
Així, els vehicles equipats amb una bateria SALD poden tenir una autonomia tres vegades superior a la dels models més potents que hi ha actualment al mercat. La velocitat de recàrrega es podria augmentar cinc vegades! Frank Verhage, director general de SALD, fundada per comercialitzar aquesta innovació, diu que una autonomia de 1000 quilòmetres per als cotxes urbans i fins a 2000 quilòmetres per als sedans. El líder es resisteix a establir un rècord d'autonomia teòrica, però espera tranquil·litzar els conductors. Fins i tot els automobilistes esportius encara poden tenir un 20 o un 30% de potència després de recórrer 1000 quilòmetres, va dir.
Una altra bona notícia és que el procés SALD és compatible amb la diferent química de les cèl·lules existents:
- NCA (níquel, cobalt, alumini)
- NMC (níquel, manganès, cobalt)
- bateries d'electròlit sòlid
Podem apostar que aquesta tecnologia va més enllà de l'etapa del prototip, mentre que SALD ja diu que està en discussió amb alguns fabricants d'automòbils.
