הרעיון: להחליף מנוע חשמלי או מנוע בעירה פנימית ביחידה היברידית קומפקטית שכוללת מנוע בעירה כדי לספק פתרון מיידי לדרישה הלהטת ביותר בסין כיום: כלי רכב היברידים-נטענים.

הקונספט ההיברידי של 'הורס' עדיין לא נכנס לייצור סדרתי אבל אם יהיה לו ביקוש הוא יטשטש את הגבולות ההיסטוריים בין יצרניות רכב לבין ייצור מנועים ומערכות הנעה: השותפות החדשה בין רנו לבין ג'ילי תייצר מערכות הנעה לכל דכפין, בדגש על יצרניות רכב חדשות או קטנות שלא מייצרות מנועים.

קונספט "Future Hybrid" של 'הורס' אורז לתוך יחידה קומפקטית אחת מנוע בעירה פנימית, מנוע חשמלי, מערכת תמסורת, ואת כל האלקטרוניקה שנדרשת כדי "לתזמר" את הפעילות של כלל המערכות. מכיוון שלא מעט יצרניות רכב חשמלי רוכשות את המנועים החשמליים שלהן מספקים חיצוניים זה יכול להיות פתרון מושלם עבורן: במקום לקנות מנוע כזה או אחר – הן ירכשו מערכת הנעה היברידית-נטענת מושלמת.

בדחיפת ממשלת סין

כמו תחום הרכב החשמלי כולו, גם המגמה הלוהטת כרגע בעולם של הנעה היברידית-נטענת מונעת ביוזמת ממשלת סין שרוצה למנף את היתרונות היחסיים שלה בתחום הרכב החשמלי. לאחר ששוק הרכב הסיני מיצה את פוטנציאל הגידול של רכב חשמלי טהור באזורים המאוכלסים במדינה רוצה הממשלה להגיע גם לאזורים שבהם קשה ויקר יותר להקים תשתיות ציבוריות לטעינת רכב חשמלי. לצורך זה נדרשים כלי רכב היברידים-נטענים שמשלבים מנוע בעירה עם הנעה חשמלית – בין אם כהיברידים-נטענים ובין אם כמאריכי טווח (למעשה: גנרטורים שמייצרים חשמל).

בסין מכנים את כלל הקטגוריה של כלי רכב "מחושמלים", כלומר חשמליים ומשולבים, "רכבי אנרגיה חדשה", והפלח הצומח ביותר בתוכה הוא זה של היברידים-נטענים.

זה המקטע שאליו שואפים אנשי 'הורס', והקונספט החדש שלהם מציע "פתרון מדף" שיצרניות רכב יכולות להזמין ולקבל די מהר כדי לשלב בכלי רכב עתידיים שלהן.

העניין הוא שבשונה ממנועים חשמליים, שקל יחסית לייצר, הרבה יותר מסובך לייצר מנועי בעירה ומספר הספקים שלהם מוגבל בהרבה. יצרנית רכב שרוצה לייצר רכב היברידי חייבת להיות הבעלים של מפעל לייצור מנועים או להתקשר עם ספק של מנועים כאלה, והפתרון של 'הורס' הופך את כל העסק להרבה יותר קל וזמין עבורה: הוא כולל לא רק את מנוע הבעירה אלא גם את כל האינטגרציה שנדרשת בין שני המנועים, כולל מערכת הניהול האלקטרונית ומערכת התמסורת.

אנשי 'הורס' מסבירים שהקונספט שלהם יכול לפעול הן כהיברידית מקבילה מסורתית, כלומר להניע את הגלגלים הקדמיים, וגם כמאריך טווח – כלומר לייצר חשמל למנוע חשמלי, והוא מחובר ישירות לתוך תת-השלדה של המכונית – שם הוא יכול להחליף מנוע בעירה או מנוע חשמלי.

יצרנית רכב יכולה לבחור אם להציע רכב בתצורת הנעה קדמית או להוסיף מנוע או מנועים חשמליים לסרן האחורי ולקבל הנעה לכל הגלגלים. מנוע הבעירה מסוגל לשרוף סוגי דלק שונים, בהם בנזין רגיל או דלקים סינטטיים או תרכובות אתנול או מתנול.

אנשי 'הורס' מבטיחים שהמערכת שלהם משמעותית פחות מסובכת ומורכבת ממערכות הנעה היברידיות קיימות וגם יותר קומפקטית מהן, ושהם יספקו מערכות סדרתיות כאלה ללקוחות ראשונים כבר בשנת 2028.

כאמור, יחידת ההנעה הזאת מושלמת מבחינה זאת שהיא כוללת את כל הרכיבים הנחוצים, בהם גם כל האלקטרוניקה שנדרשת במערכת הנעה היברידית – למשל יחידת בקרה, מהפך זרם, ממיר DC/DC ומטען מובנה, והיא מאפשרת טעינה במתח של 800 וולט לטעינה מהירה.

כפי שכתבנו כאן לא פעם ולא פעמיים, חברת Horse Powertrain הוקמה במקור על-ידי רנו שהעבירה לידיה את כל הידע שהחברה צברה בכ-130 שנים בתחום מנועי בעירה, ולאחר מכן מכרה כמחצית מן הבעלות לג'ילי הסינית, הבעלים של וולוו, שאיחדה לתוכה את חטיבת מנועי הבעירה של היצרנית השבדית (Aurobay Technologies). לאחר מכן נמכרו 10% מן הבעלות בחברה המשותפת לחברת האנרגיה הסעודית ארמקו, כך שכיום רנו מחזיקה 45% מן הבעלות בחברה וג'ילי מחזיקה בנתח זהה.

לקריאה נוספת:

רנו, אחת מיצרניות הרכב הראשונות בעולם, נאלצת להיעזר בחברה איטלקית קטנה כדי לפתח מנוע דיזל חדש

ג'ילי הולכת על הראש של BYD עם מערכת היברידית נטענת

כמה שווה רכב סיני משומש שהיצרן שלו פשט רגל?

The post רנו וג'ילי הופכות רכב חשמלי להיברידי נטען appeared first on TheCar.

עמדת הטעינה החזקה תוצג רשמית בתערוכת המכוניות הבינלאומית של בייג'ינג, שתיערך ב-23 באפריל, וכמובן שהיא מקוררת באמצעות נוזל ומתאימה לאף מכונית שמסוגלת להשתמש בה, לפחות כרגע.
למרות זאת, בזיקר מדגישים שלא מדובר בתצוגת תכלית טכנולוגית בלבד אלא בפרויקט רציני ומושקע שכבר במהלך הרבעון השני השנה יטעין מכוניות "ברחוב". מה שאמנם פחות ברור זה אם יש כרגע בכלל מכוניות שיכולות לנצל את היכולת הזאת, אם כי זה פותר מצב קלאסי של "ביצה ותרנגולת".

מי שחשף בשבוע שעבר באופן רשמי את התוכנית ואת הכוונות הוא ז'או יוהוי, סגן נשיא קבוצת ג'ילי, שנאם ב'פורום הרכב החשמלי 100' של סין. יוהוי הבטיח שתחנת הטעינה תספק חשמל לעשרה כבלים ותקעים נפרדים, וכל אחד מהם יוכל לטעון מכונית אחרת בקצב של 1200 קילוואט. "אנחנו נוביל את תעשיית הטעינה אל עידן הטעינה האולטרה-מהירה בקצב של 1 מגה-וואט", הבטיח יוהוי.

לשם השוואה, העמדות החזקות ביותר של טסלה מספקות כיום עד 500 קילוואט, העמדות החזקות ביותר של 'לי אוטו' מספקות 520 קילוואט, אלה של ניו מספקות 640 קילוואט, והעמדות החזקות ביותר של אקספנג מספקות עד 800 קילוואט. כמובן שכל הנתונים האלה מתארים תמונת מצב רגעית בלבד במרוץ לקצב הטעינה המהיר ביותר.

כמו חלק מיצרניות הפרימיום טק האחרות, שמשכללות את מודל ה'סופרצ'ארג'רים' של טסלה – גם זיקר משקיעה משאבים עצומים בטעינת רכב בכלל, ובפיתוח רשת ציבורית אך ייעודית ללקוחותיה. זיקר החלה לפני שלוש שנים לפרוש רשת מטענים מהירים בקצב של 360 קילוואט במסגרת "Zeekr power" שלה, והתקינה בהדרגה מטענים חזקים יותר ויותר – בתחילה בהספק של 600 קילוואט ולאחר מכן בהספק של 800 קילוואט. רשת הטעינה של זיקר ברחבי סין כוללת כיום 826 נקודות שבהן מוצבות יותר מ-4,000 עמדות טעינה.

נדגיש שוב: כדי שסוללות של כלי רכב יוכלו לקבל את כמות האנרגיה המרשימה הזאת הן חייבות להיות בנויות בהתאם, ומערכת החשמל של הרכב חייבת לפעול במתח גבוה כדי שיהיה אפשר להשתמש בכבלים בגודל סביר ומבלי להגיע לזרם שיחמם את כל המערכת לטמפרטורות התכה.

לצורך זה BYD חשפה כבר ארכיטקטורת 1,000 וולט למכוניות שלה, וגם זיקר וכל מי שתרצה לנצל את היכולות של עמדות טעינה אולטרה מהירות יידרשו לבנות מכוניות עם מתח עבודה גבוה.

תצוגת תכלית בביג'ינג

"מלחמת קצב הטעינה", שאותה מעודדת ממשלת סין עם תמיכות בכל האקו-סיסטם הרלוונטי, תבוא לביטוי מוחשי מאוד בתערוכת בייג'ינג הקרובה שבה יחשפו מספר יצרניות רכב וספקיות ציוד את המטענים המהירים שלהן.

שעות ספורות לאחר ההכרזה של זיקר ב'פורום הרכב החשמלי 100' הכריז באותו הפורום הו ג'ינלונג, נשיא האנרגיה הדיגיטלית של וואווי, על עמדת טעינה בהספק של 1500 קילוואט, והבטיח שהיא תטען 20 קילוואט שעה של חשמל בכל דקה.

עמדת הטעינה של וואווי לא מיועדת בשלב ראשון לשוק מכוניות הנוסעים אלא למשאיות כבדות, וכפי שאמר ג'ינלונג בנאומו: "כדי שמשאיות כבדות יהיו מחושמלות נדרש שמשך הטעינה שלהן יהיה קצר מחצי שעה". עם זאת, ברור ש"עם האוכל בא התיאבון": ברגע שיהיו עמדות טעינה חזקות מספיק יצרניות הסוללות לא יישארו מאחור ולכל הפחות ינסו להציע סוללות שמסוגלות לקבל קצב טעינה אדיר כזה מבלי להיהרס.

כזכור, מוקדם יותר החודש חשפה BYD את המטען המהיר שלה שמספק 1,000 קילוואט ותומך בארכיטקטורת ה-1,000 וולט שהחברה מטמיעה בדגמים החשמליים השונים שלה. אנשי BYD מוכרים את הרעיון הזה תחת הסיסמה "תוספת 400 קילומטרים טווח ב-5 דקות".

גם ספקית שירותי התחבורה הסינית 'דידי' חשפה עמדת טעינה מהירה בקצב של 1000 קילוואט, וזה ממקד את תשומת הלב אל שניים מן הכוחות החזקים ביותר שמניעים את המגמה הזאת מתוך הצורך שלהן: יצרניות רכב חשמלי שחייבות לשבור את מחסום "חרדת הטעינה" של לקוחותיהן, וספקיות שירותי ניידות שסובלות מאותה חרדה.

דידי, ה"אובר הסיני", היא פלטפורמת הנסיעות השיתופיות הגדולה ביותר בסין והיא מפעילה ברחבי המדינה יותר ממיליון (!) כלי רכב חשמליים. מאליו ברור שדידי היא גם אחד הלקוחות הגדולים ביותר בעולם לטעינה חשמלית.

כבר בשנת 2019 הקימה דידי מיזם משותף עם ענקית האנרגיה הבריטית BP להקמת רשת מרכזי טעינה לרכב חשמלי ברחבי סין. לאחרונה היא הכפילה את היקף רשת תחנות החלפת הסוללות שלה בפרויקט משותף עם יצרנית הסוללות הגדולה בעולם – CATL, וכעת היא מוסיפה לכך שכבה נוספת של מטענים אולטרה-מהירים.

חוץ מאשר קצב הטעינה עצמו אי אפשר שלא להתפעל מ"קצב הפרישה" של עמדות כאלה ברחבי סין: BYD הכריזה שהיא תתקין 4,000 עמדות טעינה בקצב של 1,000 קילוואט ומחציתן יוצבו בסין עוד במהלך החודש הנוכחי.

הטעינה מהירה, אספקת החשמל קצת פחות

מושג חדש מתחום החשמל שנכנס לחיים שלנו ככל שעמדות טעינה אולטרה-מהירות הופכות מחזון למציאות הוא קצב טעינה 5C ו-6C. מונחים אלה מציינים כמה מהר אפשר לטעון סוללה במלואה ביחס לקיבולת שלה. הפירוש של קצב של 1C הוא טעינת מלוא הקיבולת בשעה אחת, ולכן קצב 5C מייצג טעינה בחמישית שעה, או תוך 12 דקות, וקצב 6C מלמד על טעינה מלאה בתוך 10 דקות.

אבל בעוד שחזון הטעינה האולטרה-מהירה מפתה מאוד הוא גם מציב אתגרים משמעותיים, במיוחד בכל הנוגע לאספקת חשמל לעמדות הטעינה ולעלויות הקמת ותחזוקת התשתית הזאת.

מטענים בעלי כושר אספקה גבוה זקוקים לאספקת חשמל עוצמתית במיוחד כלומר לרשת אספקה חזקה ויציבה וככל הנראה גם למתקני אגירה מקומיים. כל החברות שפורשות כעת מטענים אולטרה מהירים בסין לא משתפות אותנו בעלויות שלהן וגם לא מספרות כמה כסף או תמיכה שוות ערך כספי הן מקבלות מממשלת סין שמעוניינת לדחוף את תחום הרכב החשמלי.

מן הנתונים שידועים במערב אפשר להעריך שהקמת כל עמדת טעינה אולטרה-מהירה קונבנציונלית יחסית עולה בסדרי גודל של 100,000 דולר, וזה לפני שדיברנו על העלויות המדינתיות של שדרוגים לתשתיות החשמל הארציות והמקומיות.

במקביל, בסין הולך ומושלם פאזל גדול הרבה יותר שמחבר ספקים וצרכנים אל יצרניות חשמל כמו חברות החשמל הממשלתיות הגדולות של המדינה, בהן 'תאגיד הרשת הממלכתי של סין (SGCC)' שמקדמת פרויקט "רכב לרשת" (V2G) שמבוסס על רכבים חשמליים חונים שמסייעים לייצב את הביקוש וההיצע של הרשת הארצית, או 'רשת החשמל הדרומית של סין' (CSG) שפורשת תשתיות טעינה מהירה במחוזות הדרומיים בתוך כדי שילוב מקורות אנרגיה מתחדשת.

שחקניות אחרות הן, למשל, Star Charge, TELD ו-Sinopec שמקימות במקביל כמה מרשתות הטעינה הגדולות ביותר בסין. Star Charge פרשה כבר יותר מחמי מיליון עמדות טעינה ציבוריות שחלקן מהירות במיוחד, TELD מפתחת מערכות ניהול טעינה חכמות, מבוססות בינה מלאכותית, שאמורות לתאם בזמן אמת בין ביקוש להיצע.
Sinopec – אחת מחברות הנפט הגדולות בעולם, יצרה מיזם משותף עם CATL להקמת 10,000 תחנות להחלפת סוללות בפריסה ארצית, וגם היא צפויה להיות שחקנית חשובה בתחום הטעינה המהירה.

חמישה האמפר שלנו

סין מניעה במהירות את העולם לכיוון הרכב החשמלי והיא ממנפת את העוצמה הממשלתית של ארגון רב עוצמה ואדיר משאבים שיכול "להתביית" על מטרות לאומיות ארוכות טווח בלי הפרעות ו"זיגזוגים", בתוך כדי איגום כל המשאבים הלאומיים. אף מדינה או ממשלה אחרת בעולם לא משקיעה משאבים כאלה ולכן לאף יצרנית רכב אין סיכוי לשרוד לבדה מול העוצמה הזאת.

ממשלת סין פותרת אחד לאחד את כל החסמים מפני חדירת רכב חשמלי וכך היא מאפשרת הבשלה מהירה של טכנולוגיית הנעה שמציבה אותה בעמדת הובלה עולמית. טעינה אולטרה-מהירה – אם וכאשר תקבל גם את המכוניות המתאימות שיכילו סוללות מתאימות – פותרת אחת ולתמיד את חרדת הטעינה מפני שאף מכונית לא "תיתקע" בעמדות כאלה למשך עשרות דקות, כמקובל כיום.

לקריאה נוספת:

מה זה חשמל? שמונה מונחים שכל בעל רכב חשמלי חייב להכיר

כל האמת על תקן טווח הנסיעה הסיני CLTC לרכב חשמלי

קונים רכב חדש? 10 דברים שחייבים לבדוק רק על-ידי נסיעת מבחן

The post מלחמת הטעינה: זיקר תציג עמדת טעינה בקצב של 1200 קילוואט appeared first on TheCar.

אנשי BYD טוענים שטעינת כלי רכב חשמליים תתבצע בקצב דומה לזה של שאיבת דלק, וכדי לאפשר את הזרמת כמויות האנרגיה הגדולות שנדרשות לצורך זה תקים יצרנית הסוללות והרכב יותר מ-4,000 עמדות טעינה אולטרה-מהירות ברחבי סין. עמדות כאלה יספקו חשמל בקצב של 1,000 קילוואט – עוצמה גבוהה יותר מכל עמדות הטעינה שמוצבות כיום בעולם. עם זאת, BYD לא הודיעה כמה זמן יידרש להקמת התשתיות האלה וכמה כסף היא הקציבה לצורך זה.

במהלך אירוע ההשקה, ששודר בשידור חי מן המטה של BYD בעיר שנזן שבסין, אמר וואנג צ'ואנפו, מייסד BYD והעומד בראשה שכלי רכב עם ארכיטקטורת טעינה של 1,000 וולט יוסיפו לטווח שלהם 400 קילומטרים בתוך חמש דקות טעינה. צ'ואנפו הוסיף שהמערכת תיחשף לראשונה במכונית מדגם האן מסדרה L, עם סוללה שתאפשר טווח מרבי של 470 קילומטרים. "האפשרות לטעון מכונית באותו פרק זמן שלוקח לרכב עם מנוע בעירה להיכנס ולצאת מתחנת דלק יכולה לשכנע נהגים שלא מוכנים לבצע עצירות ארוכות לעבור לרכב חשמלי", הוא אמר.

נזכיר גם שאחד היתרונות החשובים של הגברת המתח נובע מן האפשרות לשלב מנועים חשמליים מהירים וקלים יותר במכוניות, וצ'ואנפו הבטיח שזה יתבטא (גם) במכוניות שיאיצו מעמידה ל-100 קמ"ש תוך שתי שניות בלבד.

ראש בראש מול טסלה

עקב אכילס של הארכיטקטורה החדשה של BYD בימיה הראשונים הוא היעדר תשתיות טעינה מתאימות. אבל בראיה קדימה כדאי לזכור שאחד ממנופי הצמיחה החשובים ביותר של טסלה היה רשת מטענים מהירים שטסלה מכנה "מטעני-על" (Superchargers).

טסלה כבר פרשה יותר מ-65,000 עמדות טעינה כאלה ברחבי העולם ובארה"ב היא טוענת גם כלי רכב מתוצרת מותגים אחרים, אבל מה שנחשב במשך שנים ארוכות לפריצת דרך נראה פתאום קצת מיושן: מטען מהיר של טסלה מאפשר תוספת טווח של 275 קילומטרים "בלבד" בפרק זמן של רבע שעה, כלומר פי שלושה ממשך הזמן שנדרש ל-BYD להוסיף 400 קילומטרים.

כל עוד שטסלה לא תשפר את ביצועי הטעינה שלה תוכל BYD לטעון ליתרון טכנולוגי חשוב על פניה, עם משמעויות מעשיות חשובות לכל מי שנוסע מרחקים גדולים, ונזכיר גם שהביצועים שהסינים מבטיחים טובים גם מאלה שמרצדס חשפה אך לאחרונה.

לקריאה נוספת:

לא תזכרו איך נראית עמדת טעינה: IM L6 החשמלית נוסעת 1002 ק"מ בין טעינות

טווח נסיעה של רכב חשמלי כבר לא מטריד אף אחד: תשכחו מחרדת הטווח

שיא חדש בטעינה אלחוטית של רכב חשמלי: 270 קילוואט

The post 400 קילומטרים בחמש דקות: BYD תציע טעינה במתח של 1000 וולט appeared first on TheCar.

המשמעות המעשית, בהינתן תשתיות טעינה תומכות, היא שאפשר יהיה לטעון רכב חשמלי בקצב מאוד מהיר ולהוסיף טווח נסיעה של 300 קילומטרים תוך חמש דקות טעינה.

על פי דיווחים בתקשורת הסינית BYD מתכננת להשיק את פלטפורמת ה-1000V שלה תוך כעשרה ימים לכל היותר, ולאחר השקתה היא תתחיל להטמיע מערכות חשמל כאלה בדגמים נוספים שלה.

לזכותה של BYD צריך לומר שהיא לא תכננה את הפלטפורמה החדשה רק למותגי היוקרה שלה כמו 'דנזה' ומעלה אלא גם לדגמים עממיים יחסית, והיא תטמיע אותה כבר בשני הדגמים החדשים של סדרת 'דיינסטי' שיושקו במהלך החודש – 'טאנג' ו'האן' החדשות.

היתרון של פלטפורמת 1000 וולט על-פני פלטפורמת 800 וולט כמו זאת שפותחה – למשל – על-ידי יונדאי היא אפשרות לקצב טעינה מהיר בכ-25 קילוואט באותו זרם. בנוסף, ככל שהמתח גבוה יותר כך פוחת עומס העבודה של הסוללה ונוצר פחות חום, וזה גם משפר את תוחלת החיים של הסוללה. יתרון נוסף: אפשר להשיג מהירויות פעולה גבוהות יותר של מנועים חשמליים בלי להגדיל את המסה ואת הגודל הפיזי שלהם.

נקודה לא פחות חשובה לגבי התוכניות של BYD, ואולי אפילו יותר – החברה מתכוונת לפרוש רשת לאומית של עמדות טעינה אולטרה מהירות, שבלעדיהן כל ההשקעה הזאת לא תועיל. עד לסוף השנה הנוכחית מתכננת החברה להשלים את הקמתן של 2,000 עמדות טעינה ציבוריות אולטרה מהירות ברחבי סין.

נזכיר שהקרב הטכנולוגי בין BYD לבין כל יצרניות הסוללות האחרות, וגם בינה לבין יצרניות רכב שנכנסות לזירת הסוללות – לא מצטמצם להפרש של 200 וולט והוא דורש ריגושים ושיאים נוספים חדשות לבקרים.

לקראת סוף השנה שעברה דווח בסין ש-BYD מתכננת להפציץ עם "הסוללה המהירה ביותר בעולם" – סוללה ענקית עם תכולת אנרגיה של 2,500 קילוואט שעה שמיועדת לציוד מכאני הנדסי כבד. זאת תהיה סוללה עם מתח עבודה של 1,500 וולט וזרם של 400 אמפר, ויהיו לה יותר מ-7000 מחזורי חיים. הדרך מכאן אל מכוניות חשמליות סדרתיות לא ארוכה.

ומה איתנו?

כדי שטכנולוגיות טעינה מהירה ברכב יועילו לנו, בישראל, נדרש פיתוח של עמדות טעינה אולטרה מהירות וזה מוטל בארץ אך ורק על כתפי הסקטור הפרטי. זיקר כרגע היא יצרנית הרכב היחידה שמציעה ללקוחותיה "רשת פרטית", וכל האחרות נסמכות על התשתיות הציבוריות של ספקיות הטעינה – חברות שאין להן שום מוטיבציה להשקיע כסף שלא מחזיר את עצמו או מועיל להן מבחינה שיווקית או תדמיתית.

במילים אחרות, גם אם וכאשר יוצעו לשוק שלנו דגמים עם טכנולוגיות טעינה אולטרה מהירות – הם לא יציעו יתרון מסחרי או שיווקי אלא אם יוקמו לפחות כמה עשרות עמדות ציבוריות אולטרה מהירות בפרישה ארצית.

לקריאה נוספת:

יבואנית MG תשווק בארץ את מותג היוקרה החשמלי IM Motors

איך לא חשבו על זה קודם? טסלה פיתחה מערכת ניהול תור

סיבה למסיבה: עיריית ירושלים הקימה 4 עמדות טעינה חינמיות לרכב חשמלי

The post המתח בשיאו: BYD תשיק בשבוע הבא פלטפורמת 1000V appeared first on TheCar.

נכון, כבר שמענו הצהרות דומות ממספר יצרניות רכב וכמה מהן אף התחייבו שזה יקרה מוקדם יותר, אבל אף אחת מהן היא לא יצרנית הסוללות השנייה בגודלה בעולם ולא שולטת גם בכימיה של הסוללות וגם בייצור הסדרתי שלהן.

לכן, כאשר סאן הואג'ון הכריז שלשום (יום שבת האחרון) ב'פורום הפסגה השני של סין לחדשנות ופיתוח של סוללות מצב מוצק', ש-BYD כבר הורידה בשנה שעברה מקו ייצור ניסיוני תאי סוללות מצב מוצק עם תכולת אנרגיה של 60 אמפר שעה  – מובן שמדובר בפריצת דרך שחשוב לשים אליה לב.

החברה, כך הוא הבטיח, תתחיל בהדגמה בקנה מידה נרחב ובהתקנת סוללות מצב מוצק במכוניות מייצור סדרתי בשנת 2027, ותגיע לשיעור התקנה בקנה מידה גדול לאחר 2030.

אם לא די בכך – סאן צופה כי בטווח הארוך – כאשר קווי הייצור יעבדו בתפוקה מסחרית מלאה – סוללות מצב מוצק יעלו כמו סוללות עם אלקטרוליט נוזלי, וזה יהיה מחיר נמוך ממחירי הסוללות של ימינו אלה.

סאן מאמין שתקופת "הוכחת היכולת" של סוללות מצב מוצק במכוניות תהיה בין השנים 2027 עד 2029 – אז הן יותקנו בכלי רכב חשמליים ברמת מחיר בינונית עד גבוהה, ובין השנים 2030 ל-2032 יהפכו הסוללות האלה לסטנדרט גם בכלי רכב חשמליים פחות יקרים.

למרות התחזית הזאת, אנשי BYD טוענים שבגלל גורמים כמו עלות ייצור ואספקת חומרי גלם סוללות ליתיום ברזל פוספט מן הסוג ש-BYD מתמחה בו כיום לא ייעלמו מן העולם ב-15 עד 20 השנים הבאות.

עבור המשתמשים, משמעות המעבר לסוללות מצב מוצק בכלי רכב תהיה הגדלת טווח הנסיעה בזכות צפיפות אנרגיה גבוהה יותר בסוללה, ושיפור משמעותי בבטיחות הסוללה.

צפיפות האנרגיה של סוללת מצב מוצק מהדור הראשון עולה כיום על 280 Wh/kg ואילו לסוללות דור שני, כמו אלה ש-BYD מייצרת כעת, יש צפיפות אנרגיה של מעל 400 וואט-שעה לק"ג. דור שלישי של סוללות מצב מוצק צפוי להיות מושק בשנת 2027 עם צפיפות אנרגיה של 500 Wh/kg.

הדובדבן שבסוללה

חשוב להזכיר שכבר בסוף השנה שעברה הכריזו קברניטי יצרנית הרכב הסינית צ'רי שהם מפעילים בהצלחה קו ראשון מסוגו בעולם לייצור סוללות מצב מוצק בהספק שנתי של גיגה-וואט שעה. קו זה הוקם בעיר ווהו שבמחוז אנהוי במסגרת פרויקט בתמיכה ממשלתית שנקרא Anhui Anwa New Energy Co וחברת האם של צ'רי היא בעלת המניות העיקרית בו.

ההכרזה – בנובמבר אשתקד – התמקדה ביכולת הייצור של הסוללות האלה ובהקמת פארק תעשייתי ייעודי לסוללות מצב מוצק, אבל לא הגדירה תאריך יעד להתקנת סוללות כאלה בכלי רכב מייצור סדרתי.

כמעט מיותר להזכיר שסוללות מצב מוצק הן כיום "הגביע הקדוש" של תעשיית הרכב החשמלי ובמקביל ליצרניות הסוללות – ובראשן CATL, BYD וסאמסונג, גם יצרניות הרכב משקיעות סכומי עתק במחקר ופיתוח שלהן. בין היצרניות שהבטיחו לנו הבטחות בתחום הזה בולטות טויוטה, יונדאי, פולקסווגן ומרצדס, שלא לדבר על יצרניות הרכב הטכנולוגיות" בסין כמו 'ניו' ו'אקספנג'.

לקריאה נוספת:

לא תזכרו איך נראית עמדת טעינה: IM L6 החשמלית נוסעת 1002 ק"מ בין טעינות

מחירי הסוללות לרכב חשמלי יצנחו ב-26% נוספים תוך כשנה

סוללת מיליון המייל מתגלגלת בדרך למכונית החשמלית שלך

The post בקרוב במכונית החשמלית שלך: BYD כבר מייצרת סוללות מצב מוצק appeared first on TheCar.

כאשר מגיעים לעמדת טעינה עדיין צריך לקוות שהיא תקינה, ואז להתעסק עם כבל מסורבל ולא תמיד נקי, וגם מי שטוענים את הרכב שלהם רק בעמדות ביתיות או בעבודה עדיין צריכים להתעסק עם כבל. כפי שמוכיחים לנו שואבי האבק האלחוטיים – כולנו מעדיפים פתרונות שיעשו את החיים שלנו קלים יותר.

ההיסטוריה האנושית מדגימה שכל צורך מעודד המצאה, וכך יקרה גם עם הטעינה של רכב חשמלי בעתיד: אנחנו נשוחרר מן הכבלים והפתרונות המובילים לצורך זה כרגע הם טעינה אלחוטיות ורובוטיות.
אז איך נטען מכוניות חשמליות בעתיד? קבלו ארבע אפשרויות שישחררו אתכם מן הכבלים.

אפשרות 1: הרובוטים באים

הרעיון פשוט וחביב: מגיעים לחניון, מעמידים את הרכב, יוצאים ממנו, מדגדגים אפליקציה והולכים לעיסוקינו. בזמן שאנחנו מתעסקים בעניינים שלנו מגיע לרכב רובוט טעינה, מתחבר אליו וטוען את הסוללה.

רובוטי טעינה נחלקים לשני סוגים: כזה שמחבר לרכב כבל שמצידו האחר מחובר לתשתית החשמל, וכזה שהוא למעשה "ערכת סוללות ניידת": סוללה שאוגרת אנרגיה מרשת החשמל ונוסעת על לרכב כדי לטעון אותו.

רובוטי טעינה מתאימים לחניונים תת קרקעיים של מגדלי משרדים גדולים באותה מידה שהם מתאמים לחניוני ענק בשטחים פתוחים, ויש לשיטה כזאת גם שכלול או יישום אחר: חיבור בין רובוט טעינה לבין חניון רובוטי. משאירים את הרכב בפתח של חניון ו"רובוט חניה" לוקח אותו משם אל עמדת חניה פנויה. לצד חלק מן העמדות מותקנות תשתיות טעינה רובוטיות שמתחברות לרכב וטוענת אותו, וכאשר הסוללה מלאה המכונית נשלפת על-ידי רובוט החניה שמעביר אותה למקום אחר כדי לפנות את עמדת הטעינה האוטומטית לרכב אחר.

יתרונות

הרעיון של "טעינה רובוטית" מבוסס על כך שרוב המכוניות בעולם חונות ללא שימוש במהלך יותר מ-90% מאורך החיים שלהן וזה מועד הטעינה האידאלי – בוודאי כאשר רוצים לטעון בטעינה איטית.

כאשר טוענים כיום מכונית בעמדה ציבורית חייבים לחזור אליה בתום הטעינה כדי לפנות את המקום לנהגים אחרים, וזאת בעיה שרובוט החניה פותר: כאשר הרכב לא חוסם גישה לכלי רכב אחרים והנהג לא מעורב בטעינה הוא גם לא צריך לבזבז זמן בקרבת הרכב. יתרון חשוב נוסף: רובוט טעינה חוסך את הצורך בפרישת תשתיות טעינה יקרות לחניון כולו. רובוט אחד מטפל בכמה עשרות מכוניות.

אתגרים

מגבלה ראשונה של טעינה רובוטית היא יצירת סטנדרטים שיאפשרו לכל הרובוטים גישה לפתחי טעינה שונים של כל דגמי המכוניות החשמליות. הרובוט חייב למצוא את הדלתית שמכסה את פתח הטעינה – וזו יכולה להיות ממוקמת כמעט בכל מקום סביב הרכב, ואז עליו לפתוח אותה או לגרום לה להיפתח לקראתו ולחבר את התקע לשקע הטעינה.

סטנדרט כזה חייב לכלול תקשורת אמינה בין הרובוט לרכב, גם כדי שהרכב יתחיל לקבל טעינה לאחר החיבור, ובעיקר כדי שהרכב ישחרר את התקע בתום הטעינה ושני הצדדים יוכלו להיפרד.

אתגר נוסף, אולי הכי משמעותי, הוא הצורך לטעון ולפרוק את ערכת הסוללות שמשמשת כ"מתווך" בין רשת החשמל לבין הרכב. סוללה כזאת תיטען ותיפרק אלפי פעמים בתוך זמן קצר יחסית, וזה אומר שאורך החיים שלה עלול להיות מוגבל והציוד עצמו יהיה יקר, לפחות בשנים הקרובות.

חסרונות

חיסרון בולט של רובוט טעינה מבוסס סוללה, מעבר למחיר שלו, הוא משך הזמן שנדרש כדי לטעון את הסוללה בין טעינת רכב אחד לאחר, ומספר המכוניות המוגבל שהוא מסוגל לטפל בהן ביממה. כדי לתמוך בטעינה רובוטית בחניון של מאות מכוניות יידרשו עשרות רובוטים כאלה.

רובוטים עם כבל מוגבלים במרחק המרבי שלהם מנקודת החשמל הקבועה ובאופן שבו הכבל הארוך מותקן בחניון.

שחקנים

רעיון רובוט הטעינה סחף את הדמיון של עשרות חברות גדולות וקטנות. פולקסווגן ובוש מפתחות את תוכנית הטעינה הרובוטית שלהן יחד ולחוד, ובפברואר השנה הכריזה בוש שפיתחה "מערכת שמשלבת מטענים רובוטיים עם שירות חניה כדי להסיר את הטרחה הכרוכה הן במציאת מקום חניה בעיר והן במילוי סוללה של רכב חשמלי".

אגב, המערכת של בוש ופולקסווגן כבר פעילה מאז תחילת שנת 2023 בנמל התעופה של שטוטגרט, ובמקביל גם במטה של קריאד באינגולשטאדט ("עיר הבירה" של פולקסווגן) ובחניון של מרכז הפיתוח של בוש בעיר לודוויגסבורג.
יונדאי הדגימה, כבר בשנת 2023, טעינה רובוטית של איוניק 6 באמצעות רובוט טעינה שפותח בעצמו את דלתית שקע הטעינה של הרכב ומתחבר לשקע בעזרת מצלמה ותוכנת ראייה ממוחשבת.

רובוט הטעינה של יונדאי פותח במעבדת הרובוטיקה של הקבוצה ולדברי יונדאי הוא מסוגל לאתר במדויק את הרכב בחניון, לפענח את סוג שקע הטעינה, ולהתמודד עם מזג האוויר וכן עם "מכשולים פוטנציאליים ומשקל כבל הטעינה".

במגרש של השחקניות הקטנות חשוב להזכיר את חברת BaTTeRi הישראלית שפיתחה את רובוט הטעינה 'תומאס' ומבטיחה להציב אותו ואת חבריו בחניונים של בתי מלון, ציי רכב, קניונים ובנייני משרדים.

לדברי אנשי החברה, כל "תומאס" כזה יוכל לטעון 15 עד 18 מכוניות ביום תוך שימוש בחיישנים, מצלמות ובינה מלאכותית, והוא מנווט ומוצא מכונית במגרש חניה לפי מספר לוחית הרישוי שלה. לדבריהם, תומאס יוכל לטעון כלי רכב גם באמצעות שקע הטעינה שלהם וגם, בעתיד, באמצעות טעינה אלחוטית. כל "תומאס" עולה בין 15,000 ל-17,500 דולר, כלומר פי 6-10 מעמדת טעינה קבועה, אבל לפי התחשיב הכלכלי של אנשי החברה הוא יכול להחזיר את ההשקעה בו כעבור שנה וחצי לעומת 7-10 שנים לעמדת טעינה שמותקנת ליד חניה קבועה.

שחקניות נוספות בשוק הטעינה הרובוטית כוללות, בין השאר, את 'אוטב' (Autev) מסיאטל, וושינגטון שבארה"ב, שפיתחה רובוט שהם מכנים "סוללה גדולה על גלגלים", את EV Safe Charge, יוניברסל רובוטס, GGSN robotic הסינית ועוד.

גם לטעינה ביתית

בעלי רכב חשמלי רבים טוענים שטעינה באמצעות כבלים לא פוגעת בחוויית השימוש שלהם ברכב. לדבריהם, חיבור וניתוק הכבל מבזבזים בסך הכל חצי דקה או פחות בכל חיבור או פירוק מן העמדה הביתית.

אבל אנשי חברת אוטווולטק (Autovoltec) האמריקנית טוענים שהרבה בעלי רכב מתעצלים לבצע את הפעולה הזאת אפילו אם עליהם לטעון את הרכב שלהם רק פעם או פעמיים בשבוע.

רובוט הטעינה של אוטווולטק מחובר עם כבל לתשתית החשמל של מוסך ביתי, הוא עולה 1,600 דולר ויודע להתחבר אל שקע הטעינה של טסלה. הרובוט הקטן הזה לא מתאים לשימוש מסחרי וגם לא לחניונים פתוחים (והוא גם גניב), אבל הוא מוכיח נקודה: יש בעלי רכב שמוכנים לשלם כדי שמישהו יעשה עבורם את העבודה הזאת.

אפשרות 2: טעינה אלחוטית נייחת

כתבנו כאן לא מעט על טעינה אלחוטית, או אינדוקטיבית, וגם במקרה זה סוד הקסם הוא פשטות: מגיעים אל עמדת חניה ומחנים את הרכב, משדרים הנחיה לאפליקציה, והסוללה מתחילה להיטען באמצעות משטח טעינה שמוטמן מתחת לרצפה או לכביש ומעביר אנרגיה למקלט שמוצמד לתחתית המכונית.

האנרגיה החשמלית מועברת בין המשטח לרכב באמצעות שדה מגנטי, או בלשון מקצועית "שני סלילי תהודה מצומדים מגנטית". תקן לטעינה אלחוטית של כלי רכב פורסם כבר לפני 4 שנים על-ידי איגוד מהנדסי הרכב העולמי (SAE), וקל להתאהב בפתרון כזה כי הוא משחרר את הנהג מן הכבלים.

יתרונות

היתרון העיקרי של טעינה אינדוקטיבית ביחס לטעינה באמצעות כבל הוא הנוחות למשתמש, אבל זה לא היתרון היחיד. בהיעדר חלקים נעים או כאלה שחשופים למזג האוויר – לטעינה אלחוטית אין כמעט בלאי וקשה עד בלתי אפשרי לחבל בה.

מטענים אלחוטיים ביתיים שיותקנו בשטח פרטי – למשל במוסך סגור שצמוד לבית – יכולים להיות פשוטים ולהחליף מטעני רמה 2 סטנדרטיים. צריך פשוט להניח את המשטח שלהם על הרצפה ולחבר את הכבל לעמדת הטעינה או לשקע כוח. כמובן שאי אפשר להניח מטענים ביתיים פשוטים כאלה בשטח ציבורי כי הם לא ישרדו שם.

אתגרים

בפני מה שנראה כמו פתרון פשוט ניצבות מספר משוכות, והראשונה היא לבנות משדר שיעביר עוצמת אנרגיה חזקה מספיק כדי שתיקלט במקלט של הרכב.

אתגר יותר מסובך הוא לבנות מקלט פחות או יותר סטנדרטי שיהיה אפשר להתקין בכל מכונית חשמלית. המקלט חייב להיות מוצב במרחק מתאים מן המשדר, וזה אומר שצריך להחנות את הרכב במיקום מתאים.

כמה מן החברות שמפתחות מערכות כאלה טוענות שבניגוד לתחושה האינטואיטיבית שבדרך בין המשדר למקלט מתבזבזת אנרגיה – בפועל 90% מן החשמל מגיע ליעדו וזה נתון דומה לטעינה באמצעות כבל.

יש גם לא מעט שאלות בנוגע לבטיחות ולסכנות של קרינה אלקטרומגנטית ולנכונות של בעלי נכסים להתקין דבר כזה בשטח שלהם, אבל גם לגבי זה – מפתחי הטכנולוגיה טוענים שקרינה כזאת לא מסכנת בני אדם ויצורים חיים.
אחרי כל זאת – האתגר הגדול ביותר של טעינה אלחוטית הוא המחיר של כל נקודת טעינה בגלל העלות הגבוהה של חפירת והנחת תשתיות כבלים מרשת החשמל ועד למשדר.

חסרונות

יחידת הקליטה שמותקנת ברכב שמותאם לטעינה אינדוקטיבית שוקלת כמה ששוקלת וגם מגבילה את העיצוב והתכנון של רכב חשמלי, היא צריכה להיות עמידה בפני פגעי הדרך ונמוכה מספיק כדי שלא תהיה רחוקה מידי מן המשדר. כדי לאפשר טעינה אפקטיבית צריך לחנות קרוב למשדר וזה מגביל את עיצוב ומיקום מקום החניה ודורש מן הנהגים לחנות באופן מסודר.

שחקנים

יש לא מעט חברות גדולות וקטנות שמתאמצות לפתח טעינה אלחוטית לרכב חשמלי, אבל מי שהציגה את פריצת הדרך הכי מסקרנת בתחום הזה זאת המעבדה הלאומית האמריקנית אוק רידג' שהשיגה שיא עולמי מרשים עם טעינה בקצב של 270 קילוואט.

בין השחקניות האחרות בולטת חברת WiTricity ממסצ'וסטס, ארה"ב, שמכרה זכויות קנין רוחני ל-Wiferon – ספקית טעינה אלחוטית לרכב חשמלי שטסלה רכשה ביולי 2023 ומכרה כמה חודשים לאחר מכן.
חברות נוספות שהציגו אבות טיפוס לטעינה אלחוטית כוללות בין השאר את יצרניות הרכב אאודי, ב.מ.וו, ג'ילי, יונדאי ואחרות.

אפשרות 3: אם כבר לטעון אז שיהיה בתנועה

בחברת אלקטריאון הישראלית מנסים לשכנע את העולם שהדרך הנכונה לטעון כלי רכב חשמליים היא בזמן שהם נוסעים ולא כאשר הם חונים.

שיטת הטעינה דומה לטעינה אלחוטית סטאטית – האנרגיה מועברת ממשדר שמוטמן מתחת לאספלט על מקלט שמותקן ברכב, אבל היישום הרבה יותר מורכב ומעניין. ההבדל, מבחינת הנהג, הוא שלעולם לא צריך לחשוב על טעינה: הרכב נטען בכל מקום שבו הוא נוסע. סלילים אלקטרומגנטיים מונחים מתחת לפני השטח ומחוברים לרשת החשמל של העיר או המחוז.

הסלילים המוטמנים יוצרים שדה אלקטרומגנטי שמעביר אנרגיה למקלט שמותקן בתחתית הרכב, ממש כמו בטעינה אלחוטית סטאטית, אבל אחד ההבדלים החשובים הוא הצורך בתקשורת שוטפת בין הרכב לתשתית הטעינה.

יתרונות

טעינה אלחוטית בתוך כדי תנועה משחררת את העולם מ"חרדת הטעינה" מפני שאף רכב לא מפריע לרכב אחר להיטען, והיא משחררת את הנהגים מן הכבלים ומעמדות הטעינה הפרטיות והציבוריות.

חשוב יותר: כאשר רכב לא תלוי בעמדת טעינה ויש לו מקור אנרגיה זמין בכל מקום – אין צורך לסחוב סוללה עצומה וכבדה כי אין משמעות לטווח הנסיעה. אם תתקיים פרישה מספקת אפשר יהיה לייצר מכוניות קטנות וקלות עם סוללה בגודל מינימלי, והן יקבלו את רוב האנרגיה שהן זקוקות לה בתוך כדי תנועה.

היתרון הגדול ביותר של טעינה אלחוטית דינאמית על פני טעינה סטאטית מודגם עם צרכני אנרגיה כבדים כמו משאיות ואוטובוסים, ובמיוחד ברכב ציבורי כמו אוטובוסים שמבצעים סבבים על מסלולים קבועים. אוטובוס כבד צורך הרבה אנרגיה וזקוק לסוללות גדולות, כבדות, ומאוד יקרות. כל רגע שבו אוטובוס כזה עומד בעמדת טעינה – בין אם היא אלחוטית או עם כבל – הוא רגע מבוזבז שעולה הרבה כסף.

אוטובוס שנטען בתוך כדי תנועה לא זקוק לזמן טעינה בעמדה סטאטית, ואפשר לצמצם את צריכת האנרגיה שלו ולהוזיל את המחיר שלו אם מותקנת בו סוללה קטנה.

באלקטריאון טוענים שכאשר מותקנים שלושה מקלטים באוטובוס כזה הוא מסוגל לקבל עוצמה של כ-35 קילוואט בכל אחד מהם וכ-100 קילוואט בכולם יחד. זה אומר שאם לאורך מסלול הנסיעה של האוטובוס יהיו מספר קטעים קצרים שמעליהם הוא ייטען זה יספיק כדי לטעון בו אנרגיה לכל מהלך הנסיעה.

אתגרים

לטענת אלקטריאון, אנשיהם פתרו את אחד האתגרים המשמעותיים של טעינה בתנועה – וזה הדילוג המהיר של רכב בין אלמנט השראה אחד לזה שבא אחריו.

אתגר נוסף הוא החיוב הכספי, כלומר תקשורת בין הרכב לתשתית שתאפשר מצד אחד לזהות רכב ספציפי ומצד שני לחשב כמה אנרגיה הועברה אליו כדי לדעת כמה לגבות ממנו.

חסרונות

החיסרון הבולט ביותר של טעינה בתנועה הוא העלות האדירה של הקמת תשתיות טעינה בקנה מידה ארצי. כדי שמכוניות ישתחררו מן התלות בעמדות טעינה הן חייבות לסמוך על כך שתשתיות אלחוטיות יהיו זמינות בכל כביש ובכל מקום בארץ, ואנחנו מדברים על פרויקט לאומי יקר בטירוף.

אלקטריאון הקימה עד היום קטעי טעינה בישראל ובמגוון מדינות כמו איטליה, שבדיה, ארה"ב ועוד, ובאחד הפרויקטים האחרונים שלה – הכביש החשמלי האלחוטי הראשון בארה"ב שנבנה בדטרויט, מישיגן, נאמדת עלות ההקמה בכמעט 2 מיליון דולר ל-1.6 קילומטרים.

מחקר שבוצע עבור ממשלת שוודיה מצא שכדי להתקין טעינה אינדוקטיבית לאורך כ-2,000 קילומטרים של כבישים מהירים נדרשת השקעה של בין 2.9 ל-3.8 מיליארד דולר.

שחקנים

למרות ההתעניינות של כמה יצרניות רכב – טעינה אלחוטית דינאמית לא תהיה רלוונטית למכוניות נוסעים אלא אם ממשלות יחליטו להפוך אותה לסטנדרט לאומי. ממשלת צרפת, למשל, קיבלה החלטה לבנות כמעט 9,000 קילומטרים של "כבישים חשמליים" עד לשנת 2035, ולצורך זה תותקן מערכת מורכבת של כבלים עיליים, מסילות ומערכות טעינה אינדוקטיבית. בגרמניה מקודמת תוכנית להתקנת טעינה אלחוטית לאורך כ-4,000 קילומטרים של כבישים מהירים.

לפני חודשים אחדים הכריזה אלקטריאון על שיתוף פעולה עם טויוטה – יצרנית הרכב הגדולה בעולם כיום, לפיתוח מערכות טעינה אלחוטיות לרכב, ובמקביל יש לה גם פרויקטים עם יצרניות רכב סיניות. ב.מ.וו ופורד עובדות עם Witricity, ואילו סטלנטיס מפתחת טכנולוגיה דומה עם חברת Hevo Power.

חברה אמריקנית נוספת שמפתחת טכנולוגיית טעינה אלחוטית היא InductEV מפנסילבניה, שמתמקדת בפתרונות לציי אוטובוסים חשמליים לתחבורה ציבורית, במוניות ובמשאיות חשמליות. השיטה של InductEV ממזגת במידה מסוימת את שתי השיטות של טעינה אלחוטית: התשתיות שלה מותקנות (גם) על כבישים ציבוריים, אבל טוענות רכב חשמלי בזמן שהוא ממילא עומד, למשל ברמזורים או בתחנות אוטובוס.

אפשרות 4: החלפת סוללות

רעיון החלפת הסוללות מוכר היטב לכל מי שחי בארץ בתקופת 'בטר פלייס' (2007-2012). במקום לטעון את הסוללה פשוט מחליפים אותה בתהליך שאורך פחות זמן מאשר תדלוק רכב עם מנוע בעירה.

מודל החלפת סוללות התאים לתחילת עידן הרכב החשמלי המודרני, כאשר סוללות היו מאוד יקרות ואי אפשר היה לטעון אותן בטעינה מהירה גם מפני שהוא פתר את בעיית הטעינה אבל בעיקר מפני שהוא אפשר להפריד בין בעלות על הרכב לבין בעלות על הסוללה. בכל הקשור לטעינה – אפשר לשכוח מכבלים ופשוט לעבור עם הרכב בתוך מתקן להחלפת סוללות.

יתרונות

בשונה מבעבר, היתרון העיקרי כיום של החלפת סוללות לא קשור יותר למשך הטעינה או לטווחי נסיעה אלא לאפשרות לקנות מכונית זולה ולשלם בנפרד על עלויות האנרגיה, דרך מנוי להחלפת סוללות.
יתרון נוסף נובע מכך שלא צריך לדאוג לבריאות הסוללה – זאת הבעיה של בעלי הסוללה, ותמיד מובטחת לנהג סוללה בריאה וטעונה במלואה.

אתגרים
אותם אתגרים שניצבו בפני 'בטר פלייס' לפני 15 שנים קיימים גם כיום, והמשמעותי מכולם הוא ההפרדה בין בעלות על הרכב לבעלות על סוללה. אף אחד לא אוהב לשלם על מוצר שאי אפשר להשתמש בו בלי להיות תלויים בחברה ספציפית שמספקת שירות.

חסרונות
רוב החסרונות שמלווים את החלפת הסוללות מאז ימיה הראשונים לא נפתרו עד היום. ראשית, צריך לייצר מכונית שהסוללה לא מהווה חלק אינטגרלי ממנה. זה מחליש את המרכב ומאלץ לייצר רכב כבד יותר.
חסרון חשוב נוסף הוא שכדי להחליף סוללה צריך לתכנן מסלול נסיעה שעובד דרך עמדת החלפת סוללות.

בנוסף, מישהו צריך לממן את מלאי הסוללות העצום הזה וכמו תמיד – "אין ארוחות חינם": מימון הסוללות ישולם על-ידי המשתמשים כחלק ממחיר השירות.

שחקנים
השחקנית המרכזית בעולם המתפתח מחדש של החלפת סוללות היא ממשלת סין שמתאמצת לחזק את האחיזה של יצרניות רכב סיניות בתעשיית הרכב החשמלי. בראיה לאומית סינית חלוקת משאבים בין האזרחים ממילא מהווה חלק מן הקוד הגנטי, והחלפת סוללות מאפשרת להפיץ רכב חשמלי גם אל אזורי ספר שבהם תשתיות הטעניה לא מספיק מפותחות.

ממשלת סין השיקה פיילוט להחלפת סוללות עוד בשנת 2011, והיא מסבסדת ומתכללת את התחום הזה ממש כפי שהיא פיתחה את כלל תעשיית הרכב החשמלי בסין ב-20 השנים האחרונות.

השחקנית הידועה ביותר בתחום החלפת סוללות היא 'ניו', ששוקלת להקים רשת כזאת גם בישראל, אבל כמעט כל יצרניות הרכב החשמלי בסין מעורבות ברמה כזאת או אחרת בתחום הזה – מ'סאיק' (MG) ו'ג'ילי' ועד BAIC הממשלתית. גם חברת הסטארט אפ האמריקנית 'אמפל' עובדת על פתרון בתחום הזה, ויש לה שיתוף פעולה עם 'סטלנטיס'.

לקריאה נוספת:

יצרנית הרכב הסינית MG מעניקה אחריות לסוללה לכל חיי הרכב החשמלי

ניו וג'ילי משדכות את רשתות הטעינה לרכב חשמלי

מבקר המדינה חושף: תשתיות החשמל בישראל לא ערוכות לרכב חשמלי. כך הצליחה ממשלת חלם לקחת פתרון ולהפוך אותו לבעיה

The post עתיד הטעינה של רכב חשמלי: רובוטית, אלחוטית, בהחלפה או בתנועה? appeared first on TheCar.

לאחרונה השיגו עובדי הפרויקט שיא עולמי מרשים כאשר טענו מכונית מדגם פורשה טייקאן בקצב של 270 קילוואט – שהוא יותר חזק ומהיר מקצב הטעינה המוצהר של הדגם הזה באמצעות כבל. השיא החדש נרשם שלושה חודשים בלבד לאחר שאותה מערכת טענה מכונית חשמלית מדגם יונדאי קונה בקצב מרשים בפני עצמו של 100 קילוואט.

המעבדה הלאומית אוק רידג' שייכת לממשלת ארה"ב והייתה אחת המעבדות שהוקמו בשנת 1943 כחלק מ"פרויקט מנהטן" לפיתוח תוכנית הגרעין האמריקנית ופצצות האטום. כיום מועסקים בה יותר מ-6,000 מדענים ומהנדסים והיא מתוקצבת על-ידי הממשלה ב-2.7 מיליארד דולר. אחד הפרויקטים המרשימים של המכון הזה – העברת אנרגיה חשמלית ללא כבלים – ישפיע על תחומי חיים רבים – החל מטעינת רכב חשמלי וכלה בטעינת מכשירי אלקטרוניקה ניידים ומכשירי חשמל ביתיים.

המערכת שוברת השיא נקראת "סלילי צימוד אלקטרומגנטיים רב-פאזיים עם שדות מגנטיים מסתובבים", ולטובת כל מי שעדיין לא התעורר או למי שצריכים לצבוט את עצמם כדי להאמין – אנחנו מדברים על קצב טעינה של 270 קילוואט שמשתווה, ואפילו עולה, על היכולת של רבות מעמדות הטעינה ה"מהירות" שמותקנות כיום בישראל.

זאת ועוד: אפילו לעמדות הטעינה החזקות יותר שקיימות כיום בישראל, שמסוגלות באופן תיאורטי לספק 350 קילוואט, אין כל כך על מי להשפיע מטובן. כמה מן הדגמים המתקדמים ביותר שנמכרים בארץ מסוגלים לקבל קצב טעינה מעשי של 230 עד 250 קילוואט, כלומר שמערכת שמאפשרת העברת אנרגיה חשמלית בקצב של 270 קילוואט עונה על הצרכים ויכולות הטעינה המרביות של כמעט כל המכוניות החשמליות שקיימות בישראל.

משתחררים מהכבלים

אין צורך לשוב ולמנות את היתרונות הרבים של טעינה ללא כבלים מפני שנדמה שהם ברורים מאליהם. כל מי שמפעיל רכב חשמלי מכל סוג ישמח לוותר על "התענוג" של התעסקות עם חיבור ופירוק כבל טעינה, והתקנת תשתיות תואמות יכולה לצמצם מאוד את הפגיעה בנוף העירוני ובמרחב הציבורי.

עדיין יידרשו התקנת תשתיות מתאימות, קביעת תקנים, והתאמה של כלי רכב לקבלת טעינה אלחוטית, אבל הוצאת הכבלים מן החיים שלנו היא אחד החלומות המתוקים של כל העוסקים בתחום. אנשי פורשה, למשל, תכננו מראש את טייקאן לקבל טעינה אלחוטית אי שם בעתיד, אבל אפילו הם לא פנטזו על יותר מקצב טעינה ביתי.

אנשי אוק רידג', מצידם, הוכיחו בניסוי האחרון שהם מסוגלים להתאים את המקלט העוצמתי שלהם לחלל בקוטר של פחות מ-50 סנטימטרים שמהנדסי פורשה הועידו למקלט שתוכנן לקבל טעינה בהספק של 11 קילוואט.

הפטנטים של אוק רידג' קשורים למה שהם מכנים "פיתולים פוליפאזיים" של סלילי המשדר והמקלט: סלילים אלקטרומגנטיים קלי משקל שמסודרים באופן שיוצר, לדבריהם, שדה מגנטי מסתובב שמסלק את אדוות הזרם. זה – כך הם מסבירים לנו, ההדיוטות, "מאפשר העברת כוח רציפה וחזקה במקום פעימות, וכך מתקבל שיפור משמעותי בניצול המרחב-זמן של השדה המגנטי".

מערכת הסלילים הפטנטית מספקת צפיפות הספק גבוהה פי שמונה עד פי עשרה ממטענים אלחוטיים חד-פאזיים, עם יעילות של יותר מ-95%.

אם וכאשר תהפוך טעינה אלחוטית לסטנדרט זה יוזיל את השימוש ברכב חשמלי מפני שכך ייחסך חלק ניכר מתקציב האחזקה – שחלקו משמש לתיקון נזקי ונדליזם ומאבק בגנבי נחושת, וחלקו לתחזוקת כבלים יקרים ומקוררי נוזל וגם מחברי תקע, משאבות, מאווררים ומחליפי חום.

לעולם לא נצטרך יותר לתכנן את כיוון החניה שלנו מול עמדת טעינה או להיאבק בכבלים קצרים מידי, ואנשי המעבדה "מסובבים סכין" נוסף כשהם מספרים לנו שהמערכת שלהם אפילו לא דורשת שהמכונית תהיה מיושרת בצורה מושלמת מעל המשדר התת קרקעי ושהיא יעילה גם כאשר המקלט מרוחק עד 28 סנטימטרים מן המשדר. לדברי אנשי אוק רידג' – מרחק כזה מאפשר לטעון אפילו משאיות חשמליות.

כמובן שאחד החששות האינטואיטיביים שלנו הוא מפני השפעות בריאותיות מזיקות של קרינה אלקטרומגנטית, ובתחום הזה נדרש יותר מאשר המילים המרגיעות של אנשי המכון. עם זאת, לפי שעה אין לנו מקורות אובייקטיביים שיסתרו את הטענה שלהם לפיה המערכת עומדת בכל תקני פליטת השדה האלקטרומגנטי.

לטענתם, גם בשיא ההספק – 270 קילוואט – נפלט שדה אלקטרומגנטי של כ-19 מיקרוטסלה לעומת יותר מ-57 מיקרו טסלה שפולטת מערכת מעגלית חד-פאזית ברמות הספק דומות.

כאמור, הפטנטים של אוק רידג' יכולים להיות מיושמים במטענים קטנטנים לטלפונים ומכשירים ניידים, עמדות טעינה לרחפנים ולרובוטים תעשייתיים, עמדות טעינה ביתיות לרכב חשמלי או יחידות טעינה מהירה חזקות. עם זאת, הדרך מן המעבדה לרחוב צפויה לארוך "מספר שנים".

אגב, השיא החדש, של 270 קילוואט, נרשם במסגרת פרויקט שהמעבדה מריצה במשותף עם קבוצת פולקסווגן, בעלת הבית של פורשה, שיצא לדרך בשנת 2021 וממומן בחלקו על-ידי משרד האנרגיה האמריקאי. יצרניות רכב נוספות שנותנות חסות למחקר הזה הן יונדאי וקבוצת סטלנטיס.

לקריאה נוספת:

הקרב על השקע: קבלו את תקן צ'אוג'י לטעינת רכב חשמלי

מישהו ניתק את הזרם: כך תקועה ההסדרה של התקנת עמדות טעינה לרכב חשמלי בבתים משותפים

המרוץ של ענקיות הסוללות אל טעינה בעשר דקות: CATL מול BYD

The post שיא חדש בטעינה אלחוטית של רכב חשמלי: 270 קילוואט appeared first on TheCar.

אנשי סמסונג מבטיחים שלא מדובר בהבטחה בעלמא או תוכנית לעשור הבא אלא בטכנולוגיית סוללות שתוכנס לייצור סדרתי תוך מעט יותר משנתיים, במהלך שנת 2027, אם כי בשלב ראשון בשוק ה"סופר פרימיום" של מכוניות חשמליות יקרות.

כדי לחזק את התחושה שמדובר בסוללה שנמצאת בהישג יד, ולא בעוד כותרת שמופרחת באוויר, מדגישים אנשי סמסונג שכבר בשנה שעברה הם הקימו במרכז המו"פ שלהם בעיר סוון (Suwon) מערך פיילוט מושלם לייצור סוללות מצב מוצק כאלה. מערך זה, לדבריהם, מאגד את כלל תוכניות הפיתוח, הקמת קווי ייצור, השקת פרויקטים עם יצרניות מארזים ויצרניות רכב, וניהול שרשרת האספקה. לדבריהם, הפיילוט פועל כעת בתפוקה מלאה.

יתרה מכך: לדברי אנשי החברה – סדרות טרום ייצור ראשונות של הסוללה החדשה שלהם נמסרו כבר למספר יצרניות מארזי סוללות ויצרניות רכב חשמלי לצורך בדיקות וניסויים, והם בודקים את התאים האלה מזה כחצי שנה. בסמסונג לא מסרו באילו חברות מדובר, אך אמרו ש"כבר מסוף השנה שעברה ועד לתחילת השנה הנוכחית סיפקנו דוגמאות ללקוחות ואנחנו מקבלים משוב חיובי".

אנשי סמסונג הכריזו שפריצת הדרך בטכנולוגיית ה'מצב מוצק' שלהם נוגעת בעיקר לכימיה של הסוללה, ולאפשרות של סוללה לאגור אנרגיה בצפיפות כמעט כפולה מזו של רבות מן הסוללות החשמליות הסדרתיות שמוכרות לנו: 500 ואט שעה לקילוגרם סוללה במקום כ-270 Wh/kg.

הגביע הקדוש

כמעט כל יצרניות הסוללות מתאמצות לפתח טכנולוגיות "מצב מוצק" או "מצב חצי מוצק" שבו האלקטרוליט בסוללה לא נוזלי אלא נמצא במצב של ג'ל או אפילו חומר יותר קשה – וזאת כדי להגדיל את צפיפות האנרגיה, לשפר את הבטיחות, לצמצם את המשקל ואת נפח הסוללה, ולהפחית חום שנוצר בעת טעינה.

עד היום, אחת הבעיות המשמעותיות שמנעו פריצת דרך בטכנולוגיית מצב מוצק הייתה המחיר שלהן, ועד לפני שנים אחדות טענו אנשי CATL – יצרנית הסוללות הגדולה בעולם – שטכנולוגיה כזאת לא תהיה מסחרית לפני סוף העשור. בשנתיים האחרונות שינתה גם CATL את הגישה שלה וכעת היא כבר מבטיחה שיעור חדירה של 1% לסוללות מצב מוצק בשנת 2027.

יצרנית הרכב הסינית 'ניו' מציעה כבר כעת ב-ET9 מארז סוללות עם אלקטרוליט "חצי מוצק" ותכולת אנרגיה של 150 קילוואט שעה, והבטחה לתוספת טווח של יותר מ-650 קילומטרים בטעינה מהירה. אפילו טויוטה, שלא מיהרה להכניס ראש לעולם הרכב החשמלי, הבטיחה להתחיל בייצור המוני של סוללות מצב מוצק בשנת 2027, ולהשיק אותה בכלי רכב חשמלים תחת מותג היוקרה שלה, לקסוס.

במקביל, כל יצרניות הסוללות מתאמצות להגדיל את מספר מחזורי הטעינה של כל סוללה ולהאריך את תוחלת החיים שלה. CATL, כמו גם מספר יצרניות אחרות, הכריזו כבר על סוללות עם תוחלת חיים של בין 15 ל-20 שנים, או – בכינוי אחר שלהן – "סוללות מיליון מייל", ועל הרקע הזה צריך לקבל את ההכרזה החשובה הנוספת של אנשי סמסונג לפיה הסוללות החדשות שלה יחזיקו מעמד 20 שנים.

חשוב להדגיש: עמידות לאורך 20 שנות שימוש מייצגת אורך חיים יותר מכפול מזה של רוב הסוללות הסדרתיות שמוצעות כיום בכלי רכב חשמליים, והגדלת אורך חיי הסוללה למה שמקובל כיום ככל אורך חיי הרכב (לכל הפחות 15 שנים) – תסייע מאוד לחזק את ערך המכירה של מכוניות חשמליות משומשות ולבסס את שוק המשומשות שלהן.

האותיות הקטנות

חשוב להדגיש שכאשר אנשי סמסונג מדברים על תוספת טווח של 965.4 קילומטרים תוך 9 דקות הם מתכוונים, בסבירות רבה לטעינת סוללה מ-10% או 20% ל-80% ולא לתכולה מלאה שלה, ומכך נגזר גם שמדובר בסוללות עם תכולת אנרגיה גדולה, אבל בתכל'ס זה ממש לא משנה.

בעולם שבו תהיה זמינות גבוהה של עמדות טעינה בכלל, ועמדות ציבוריות מהירות בפרט, מה שחשוב לבעלי רכב ולנהגים זאת תוספת הטווח שהם יקבלו בכל טעינה ביחס למשך הטעינה. תוספת טווח של 1,000 קילומטרים בתוך פרק זמן של פחות מ-10 דקות מצמצמת מאוד את הפער בין תדלוק רכב בדלק לבין טעינת רכב חשמלי.

בעיה יותר משמעותית, שנמצאת לכאורה מעבר לתחומי האחריות והיכולת של סמסונג, היא זמינות נמוכה של תשתית טעינה אולטרה-מהירה. סמסונג לא תהיה יצרנית הסוללות הראשונה שתציע סוללות שיכולות לעמוד בקצבי טעינה של 5C או 6C, כלומר 480 ואפילו 600 קילוואט, אבל לספקיות הטעינה ברחבי העולם אין עדיין מספיק לקוחות שיעודדו אותן להשקיע בהצבת עמדות כאלה. כדי לשנות אתה משוואה הזאת, כמו בתחומים רבים של טכנולוגיית ינוקא, נדרשת תמיכה ממשלתית.

עממיקו

במקביל לסוללות מצב מוצק יקרות לפלחי ה"סופר פרימיום" מבטיחים הקוריאנים לשפר את מצבם ומעמדם גם בשוק המסה, וזאת בעזרת קו חדש של סוללות ליתיום ברזל פוספט (LFP), וכן סוללות "מצב חצי מוצק" פשוטות יותר.

בנוסף, החברה מפתחת סוללות ליתיום-ניקל-קובלט-תחמוצת אלומיניום (NCA) שחומר הקתודה שלהן עשוי, תחזיקו חזק, מסגסוגות של ליתיום, ניקל, קובלט ואלומיניום, ובנוסף לכל אלה הקוריאנים מבטיחים שהם מפתחים גם סוללות נטולות קובלט, כמו גם שיטת ייצור חדשה של "אלקטרודות יבשות".

בכל התחומים האלה מדווחים הקוריאנים על שיפור שהם השיגו בשיטות הייצור של אלקטרודות יבשות, ובהפחתת מחיר משמעותית שתאפשר להם להיות יותר תחרותיים ביחס ליצרניות הסיניות המובילות.

סמסונג פרסמה לא מכבר את "מפת הדרכים" שלה בדרך לייצור המוני של "סוללת מצב מוצק" (ASB) עם צפיפות אנרגיה של 900 וואט שעה לק"ג. החברה גם ניצלה את ההזדמנות כדי להציג את טכנולוגיית No Thermal Propagation שלה, תכונה בטיחותית המונעת התפשטות של בריחה תרמית במקרה של שריפה או פגיעה, על ידי פליטת גז בטמפרטורה גבוהה דרך פתח אוורור שנבנה בתאים.

לקריאה נוספת:

המירוץ אל סוללת מצב מוצק, טעינה מהירה וטווח נסיעה של 1000 קילומטרים: סין מול יפן מול קוריאה, ותעשיית הרכב מול תעשיית הסוללות

סוללת ליתיום-מתכת מצב מוצק שפותחה באוניברסיטת הארוורד תאפשר טעינה סופר-מהירה ולפחות 6,000 מחזורי טעינה-פריקה

המרוץ אל טעינה סופר מהירה: מתי נוכל לטעון רכב חשמלי תוך חמש דקות?

The post ההבטחה של סמסונג לסוללות רכב חשמלי: 1000 ק"מ ב-9 דקות טעינה ו-20 שנות אחריות appeared first on TheCar.

כולנו מכירים ורובנו משתמשים בטעינה אלחוטית, בין אם לטעינת הטלפונים הניידים שלנו או טאבלטים ובין אם במברשות שיניים אלחוטיות ושאר מוצרים ביתיים. חלק מאיתנו אף מבשלים על כיריים חשמליות אינדוקטיביות. בכל הפעולות האלה מועברת אנרגיה חשמלית באמצעות שדות מגנטיים ממשדר שמחובר לרשת החשמל אל מקלט שנמצא על המוצר עצמו – לרוב בקרבת סוללה שאוגרת את האנרגיה.

אלא שכמות האנרגיה שנדרשת עבור רכב חשמלי גדולה בכמה סדרי גודל, וזה יוצר אתגרים מורכבים גם לעניין הספק הטעינה והעברת האנרגיה וגם מבחינת ההשפעות הסביבתיות הפוטנציאליות של שדות מגנטיים כל כך חזקים.

חוקרי המעבדה הלאומית אוק רידג' (ORNL) שבארצות הברית טוענים שהתגברו על חלק משמעותי של האתגרים האלה באמצעות טכנולוגיה שאותה הם מתארים כ"סליל הצמדה אלקטרומגנטי רב-פאזי שיוצר שדות מגנטיים מסתובבים באמצעות פיתולי סליל לצורך הגברת הכוח". לדבריהם – השיטה שלהם, שמוגנת בפטנט, "מאפשרת להשיג את צפיפות ההספק הגבוהה ביותר בתוך הסלילים הקטנים ביותר האפשריים".

אנשי המעבדה הציגו לפני כשבוע מערכת טעינה אינדוקטיבית לרכב חשמלי שנראית כמו משטח של פיצה משפחתית ועליו סלילים מפותלים, והם טוענים שהטכנולוגיה שלהם השיגה את "צפיפות ההספק הגבוהה ביותר בעולם למערכת טעינה אלחוטית". מערכת זאת – לטענתם – משיגה צפיפות הספק גבוהה פי 8-10 מטכנולוגיית סלילים קונבנציונלית וזה מאפשר לטעון את מחצית תכולת האנרגיה של סוללות רכב חשמלי מתאימות תוך פחות מ-20 דקות.

עוד טוענים החוקרים שלמרות שכבר הצליחו לבצע העברת אנרגיה בהספק של 120 קילוואט הם מדגימים את הטכנולוגיה שלהם במתקן שמחובר ליונדאי קונה סדרתית וטוענים אותה בקצב של 100 קילוואט.

קוטרו של סליל הצימוד האלקטרומגנטי הרב-פאזי של ORNL הוא 35 סנטימטרים, והוא הוצב לצורך ההדגמה במרחק של כ-12.5 סנטימטרים מתחת למשטח קליטה שהותקן בתחתית של ה'קונה'. לדברי החוקרים – טעינת הסוללה משיגה יעילות של 96%, כלומר שרק 4% מן האנרגיה שמושקעת בתהליך הזה אובדת.

עתיד הטעינה של רכב חשמלי

טעינה אלחוטית לרכב חשמלי נחשבת ל"גביע הקדוש" ודוח מעניין שפורסם בסוף שנת 2022 צופה לה עתיד מזהיר ונחתם בהערכה שהיא תהיה נפוצה מאוד כבר בסוף העשור הנוכחי. בתוך כעשור צפוי היקף שוק הטעינה האלחוטית העולמי לגלגל יותר מ-6 מיליארד דולרים בשנה ולהוזיל את עלויות השימוש ברכב חשמלי.

שני יתרונות גדולים של טעינה אלחוטית, כאשר היא תהיה נפוצה, יהיו מחיר נמוך יותר לכל קילוואט והארכת אורך חיי הסוללות. כאשר מטענים אלחוטיים יהיו פזורים בתפוצה נרחבת יתאפשרו "טעינות שטוחות" רבות במהלך היום במקום "טעינות עמוקות". למשל, מספיק לעמוד למשך דקות אחדות ברמזור או בחניה מזדמנת במגרש חניה או ברחוב כדי לטעון את סוללת הרכב ב"לגימות קטנות" שנחשבות "בריאות" יותר לסוללות. טעינה כזאת יוצרת פחות עומס על תשתיות החשמל.

מפרויקט אופנהיימר אל הרכב החשמלי שלך

המעבדה הלאומית אוק רידג' הוקמה על-ידי ממשלת ארה"ב בשנת 1943 במדינת טנסי כחלק מ"פרויקט מנהטן" לפיתוח תוכנית הגרעין האמריקנית ופצצות האטום. מכון המחקר הזה שייך גם כיום לממשלת ארה"ב ומעסיק יותר מ-6,000 מדענים ומהנדסים שמתמחים ביותר מ-100 דיסציפלינות. הוא מתוקצב בתקציב שנתי של 2.7 מיליארד דולר.

ORNL מתמחה בתחומי "האנרגיה והביטחון הלאומי" ויש לה מערכת שותפויות מסועפת עם מעבדות ותוכניות אחרות של משרד האנרגיה האמריקני ועם אוניברסיטאות וגורמים בתעשייה. תחומי ההתמחות שלה כוללים, בין השאר, "הבנה, תכנון ושימוש בחומרים חדשים ובתהליכים כימיים, הבטחת אנרגיה גרעינית בטוחה ונקייה וחומרים גרעיניים מאובטחים, יצירת איזוטופים נדירים לרפואה, תעשייה, ביטחון, מחקר וחקר החלל וחקר של מערכות ביולוגיות וסביבתיות – החל בגנים וכלה במערכות אקולוגיות".

טעינה אלחוטית לרכב חשמלי היא פתרון פנטסטי שיכול להקל מאוד על החיים עם רכב חשמלי אך זאת בתנאי שאכן יתאפשר להגיע ליעילות גבוהה ולמנוע השפעות סביבתיות מסוכנות או בעייתיות של השראה אלקטרומגנטית – גם מבחינה בריאותית וגם מבחינת ההשפעה של שדות כאלה על מערכות טכנולוגיות ותשתיות אחרות.

לקריאה נוספת:

וולוו מנסה טכנולוגיה חדשה לטעינת רכב אלחוטית

ב.מ.וו. מציגה: עמדת טעינה אלחוטית סדרתית ראשונה בעולם

The post טעינה אלחוטית לרכב חשמלי בדרך אלינו: במכון שסייע בפיתוח פצצת האטום טוענים יונדאי קונה בהספק של 100 קילוואט appeared first on TheCar.

מהנדסי הונדה זיהו את הפוטנציאל שנוצר ברכב חשמלי כאשר רוב המסה שלו – הסוללה החשמלית – מרוכזת בתחתית המרכב, ובחלקים נמוכים יחסית מאחור, וגם מלפנים, נותר חלל שאפשר לנצל לצורך אחסון.

הפתרון: מעין מגירה שנשלפת יחד עם הפגוש ובתוכה אפשר לאחסן חפצים. אבל רק רגע – זה לא הכל!

רעיון המגירה שנשלפת יחד עם הפגוש לא נועד רק כדי לאחסן דברים, הוא גם מאפשר להפוך את כלי הרכב החשמלי ל… תיבת דואר על גלגלים, וזה דווקא קונספט שהוצג על-ידי יצרנית הרכב השבדית וולוו.

את קונספט השארת חפצים בתא המטען הציגה וולוו לראשונה כבר לפני 9 שנים, כאשר הרעיון מבוסס על אפשרות לפתוח ולנעול את תא המטען מרחוק, באמצעות אפליקציה וקישוריות לרכב. בבקשת הפטנט החדשה של הונדה מודגשת העובדה שעדיף להשאיר חבילות ומשלוחים בתוך תא מטען נעול מאשר על מרפסת או ליד דלת, פשוט מטעמי ביטחון ומניעת גניבות.

מצד שני, וגם זה כתוב בבקשת הפטנט, ברגע שמי שאוסף את החבילה מקבל גישה לרכב פתוח – במיוחד במכוניות עם דלת אחורית ולא עם תא מטען נפרד – זה עלול ליצור אי נעימויות אחרות.

תא אחסון בתצורת מגירה שמובנה לתוך פגוש פותר את שתי הבעיות ובתוך כדי כך מסייע לניצול טוב יותר של המרחב הפנימי של כלי רכב חשמלי, מה גם שאפשר אפילו למזג אותו בנפרד כדי שיהיה אפשר להניח בתוכו חפצים שעדיף לקרר בימים חמים.

שרטוטי הפטנט של הונדה מתייחסים רק לחלק האחורי של רכב חשמלי, שבו אין מיכל דלק או מערכת פליטה שלא מאפשרים סידור דומה במכונית עם מנוע בעירה. אבל אם מתגברים על סוגיות שקשורות בבטיחות אפשר, תיאורטית, לבנות מגירה דומה גם בקדמתו של רכב חשמלי, וזה אפילו יותר מגניב. במכוניות חשמליות רבות יש אמנם תא מטען קטן מתחת למכסה המנוע, אבל זאת בדיוק הבעיה שלו: צריך לפתוח את מכסה המנוע כדי להגיע אליו…

בכל יום נרשמים בעולם אלפי פטנטים שקשורים לרכב ולמערכותיו השונות ולא כולם מגיעים בסופו של דבר לייצור מסחרי, אבל מאוד נשמח לראות את הפטנט של הונדה קורם עור וגידים. אחרי הכל, מה שווה פגוש של רכב חשמלי אם אי אפשר לאחסן מאחוריו מטען?

The post מה שווה הפגוש של רכב חשמלי אם אין מאחוריו תא מטען? appeared first on TheCar.

יונדאי וקיה חשפו היום (ג') ספויילר אקטיבי חדש שתוכנן עבור הפלטפורמה החשמלית הייעודית E-GMP שעליה בנויות בין השאר יונדאי איוניק 5 ו-6, קיה EV6 וג'נסיס GV60.

בקבוצת יונדאי-קיה מכנים את המערכת החדשה, שכבר מככבת בבקשת פטנט, "חצאית אוויר אקטיבית" או AAS, ולדבריהם היא מפחיתה את הגרר האירודינמי בכמעט 3% ומוסיפה בממוצע טווח נסיעה של כ-6 קילומטרים לכל טעינה.

מערכת AAS, כמו כל אביזר שנועד לשפר את האירודינמיות, מנהלת טוב יותר את מערבולות האוויר, ובמקרה הזה מדובר בגרר שנוצר סביב החרטום והגלגלים הקדמיים של הרכב. המערכת האקטיבית מותקנת בין הפגוש הקדמי לבין הגלגלים הקדמיים והכנפון שלה מוסתר בעת נסיעה במהירות של עד 80 קמ"ש.

ברגע שעוברים את המהירות הזאת נכנסת המערכת לפעולה ועושה את הקסם שלה, וכאשר המהירות פוחתת מ-70 קמ"ש היא שבה ומתכנסת לתוך עצמה – ככל הנראה כדי שלא להעלות בעצמה את הגרר.

לדברי אנשי יונדאי-קיה, "החצאית האקטיבית" שלהם ממוקמת רק מול הצמיגים ומבלי לכסות לחלוטין את הקצה הקדמי של הרכב, והיא משפרת בין השאר גם את כוח ההצמדה של הרכב לכביש, מה שתורם לאחיזה וליציבות במהירות גבוהה.

חצאית ה-AAS, כך יונדאי, שולטת בזרימת האוויר שנכנס דרך החלק התחתון של הפגוש ומנהלת ביעילות את מערבולות האוויר שנוצרות סביב גלגלי הרכב. לדבריהם, ה-AAS יכול לפעול גם במהירויות של יותר מ-200 קמ"ש וזאת בזכות שימוש בחומר ממשפחת הגומי על חלקו התחתון של הכנפון, וזה מצמצם את הסיכון לפגיעה מחפצים שעלולים להיות מותזים עליו מן הכביש.

עם זאת, המהירות של רוב המכוניות החשמליות ממילא מוגבלת כדי לחסוך באנרגיה, ומי שנוהג במהירויות גבוהות מאוד כנראה לא מודאג יותר מידי מטווחי הנסיעה שלו אחרת היה נוהג לאט יותר.

יונדאי-קיה הגישה בקשות לפטנטים על המערכת הזאת בדרום קוריאה ובארה"ב, ו"מתכננות לשקול" ייצור המוני שלהן לאחר מבחני עמידות וביצועים.

סון היונג צ'ו, סגן נשיא וראש קבוצת פיתוח גוף בקבוצת יונדאי מאמין שלטכנולוגיית החצאית האקטיבית יש פוטנציאל דווקא ברכבי שטח, "שבהם קשה לשפר את הביצועים האווירודינמיים" לדבריו. מותר להעריך שצ'ו לא מתכוון לרכבי שטח של ממש אלא לקרוסאוברים שתופסים כיום נתח מרכזי במכירות בעולם.

The post חצאית האוויר האקטיבית של יונדאי וקיה מקטינה את הגרר האירודינמי של רכב חשמלי מעל 80 קמ"ש appeared first on TheCar.

במאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת המדעי Nature Materials חשפה קבוצת חוקרים מאוניברסיטת הרווארד את הפיתוח שלהם לסוללת ליתיום-מתכת שמאפשרת טעינת סוללה תוך 10 דקות ושורדת לפחות 6,000 מחזורי טעינה ופריקה. התרומה שלהם לאנושות: חשיפת תופעה פיזיקלית שאותה הם מכנים "חומרי אנודה רגישים להתכווצות".

עבור מי שפחות מתעניין בכימיה ובתיאוריה המדעית ורוצה את התכל'ס נאמר שהמשמעות המעשית המיידית של הגילוי הזה היא שקבוצת החוקרים קיבלה מן המשרד לפיתוח טכנולוגיה של הרווארד אישור להשתמש בטכנולוגיה שפותחה בין כותלי המוסד, והם מתכננים לעשות את זה במסגרת חברת Adden Energy אשר הוקמה בשנת 2019 על-ידי אותו צוות חוקרים בשיתוף האוניברסיטה.

חברה זאת תציג בקרוב סוללה שמבוססת על הכימיה החדשה ותתאים בגודל שלה לשימוש בטלפון חכם. הדרך בין סוללה כזאת לסוללת רכב חשמלי תלויה בעיקר במספר תאי הסוללה שאורזים במארז אחד ובמערכת הניהול של התאים האלה.

למי שכן מתעניין בכימיה ובמדע שמאחורי הדברים נאמר שפריצת הדרך של אנשי הארוורד נוגעת לתגובה בין ליתיום לבין חומרים באנודה בסוללת מצב מוצק, ומבוססת על הרגישות להתכווצות של חומרים שבאמצעותה קל יותר לשלוט בהתהוות ציפוי הליתיום על האנודה.

החשיבות הגדולה ביותר של המחקר נובעת מן השיטה החדשה שהחוקרים פיתחו לשימוש בחומרי "הגנה" על האנודה, ועל אף שהפיתוח המעשי הראשון מבוסס על סיליקון – חומר שכבר נחקר לעומק ונעשה בו שימוש בדיוק לצורך הזה – הם טוענים שהעיקרון המדעי שהם חשפו מתאים לעשרות חומרים פוטנציאליים נוספים.

המחקר מתמקד באחד האתגרים הגדולים ביותר בתחום הסוללות: 'דנדריטים' שנוצרים על פני שטח האנודה ומשתרשים לתוך האלקטרוליט. הדנדריטים, שנוצרים באופן שגרתי כאשר יוני ליתיום עוברים מהקתודה לאנודה במהלך טעינת הסוללה, מתחברים למשטח האנודה בתהליך שמכונה ציפוי, ובסופו של דבר יוצרים קצר בין הקוטב החיובי לשלילי. מה שמאפשר לדנדריטים המעצבנים האלה להכות שורש הוא משטח לא אחיד ולא הומוגני של האנודה, ומספר רב של חברות ומיזמים – בהם גם חברות ישראליות – שוקדים על פיתוח שיטות שונות להתמודדות עם התופעה הזאת.

המחקר החדש מצא שיטה לשימוש בחלקיקי סיליקון בגודל מיקרון על האנודה באופן שמונע היווצרות דנדריטים באמצעות ציפוי אחיד של שכבה עבה של מתכת ליתיום. בשיטה הזאת, כאשר יוני הליתיום נעים מהקתודה לאנודה במהלך טעינה הם נצמדים לפני השטח של חלקיק הסיליקון ולא חודרים הלאה.

התיאוריה החדשה מתאימה לטענתם גם למתכות מסוג כסף וסגסוגות של מגנזיום והתוצאה היא פיזור זרם בצורה הומוגנית, וזה מה שמאפשר את התוצאה הרצויה: אפשרות לטעינת סוללה תוך 10 דקות בלבד בתוך כדי אבטחת אורך חיים ארוך.

"סוללות עם אנודת ליתיום נחשבות לגביע הקדוש של סוללות מכיוון שיש להן קיבולת גדולה פי עשרה מזו של אנודות גרפיט, והן מגדילות באופן דרסטי את קיבולת הסוללות ואת טווח הנסיעה של כלי רכב חשמליים", מסביר פרופסור שין לי, אחד החוקרים. "המחקר שלנו מקדם צעד חשוב לקראת סוללות מצב מוצק ליישומים תעשייתיים ומסחריים… מחקרים קודמים מצאו כי חומרים אחרים, כולל כסף, יכולים לשמש כחומרים טובים באנודה עבור סוללות מצב מוצק, והמחקר שלנו מציג מנגנון אחד וגם מסלול זיהוי של חומרים חדשים לתכנון סוללות".

עבודה קבוצתית וגלובלית

ליתיום ככל הנראה תישאר מתכת מועדפת בסוללות מפני שיש לה את הפוטנציאל האלקטרוכימי הגדול ביותר במונחי יחס אנרגיה למשקל. ליונים של ליתיום יש משקל אטומי נמוך וגודל פיזי קטן אשר מאיצים את הדיפוזיה שלו, ולא במקרה נחקרת המתכת הזאת מזה 122 שנים.

סוללות ליתיום מסחריות ראשונות יוצרו בשנות השבעים, בעיקר בסוללות לא נטענות אשר עדיין נמצאות בשימוש נרחב במכשירים אלקטרוניים עדינים. פריצות דרך חשובות שסללו את הדרך לשימוש בסוללות ליתיום-יון ברכב התרחשו במקביל בשנות ה-80, ומאז שהושקו באופן מסחרי בשנות ה-90 צנחו מחירי הסוללות האלה בכ-97%.

בשנת 1980 השתמש כימאי אמריקני לראשונה בקתודה שעשויה מתחמוצת ליתיום קובלט, ובאותה שנה גילה מדען מרוקאי, ראשיד יזאמי, את אנודת הגרפיט. הגילוי היותר מפורסם, אנודה שעשויה מננו-פחמן, פורסם שנה לאחר מכן על-ידי שני כימאים יפנים ופרץ את דרכה של סוני להשיק עשר שנים לאחר מכן סוללת ליתיום-יון נטענת מסחרית ראשונה.

המחקר החדש, של אנשי הארוורד Luhan Ye, Yang Lu, Yichao Wang ו-Jianyuan Li, הוא נדבך אחד נוסף בדרך לסוללות בטוחות יותר, שימושיות יותר, בעלות תכולת אנרגיה גבוהה יותר וכאלה ששורדות לאורך זמן.

לקריאה נוספת:

סוללות זולות לרכב חשמלי: BYD מקימה מפעל חדש וענק לייצור סוללות נתרן-יון

סטורדוט הישראלית תספק תאי סוללה לוולוו

פלטפורמת הרכב החשמלי של CATL מדגימה איך המהפכה החשמלית משנה את כללי המשחק בתעשיית הרכב

The post סוללת ליתיום-מתכת מצב מוצק שפותחה באוניברסיטת הארוורד תאפשר טעינה סופר-מהירה ולפחות 6,000 מחזורי טעינה-פריקה appeared first on TheCar.

במקביל, בארצות הברית אושרה ופורסמה בשבוע שעבר בקשת פטנט של יונדאי לתהליך יצור חדשני של סוללת 'מצב מוצק' אשר יאפשר בניית סוללות פחות יקרות ויותר בטוחות, ואלה רק שני צעדים נוספים במסע שבו צועדות כיום עשרות חברות שרוצות להשיג את "הגביע הקדוש" בתחום הסוללות לרכב חשמלי.

כפי שדיווחנו כאן לא אחת, סוללת 'מצב מוצק' היא אחת החזיתות המבטיחות בדרך אל הסוללה האידאלית אבל לא היחידה, ומה שמייחד את ה"ז'אנר" הזה הוא אלקטרוליט, כלומר חומר התווך שבו נעים יונים חשמליים בין קטבי הסוללה, שעשוי מחומר קשיח או קשיח למחצה במקום חומר נוזלי. בראיה עתידית מבטיחה הטכנולוגיה הזאת תכולת אנרגיה גבוהה שתאפשר טווחי נסיעה ארוכים, משך טעינה קצר יותר ובטיחות מרבית.

PowerCo דיווחה השבוע שתא ה'מצב המוצק' החדש השלים, כאמור, בהצלחה יותר מ-1,000 מחזורי טעינה במהלך מספר חודשי בדיקות, ולאחריהן נמצא שהוא "בקושי הזדקן" והפסיד רק כ-5% מתכולת האנרגיה המקורית שלו. לשם השוואה, המדדים הידועים כרגע בתעשייה הם אובדן של כ-20% תכולה כעבור 700 מחזורי טעינה.

קבוצת פולקסווגן הייתה אחת המשקיעות הראשונות בחברת הסטארט אפ קוואנטום ספייס והיא בעלת מניות בחברה הזאת כבר משנת 2012. כעת מבטיחים אנשי 'פאוור קו' שמדובר בתוצאות מעודדות שמבססות את הפוטנציאל של תא 'מצב מוצק' בדרכו להיות טכנולוגיה שמאפשרת תכולת אנרגיה גבוהה וטעינה מהירה ובטוחה. הם מבטיחים גם שהם עובדים בנחישות יחד עם 'קוואנטום ספייס' על תיעוש הטכנולוגיה הזאת לקראת ייצור סדרתי.

הדגש של אנשי QuantumScape, גם בהודעה שפרסמו לבעלי המניות של החברה, הוא על העמידות של הכימיה שלהם אבל באף מקום לא נזכרת צפיפות האנרגיה שלה, שהיא מדד משמעותי נוסף לשימושיות של סוללה. נכון להיום מדובר עדיין באחת מנקודות התורפה של הטכנולוגיה. לדבריהם, השלב הבא בדרך לייצור סדרתי הוא הנדסת תהליכי הייצור, וזאת בדיוק הנקודה שבה רשמו אנשי יונדאי את פריצת הדרך שלהם.

ארזתם לבד?

הפטנט של יונדאי שפורסם בשבוע שעבר על-ידי משרד הפטנטים האמריקני הוא על שיטת ייצור של סוללת 'מצב מוצק' לרכב חשמלי וליתר דיוק: שיטת הקיפול והאריזה של כל אחד מתאי הסוללה.

בתא של סוללת ליתיום-יון מצויה עם אלקטרוליט נוזלי יש מפריד פיזי שנמצא בין האלקטרודה השלילית לאלקטרודה החיובית, וכאשר מפריד זה נפגע מעיוות מבני, תקלת ייצור או פגיעה חיצונית עלול להתרחש קצר חשמלי שמגביר את סכנת ההתחממות ו"בריחה טרמית" שגורמת לשריפה או פיצוץ.

אחד היתרונות הבולטים של סולת 'מצב מוצק' טמון בשליטה בחומר האלקטרוליטי, בין השאר בכך שנמנעת דליפה של תמיסת אלקטרוליטים מתוך התא וכן בקלות העיצוב של כל תא ליחידות דקות ו"מפוסלות". הפטנט החדש של יונדאי קשור לאופן שבו מונחות ומקופלות שכבות האלקטרוליט יחד וסביב האלמנטים האחרים של כל תא, והצמצום המשמעותי של 'נקבוביות' שאופייניות לתהליכי ייצור נוכחיים.

התהליך החדש כולל גלגול ויישום שכבות חיץ בין האלקטרודה השלילית ולאלקטרודה החיובית ו"מקסום אזורי היצמדות בין-שכבתית" – מה שזה אומר. בתיאור הפטנט, למי שמתעניין, נכתב ש"ההמצאה מספקת סוללת מצב מוצק שכוללת שכבת אלקטרוליטים מוצקים מבוססי סולפיד, אלקטרודה שלילית המוגדרת לכלול שכבת חומר פעיל שלילי המוערמת על משטח ראשון של שכבת האלקטרוליטים המוצקים, ושכבת חיץ שלילית המוערמת על משטח ראשון של שכבת החומר הפעיל השלילי" (אגב, זה ממשיך וממשיך, הבאנו רק דוגמית קטנה…).

הפטנט של יונדאי הוא על עצם האריזה ותהליך הייצור של כל תא ועל שיטת ההטבעה שבה מיוצרות האלקטרודות אשר נועדה לייצר חספוס ייחודי של פני השטח של האלקטרודות, ובנוסף גם על שיטת המריחה של חומרים שונים, בהם מוליכים ומפרידים, בתוך התהליך.

אם זה לא היה מסובך מספיק עד כה אז חלק מן הפטנט מוקדש לאמצעי שיוצר לחץ איזוסטטי של נוזל בתוך כל מארז של קבוצת תאים במטרה לנהל טוב יותר את זרימת החשמל בסוללה, ובמערכת בקרה שכוללת חיישנים ומפקחת על הלחץ, המתח, ועל הטמפרטורה. ככל הנראה מדובר בנוזל קירור ובתיאור הפטנט נכתב שהלחץ התוך "מארזי" נשמר לאורך כל הזמן ללא קשר לקצב או למצב הטעינה והפריקה.

לקריאה נוספת:

המירוץ אל סוללת מצב מוצק, טעינה מהירה וטווח נסיעה של 1000 קילומטרים: סין מול יפן מול קוריאה, ותעשיית הרכב מול תעשיית הסוללות

הסוללה החדשה של סאמסונג: טעינה אולטרא-מהירה במחיר עממי

The post עוד שני צעדים לקראת סוללות מצב מוצק: פולקסווגן מבטיחה סוללת 500,000 קילומטרים ללא אובדן טווח ויונדאי חשפה פטנט על סוללה בטוחה במיוחד appeared first on TheCar.

מתלה קדמי טיפוסי של רכב עם מנוע בעירה מוגבל על-ידי כלל הרכיבים שמותקנים בתא המנוע ולכן יכול לאפשר לגלגלים הקדמיים לפנות בזווית הטיה מרבית של כ-40 מעלות בממוצע. דמיינו את עצמכם מבצעים פניית פרסה בכביש הגישה לבית שלכם ותבינו את הבעייתיות: רדיוס הסיבוב גדול מידי וחלקה הקדמי של המכונית יגיע עד למדרכה הסמוכה, ואז תצטרכו לסובב את ההגה לכיוון ההפוך ולבצע נסיעה לאחור. רק כאשר תמקמו את המכונית בזווית הנכונה, במהלך הנסיעה לאחור – תוכלו להשלים את הסיבוב ולנסוע לכיוון שממנו באתם.

Easy Turn Strut של ZF מאפשר להכפיל את זווית היגוי עד ל-80 מעלות בגלגלים הקדמיים ולצמצם את רדיוס הסיבוב ל-5.7 מטרים בלבד, ועל כבישים מסוימים זה אומר שאפשר להשלים את פניית הפרסה בלי לשלב פעם אחת להילוך אחורי.

Easy Turn Strut הוא מערך של מתלה קדמי ומערכת היגוי קדמית. אפשר להתקין אותו בכל כלי רכב ארבעה גלגלי, ובמכונית קונבנציונלית עם מנוע בעירה הוא יצמצם את הרדיו בממוצע מ-10-11 מטרים ל-7 בלבד. עם זאת, המערכת הזאת משיגה את היתרונות הגדולים ביותר שלה ברכב חשמלי עם מנוע אחורי, שבו אף דבר לא עומד בדרכם של הגלגלים הקדמיים ואפשר להגיע לזווית ההיגוי המרבית.
התכנון הבסיסי של EasyTurn מתאים, כאמור, במיוחד לכלי רכב עם הנעה אחורית, אבל הוא מתאים לכל מכונית עם מתלה קדמי מסוג מקפרסון שמותקן כיום בכ-80% מן הדגמים בעולם.

המצב האידאלי למערכת הזאת הוא ויתור מוחלט על חיבור פיזי לגלגל ההגה, מפני שגם מוט ההיגוי מגביל מעט את זווית ההיגוי המרבית, וזה קיים בכלי רכב עם "היגוי על חוטי" (SBW) שבו הזווית שאליו הנהג מכוון את ההגה משודרת באמצעות מערכת ממוחשבת למנוע החשמלי שמפעיל את מערכת ההיגוי.

ההשלמה הטובה ביותר ל- Easy Turn Strut היא היגוי אחורי, או – בשפתה של ZF – "מערכת היגוי לסרן האחורי Active Kinematics Control (AKC), וזאת מצמצמת את רדיוס הפנייה במהירויות נסיעה נמוכות על-ידי הפניית הגלגלים האחוריים לכיוון ההפוך מזה שאליו מופנים הגלגלים הקדמיים.

גרסת הייצור הסדרתי של מערכת ההיגוי לסרן האחורי מאפשרת כרגע זווית היגוי של עד ארבע מעלות, אבל ZF כבר הציגה אב-טיפוס למערכת שהיא מכנה "Zig-Zag Motion" ומאפשרת להגיע לשמונה מעלות. מהנדסי החברה מאמינים שבמורד הדרך הם יצליחו להגיע גם לזווית היגוי של עד 10 מעלות.

אנשי ZF מאמינים שהיישום הראשון של המערכות שלהם יהיה במכוניות עירוניות קטנות מפני שהוא יהפוך אותן להרבה יותר שימושיות בעיר ונוחות לתמרונים, אבל נראה שמערכת כזאת יכולה להיות הרבה יותר שימושית דווקא במכוניות גדולות ומגושמות, שלא לדבר על ציוד שינוע וכלי רכב תפעוליים. אנשי ZF מודים שעד כה עדיין לא חתמו על אף הסכם עם יצרנית רכב שמעוניינת לשלב את ההיגוי המהפכני שלהם בדגם מייצור סדרתי (המערכת הודגמה על ב.מ.וו i3), אבל הם מאמינים שהיא כבר תתגלגל במכוניות סדרתיות בעוד כשנתיים מהיום.

קוטלי האופנועים

כל מערכת שמשפרת את השימושיות של רכב היא מבורכת, אבל חשוב לומר משהו חשוב לכל מי שכבר מדמיינים את עצמם "מפרססים" בכיף ומשתחלים לכל שטח כביש פנוי.

פניות פרסה, ככלל, הן אחד הגורמים המובילים בפגיעות של כלי רכב באופנועים, וזה קורה מפני שנהגי מכוניות רבים מידי לא מתאמצים לחפש כלי רכב אחרים כשהם מזהים הזדמנות לבצע תמרון נהיגה שכולל חסימה של נתיב תחבורה של נהג אחר.

צריך לקוות שכאשר מערכת Easy Turn Strut תותקן ברכב מייצור סדרתי היא תגיע יחד עם בלימה אוטונומית ו/או תיקון היגוי אקטיבי בעת מעבר נתיב או חסימת נתיב, כדי שהרכב המסתובב יהיה פחות קטלני.

The post להסתובב על המקום: עוד יתרון למכונית חשמלית appeared first on TheCar.

שלושת החידושים המשמעותיים בסוללה של גושין, שנקראת L600 LMFP Astroinno, הם כימיה חדשה שמבוססת על שימוש במנגן, אלקטרוליט חדש, ומארז פטנטי שמשפר את העמידות כנגד חום, מפחית את משקל הסוללה ומגדיל את צפיפות האנרגיה ביחס למשקל.

גושין היא חברה סינית אבל המטה שלה נמצא בקליפורניה, ארה"ב, אחד ממרכזי הפיתוח שלה נמצא באוהיו, ארה"ב, ובעלת השליטה העיקרית שלה היא קבוצת פולקסווגן. לפי הכרזת החברה – פיתוח הסוללה החדשה ארך כעשר שנים, והכימיה שלה, שמבוססת על מנגן, ברזל וזרחה (פוספט), מספקת צפיפות אנרגיה כוללת שקולה לזאת של ליתיום-יון אבל עושה שימוש בחומרים הרבה יותר בטוחים ופחות יקרים.

אנשי גושין מבטיחים שהסוללה שלהם מסוגלת לספק 4,000 מחזורי טעינה מלאים בטמפרטורת החדר, 1,800 מחזורי טעינה בטמפרטורה גבוהה, ויותר מ-1,500 מחזורי טעינה מהירה של 18 דקות. אם כופלים את זה ב-1,000 קילומטרים של טווח (אמנם לפי שיטת המדיד הסינית) שאותם מספק מארז של 140 קילוואט שעה – מקבלים טווח תיאורטי של 4 מיליון קילומטרים בטעינה איטית בטמפרטורה אופטימלית, או 1.5 מיליון קילומטרים בטעינות מהירות.
אם נניח שסוללה כזאת תקבל אחריות יצרן ל-2 מיליון קילומטרים ונחלק את הטווח הזה לממוצע של 25,000 הקילומטרים בשנה שמבצע "רכב צמוד" בצי רכב ישראלי, נקבל 80 שנות נסיעה. בחלוקה לממוצע הנסועה של מכונית בבעלות פרטית בישראל (13,000 קילומטרים) מקבלים 153 שנות נסיעה.

כאמור – אנשי גושין מבטיחים שלא מדובר בסוללה תיאורטית אלא בתאי סוללה ומארזים שצפויים להיכנס לייצור סדרתי כבר בשנה הבאה, והם אפילו מציגים את מפעל הייצור שלהם. אנשי גושין עדיין לא מספרים מי הלקוחות הראשונים שלהם (רמז: פולקסווגן) אבל מבטיחים שברמת התא הבודד הם השיגו צפיפות אנרגיה של 240Wh/kg.

חידוש נוסף הוא מארז סוללה מתוכנן בקפידה שמבוסס על מודולים דומים ליחידות ה"להב" של -BYD, עם חומרי בידוד שלטענת החברה עמידים בטמפרטורות של יותר מ-1,200 מעלות צלזיוס. לדבריהם, טמפרטורת הפירוק התרמי של החומרים שבהם נעשה שימוש ברמת התא הבודד גבוהה בהרבה מזו של חומרים טרינריים, וזה הופך אותם לבטוחים יותר. בנוסף, המארז כולל ארבע שכבות הגנה ובהן "תעלות אוורור לפינוי מהיר של חום בנסיבות קיצוניות" כמו גם מערכת בטיחות אקטיבית ברמת מערכת ניהול הסוללה (BMS). כל אלה יחד מסתכמים – כך הם מבטיחים – ברמת בטיחות גבוהה במיוחד.

מארז הסוללות כולל טכנולוגיית קירור נוזל דו-צדדית במבנה סנדוויץ' אשר לדברי החברה צמצם את מספר החלקים במארז ב-45% והפחית את משקלו ב-32%. בין השאר, האורך הכולל של חיווט בתוך המארז צומצם מ-303 מטרים ל-80 מטרים. התוצאה, לדבריהם, היא צפיפות אנרגיה של 190 Wh/kg ברמת מארז הסוללה.

ובחזרה לכימיה: הקתודה של התא בנויה מחומר שמהווה למעשה ענף ספציפי של כימיית ליתיום ברזל פוספט (LFP) אשר הופכת פופולרית בשנים האחרונות. באמצעות הוספת מנגן בטכנולוגיה הקניינית של גושין, ושימוש באלקטרוליט חדש, נוצרה קתודת ליתיום מנגן ברזל פוספט (LMFP). לצורך זה הם היו צריכים לפתור בעיה של רגישות המנגן להמסה בטמפרטורה גבוהה, כמו גם בעיות של מוליכות ודחיסות של החומר.

התוצאה – שעליה שוקדות כיום גם מספר חברות נוספות – היא כימיית ליתיום ברזל מנגן פוספט (LMFP) שמספקת צפיפות אנרגיה דומה לזו של ניקל-קובלט-מנגן (NCM) מבלי לעשות שימוש בקובלט או ניקל, ומגדילה משמעותית את יכולת הטעינה המהירה.

The post סוללה עם טווח של 1,000 קילומטרים ושרידות של 150 שנות נסיעה נכנסת לייצור בשנה הבאה appeared first on TheCar.

אחת מהן, SK On, שחררה בסוף השבוע קדימון שבו היא מבטיחה להציג טכנולוגיה פורצת דרך אשר מכוונת לפלח השוק העממי. SK On, אחת החברות בקונצרן האלקטרוניקה הקוריאני הענק סאמסונג, הופרדה לפני כשנתיים מתוך חברת SK Innovation וכעת פועלת עצמאית ומתמחה בפיתוח וייצור תאי סוללה. SK On נאבקת על מקומה גם בשוק העולמי המתפתח במהירות של סוללות לרכב חשמלי.

אנשי SK On טוענים שהשלימו את כל הניסויים של אב-הטיפוס החדש ושבכוונתם להכניס אותו לייצור סדרתי מסחרי כבר במהלך השנה הנוכחית. לדבריהם, הסוללה הפריזמטית מיוחדת במהירות הטעינה המהירה שלה, ולמען הפרופורציות נזכיר ש"הסוללה המהירה במיוחד" (SF) של SK On, זו שזכתה מוקדם יותר השנה בפרס חדשנות בתערוכת האלקטרוניקה הבידורית CES 2023, מציגה ביצועי טעינה של עד 80% תוך 18 דקות. התא הפריזמטי החדש של SK On יציג – כך נטען – ביצועי מהירות עוד יותר טובים.

SK On לא מסתפקת בחידוש הזה ובמקביל לסוללה הפריזמטית מתכוונת להציג גם את סוללת ה-LFP החדשה שלה (ליתיום ברזל פוספט), גם סוללת 'מצב מוצק, וגם סוללת Cobalt Free – אשר כשמה כן היא – לא מכילה בכלל קובלט. SK On הצליחה לפתח אטת הסוללה נטולת הקובלט יותר משנה לפני תאריך היעד שהחברה הציבה לעצמה, כך נטען.

אנשי החברה מזכירים שקובלט הוא החומר היקר ביותר בסוללות ליתיום יון בטכנולוגיה הנוכחית, ושבדרך כלל קשה להיפטר מן החומר הזה מבלי לסכן את אורך החיים של הסוללה. לדבריהם, לא רק שהם פתרו את בעיית אורך החיים של הסוללה, הם גם שיפרו את צפיפות האנרגיה שלה – שגם היא נחשבה לעקב אכילס של הטכנולוגיה. בסוללות ה"Co-Free" של SK On נעשה שימוש בניקל או מנגן במקום קובלט.

הפיתוח המסקרן ביותר של SK On, למרות שהוא יוצג עדיין רק כאב-טיפוס, הוא כמובן סוללת ה'מצב מוצק' שנחשבת ל"דור הבא" של סוללות בכלל ושל רכב חשמלי בפרט.

תעשיית הסוללות בעולם נמצאת במירוץ אדיר להוזלת מחירים מחד ולא פחות חשוב – להשקת טכנולוגיות אלטרנטיביות לטכנולוגיית ליתיום-יון השכיחה כיום, ונראה שכבר במהלך 2023 נוצף במספר רב של חידושים ונחזה – כך יש לקוות – בצלילה נוספת במחיריהן של סוללות לרכב חשמלי.

לקריאה נוספת:

מלחמת הסוללות לרכב חשמלי היא בשורה מצוינת לצרכנים: צפו לירידת מחירים

לראשונה ברכב חשמלי מייצור סדרתי: סוללות נתרן-יון

רכב חשמלי: פורד תציע שני סוגי סוללות בהתאם לצרכי הלקוח

The post הסוללה החדשה של סאמסונג: טעינה אולטרא-מהירה במחיר עממי appeared first on TheCar.

בשבוע שעבר השיקה 'ליפמוטור' בסין גרסת "מאריך טווח" (EREV) לקרוסאובר החמישה מושבי שלה, C11, אשר הושק במקור בסין ברבעון השלישי של שנת 2021. במקביל הכריזו אנשי החברה שהיא "נכנסת אל עידן הכח הכפול", ובעברית: חוזרת צעד גדול אחורה אל הנעת בעירה פנימית.

ליפמוטור מתכננת להשיק גרסאות EREV לדגמים שמספיק גדולים כדי להכיל מנוע בעירה פנימית, אבל במקום פשוט לבנות כלי רכב היברידים-נטענים, כמו רוב היצרניות האחרות, היא רוכבת על רעיון "מאריך הטווח": ההנעה לגלגלים חשמלית בלבד, ואילו מנוע הבעירה משמש כ"גנרטור על הסיפון" אשר מספק אנרגיה למנועים החשמליים ולטעינת הסוללה. בנוסף אפשר גם לטעון את הסוללה (הקטנה) ישירות מעמדת טעינה.

רעיון מאריך הטווח לא חדש. ג'נרל מוטורס עשתה בו שימוש לפני יותר מעשור ולמשך עשור עם שברולט 'וולט', וכעת הוא פותר את אותה בעיה שבה נתקלו יצרניות רכב חשמלי כבר בתחילת העידן הנוכחי: העלות הגבוהה של סוללות ומחסור בתשתיות טעינה. בעזרת מאריך הטווח ליפמוטור משתמשת בסוללה קטנה ופחות יקרה ואילו הנוהגים ברכב לא סובלים מחרדת טווח.

הדגם הושק עם שתי תצורות סוללה: הבסיסית עם תכולת אנרגיה של 30.1 קילוואט שעה והיקרה יותר עם תכולת אנרגיה של 43.74 קילוואט שעה. לגרסה הבסיסית יש מנוע חשמלי אחורי בודד שמספק 272 כוחות סוס ו-37 קג"מ ומניע את הגלגלים האחוריים, ולגרסה היקרה יותר יש גם מנוע קדמי והנעה כפולה עם הספק משולב של 544 כוחות סוס וכ-73 קג"מ. טווח הנסיעה ה"חשמלי" של הגרסה הבסיסית הוא 180 קילומטרים ושל היקרה יותר 285 קילומטרים, ושתיהן מאפשרות טווח נסיעה משולב של יותר מ-1,000 קילומטרים כאשר הגנרטור מופעל. כדי לבדל את הגרסה הזאת מן הגרסה החשמלית הטהורה הקפידו אנשי החברה לבנות כלי מעט יותר ארוך (ב-3 סנטימטרים) וגבוה (ב-2.5 סנטימטרים). הרוחב ובסיס הגלגלים זהים כמובן.

אגב, 'ליפמוטור' היא לא יצרנית הרכב הסינית הראשונה שמחיה את רעיון מאריך הטווח. קדמו לה 'לי אוטו' ומספר יצרניות נוספות והגרסאות האלה זוכות בסין להצלחה רבה בעיקר באזורים שבהם תשתיות הטעינה עדיין לא מספיק מפותחות. ליפמוטור לא פרסמה עדיין נתונים רשמיים אבל לפי פרסומים בסין הרכב שלה עושה שימוש במנוע טורבו-בנזין תלת צילינדרי בנפח 1.2 ליטר מתוצרת חברת 'חרבין דונגאן' אשר מספק כ-129 כוחות סוס. אותו מנוע משמש גם יצרניות רכב אחרות בסין כמאריך טווח.

מיותר לציין שלא מדובר ברכב "נקי": נתוני היצרן, התיאורטיים, מדברים על תצרוכת דלק של 14.7 קילומטרים לליטר בנזין אם יוצאים לדרך עם סוללה טעונה במלואה, ובנוסף לכך גם עוד 19.7 קילוואט שעה לכל 100 קילומטרים.

היתרון העיקרי של דגמי EREV בכלל, ושל דגמי 'ליפמוטור' בפרט, הוא מחיר אטרקטיבי: הקרוסאובר הזה מוצע כעת למכירה מוקדמת בסין תמורת 23,560 – 29,500 דולר. החיסרון שלהם, כמובן, הוא פליטת מזהמים ושריפת בנזין. במילים פשוטות: כל עוד שאנדרוגינוס כזה מקבל סובסידיה או הטבות אחרות כ"רכב אנרגיה נקיה" – משתלם לייצר ולמכור אותו. יתרון נוסף: היות שממילא מדובר ברכב חשמלי במקור – השינויים הטכנולוגיים שנדרשים כדי להוסיף מנוע שמשמש כגנרטור אינם גדולים.

מבחינה עסקית מדובר במהלך מתבקש עבור ליפמוטור לנוכח צורך דחוף להגדיל במהירות את פוטנציאל השוק בסין: ברבעון האחרון של השנה היוצאת צנחו המסירות שלה שם אל פחות מ-8,000 יחידות, ובינואר האחרון היא מסרה בסין רק 1,139 כלי רכב.

עידן חדש-ישן

ברבעון האחרון של השנה מתכננת ליפמוטור להשיק בהשקה עולמית את "סדרה B" שלה, וכל הדגמים העתידיים של סדרה זאת, שיהיו חשמליים כמובן, יציעו גם גרסאות EREV. כך, הם אומרים, "יושק באופן רשמי עידן ההנעה הכפולה", ובאופן מעט אירוני הם מוסיפים שהם "מקווים שזה יהיה סופם של כלי רכב מסורתיים עם מנוע בעירה פנימית"…

מבחינה מעשית מדובר כמובן בצעד גדול אחורה, ובטווח הארוך הוא לא יתאים לאירופה או לכל מדינה שבה תיאסר המכירה של מנועי בעירה. עם זאת, ב'ליפמוטור' חייבים להתמודד עם הטווח המיידי והקצר והדרך שלהם לעשות את זה היא להוזיל מחירים ולהציע אלטרנטיבות משתלמות-כלכלית בעידן שבו מחירי המכוניות החשמליות כל כך גבוהים.

לקריאה נוספת:

Leapmotor: יצרנית רכב חשמלי חדשה בדרך לארץ. מה הסיפור שלה?

The post ליפמוטור מחזירה את מנוע הבעירה לנוכח צניחה במכירות appeared first on TheCar.

הזוכות הגדולות בסיכום השנתי החדש הן 'טסלה' ו'גרייטוול' – שתי יצרניות רכב שבכלל לא היו קיימות לפני שני עשורים – וזאת כאשר דגמים שלהן קיבלו את הציונים הכוללים הטובים ביותר.

פרויקט Euro-NCAP, אשר החל מלפני כ-25 שנים התמקד בעיקר ברמת ההגנה שמספקים כלי רכב לנוסעים בהם בעת תאונה, התקדם משם לאמצעים להימנעות מתאונות (בתחילה עם מערכות בקרת יציבות ולאחר מכן מערכות סיוע לנהג) ובעשור הנוכחי עוסק יותר ויותר בתקינת בטיחות והטמעת מערכות לניטור מצב הנהג, הגנת סייבר, תקשורת בין כלי רכב והתייחסות הוליסטית למניעת תאונות.

הפרויקט לא זנח את פעילות הליבה של ריסוק כלי רכב במגוון מתארים כדי לבחון את רמת הגנה שהם מספקים לנוהג ולנוסעים ברגע האמת, וגם את מזעור הנזק שנגרם להולכי רגל, ואלה עדיין מהווים נדבך מרכזי בציון הכולל ובדרוג הבטיחות של כל כלי רכב. אלא שמעל לשכבה הזאת נוספו מבחנים שבודקים את היכולת של מערכות אלקטרוניות שונות לסייע לנהג ולרכב להימנע ממפגשים לא רצויים עם עצמים אחרים.

סיבה אפשרית נוספת להצטיינות של המכוניות החשמליות היא שיצרניות הרכב מטמיעות בהן את מערכות הסיוע לנהיגה המתקדמות ביותר שיש להן – והביצועים של מערכות כאלה מוסיפים ניקוד לציון הכולל.

הבחירה השנתית שלEuro-NCAP במכוניות "הטובות בקטגוריה" מדגישה כרגיל את העובדה שבטיחות מגיעה לא רק למי שרוכש מכוניות גדולות ויקרות אלא שבכל קטגוריית גודל ומרכב יש מכוניות יותר ופחות בטוחות, ושמומלץ כמובן להעדיף את אלה שמציעות רמת הגנה גבוהה יותר.

אפשר להתווכח עם בחירת הקטגוריות של הפרויקט, שחילק את המכוניות ל"מנהלים" (טסלה מודל S), "משפחתיות גדולות" (יונדאי איוניק 6), "כביש-שטח גדול" (WEY Coffee 01 – למרות שזה קרוסאובר ולא כלי לשטח), "חשמלית טהורה" (טסלה מודל S, וזה בשעה שכל המנצחות, כאמור, הן חשמליות), "מכוניות משפחתיות קטנות (ORA 'פאנקי קאט'), "כביש-שטח קטן" (טסלה מודל Y למרות שאין קשר בין הרכב הזה לשטח) – אבל אולי זה רק עניין של טרמינולוגיה ושמות הקטגוריות היו צריכים להיות אחרים. גם לא ברור מדוע הושמטו קטגוריות נוספות כמו "מכוניות עירוניות קטנות", "מובילי אנשים", "רכב מסחרי" ועוד.

הזוכה הגדולה בסיכום 2022 היא טסלה שלקחה שלוש מתוך שש הקטגוריות, כולל את הרכב החשמלי הטהור הבטוח ביותר, ולא מיותר להזכיר שהיא עקפה דגמים של יצרניות רכב ידועות ויוקרתיות כמו מרצדס, ב.מ.וו, יגואר ואפילו וולוו – יצרנית (בבעלות סינית) שבנתה לעצמה מוניטין רב שנים בתחום הבטיחות.

ואם כבר מדברים על סיניות אז נזכיר שחלק מדגמי טסלה 'מודל 3' מיוצרים בסין וכך גם שני מותגי הייצוא החדשים של 'גרייטוול' הסינית – מותג היוקרה WEY והמותג העממי ORA. אלה מותגים חדשים לגמרי, של יצרנית שעברה קפיצת מדרגה טכנולוגית רק בשנים האחרונות, אבל ההחלטה שלה להתרחב אל השוק האירופאי בוצעה בשום שכל ועם יעד אסטרטגי שכלל הצלחה במבחני הריסוק והבטיחות.

לא רחוק מסין גופא, בדרום קוריאה, שוכנת מעצמת רכב צעירה אחרת וגם שם הוחלט להשקיע את כל מה שצריך כדי לקבל ציון גבוה במבחני הבטיחות. התוצאה: ציון מרשים ליונדאי 'איוניק 6'

אנשי Euro NCAP מזכירים שאי אפשר להשוות באופן ישיר בין ציוני בטיחות של מכוניות שמתמודדות בקטגוריות שונות וזה ההסבר שלהם לבחירת "הטובה בקטגוריה".
"ככל שדרישות הדירוג מחמירות מדי שנה", מסבירים אנשי הפרויקט, "כך יש צורך שבחירת 'הטובים בקטגוריה' תבוצע במהלך שנה קלנדרית אחת שבה כל הרכבים מוערכים לפי אותם סטנדרטים".

The post יש חשמל באוויר: טסלה וגרייטוול הן המנצחות הגדולות במבחני הבטיחות של Euro-NCAP appeared first on TheCar.

יצרנית הסוללות הסינית CATL אמנם הייתה היצרנית הראשונה שחשפה סוללות בטכנולוגיה הזאת כבר לפני יותר משנה, אולם עד היום היא לא הכניסה אותן לייצור סדרתי אצל אף יצרנית רכב, וזה עשוי להותיר את הבכורה בידי BYD שהיא גם יצרנית סוללות וגם יצרנית רכב.

מן הדיווחים בסין עולה ש-BYD תייצר סוללות נתרן-יון (סודיום-יון) בייצור המוני כבר ברבעון השני של השנה הבאה, כלומר בתוך כחצי שנה, וזאת בתום מחזור פיתוח לא קצר יחד עם חברת FinDreams. הפרסומים מצטטים מקורות בחברת BYD שטוענים שהם יהיו אחראים על תהליך הייצור הסדרתי ועל הפצת הסוללות ברגע שאלה יסיימו את השלב הנוכחי, שמוגדר כ"שלב אימות הדגימה". עם זאת, לאחר פרסום הידיעות מיהרו אנשי BYD להכחיש אותן או מפני שהן לא נכונות או כדי שלא לחשוף תוכניות עסקיות או להעיר דובים מרבצם.

קין (Qin) ודולפין הם דגמי מכוניות חשמליות טהורות בגודל בינוני ובתמחור עממי ש-BYD משווקת בסין, ואילו "שחף" היא מכונית סדאן קטנה ועוד יותר זולה שתושק בסין בשנה הבאה. השקת סוללות מטכנולוגיה חדשה דווקא במכוניות לא יקרות במקום, כמקובל, במכוניות פרימיום, עשויה להוכיח שלאחר תהליך התיעוש של הטכנולוגיה היא תהיה פחות יקרה מטכנולוגיית הליתיום-יון הנפוצה כעת בתעשייה.

BYD עשויה להיות החברה הראשונה בעולם שתשתמש בסוללות נתרן-יון במכוניות מייצור סדרתי, וזה יקרה כנראה פחות משנתיים לאחר ש-CATL חשפה את סוללת הנתרן-יון הראשונה שלה והצהירה שהשיגה צפיפות אנרגטית של 160 וואט-שעה לקילוגרם. לשם השוואה, צפיפות האנרגיה של סוללות ליתיום-יון כמעט כפולה – כ-300 וואט-שעה לקילוגרם, ואילו צפיפות האנרגיה של סוללות עופרת-חומצה עומדת על כ-30-50 וואט שעה לקילו. טכנולוגיה נפוצה אחרת היא ליתיום-ברזל-פוספט, וזו משמשת את BYD, וצפיפות האנרגיה שלה נמוכה מזו של ליתיום-יון אבל טובה מזו של נתרון-יון.

סוללות נתרן-יון, כשמן כן הן, מבוססות על נתרן – אחד החומרים הנפוצים והזמינים ביותר – ולא על ליתיום שהוא לא רק יקר ונדיר אלא גם דליק ומסוכן. יתרון משמעותי של סוללות נתרן-יון הוא עמידות טובה בטעינה מהירה, וגם בעבודה בתנאי קור קיצוני שבדרך כלל משביתים סוללות ליתיום. אז נכון, צפיפות האנרגיה שלהן משמעותית פחות טובה מזו של ליתיום-יון, אבל חומרי הגלם, ברובם, זמינים יותר והמחיר הכולל של סוללה נמוך משמעותית.

מאז מחצית שנת 2020 ועד היום הזניק הביקוש לחומרי סוללה את מחיר הליתיום בעולם למחיר גבוה פי 14 ביחס לנקודת המוצא, וזה מייקר מאד את מחירי הסוללות ואת מחירי הרכב החשמלי.

באמצע השנה שעברה הבטיחו קברניטי CATL שכבר החלו לבנות את תהליכי התיעוש של סוללות נתרן-יון במטרה להכניס אותן לייצור סדרתי עוד לפני פרוץ שנת 2023. באותה עת הם הבטיחות שהדור השני של סוללות כאלה יגיע לצפיפות אנרגיה של כ-200 וואט-שעה לקילוגרם.

לקריאה נוספת:

סוללות חשמליות יכולות לפעול במשך 100 שנים. כך קובע מחקר חדש

האם הסינים פיצחו את סוד הסוללות לרכב חשמלי?

The post האם BYD תשיק סוללות נתרן-יון תוך חצי שנה? appeared first on TheCar.

התעסקות קבועה עם כבלי טעינה היא אחד הדברים היותר מטרידים בחיים עם רכב חשמלי, וזה מעיק במיוחד במזג אוויר קיצוני – קר, חם או גשום במיוחד. כל משתמש ברכב חשמלי סובל מן ההתעסקות הזאת אבל מבחינת אנשים מוגבלי תנועה, או אנשים מבוגרים, זה לא רק ניג'וס אלא מגבלה של ממש, וחסם משמעותי מפני שימוש ברכב חשמלי.

אין פלא, לכן, שעשרות חברות מנסות לפתח אמצעים פשוטים יותר לטעינת רכב – החל מטעינה אינדוקטיבית (באמצעות השראה חשמלית) וכלה ברובוטים הניידים והחמודים של פולקסווגן. אנשי פורד, בעזרת חוקרי אוניברסיטת דורטמונד, ניסו גישה שונה: במקום לגשש אחר כבל טעינה ולחבר אותו לרכב – הם פיתחו זרוע רובוטית שמוצאת את דרכה אל שקע הטעינה של הרכב ומתחברת אליו ללא מגע יד אדם.
הפעלת הרובוט מבוצעת באמצעות אפליקציה, והזרוע ממקמת את תקע הטעינה בתוך השקע של הרכב בסיוע מצלמה – ומן הסתם תוך הסתייעות בראיה ממוחשבת. בסיום הטעינה שולפת הזרוע את הכבל ומתקפלת איתו בחזרה אל תוך עמדת הטעינה.

לדברי אנשי פורד, פתרון כזה יכול להיות ישים מאד בעמדות טעינה ציבוריות אבל גם בעמדות קטנות של משתמשים פרטיים, והם מצפים להתחיל לפרוש אותו בקרוב בעמדות ציבוריות במסגרת פיילוט עם רשת הטעינה 'איוניטי' האירופאית.

בהודעה לעיתונות שפורד פרסמה מודגשים יתרונות המערכת עבור מוגבלי תנועה שיכולים להיעזר במתדלקי תחנות התדלוק כאשר הם נוהגים במכוניות עם מנועי בעירה אך אין להם פתרון דומה עם רכב חשמלי. עם זאת, מאליו ברור שכולנו נשמח להוריד מעצמנו את ההתעסקות עם טעינת הרכב. אגב, אם כבר מדברים, נראה ששילוב בין רובוטיקה של עמדות טעינה לבין תפוצה הולכת ומתרחבת של מערכות חניה אוטונומיות במכוניות יכולה לפתור בעיה אחרת של תשתיות טעינה, שהיא "חרדת הזמינות": במקרים רבים נהגים מגיעים אל עמדות טעינה ציבוריות ונאלצים להמתין לא מעט זמן עד שהן מתפנות. פתרון כולל ויעיל יכול להיות כזה שבתום כל טעינה ינהג את המכונית הטעונה אל מחוץ לעמדה, למקום חניה סמוך, כדי לפנות את העמדה למכונית הבאה בתור.

טעינה רובוטית יכולה להקל על החיים של מפעילי ציי רכב ולחסוך להם כח אדם ועבודה ידנית, ובעידן הרכב האוטונומי ברור מאליו שמדובר במערכת הכרחית. חשוב רק לשים לב לשתי בעיות שחייבות להיפתר כדי שמערכת כזאת תהיה שימושית בעמדות ציבוריות. ראשית לכל – הרובוט חייב להתמודד עם כבלי ותקעי טעינה בהספק גבוה – ואלה כבלים כבדים יחסית. שנית, יצרניות הרכב תידרשנה לפתח סטנדרט אחיד לפתיחת הדלתיות שמכסות על שקעי הטעינה, ולהבטיח נגישות גבוהה לזרוע הרובוטית.

The post זרוע הטעינה הרובוטית של פורד בדרך אל עמדת הטעינה שלך appeared first on TheCar.

לדברי CATL, מארז סוללות "הדור השלישי" שלה מביא את "שילוב מערכת הסוללה" לרמה חדשה כאשר הוא קובע שיא חדש בניצול נפח עם יותר מ-72 אחוזים – וזה עושה אותה לסוללה המשולבת היעילה ביותר בעולם כיום, לטענת החברה. אנשי CATL טוענים שמארז הסוללה החדש שלהם ייכנס לייצור סדרתי מסחרי כבר בשנה הבאה, ושהוא משיג צפיפות אנרגיה של 255 וואט/שעה לקילוגרם, מה שיאפשר לכלי רכב שמצויד בסוללה בגודל ממוצע להשיג בקלות טווח נסיעה של 1,000 קילומטרים בין טעינות.

אגב, מעניין לציין שלמרות פריצת הדרך החשובה CATL לא קיימה אירוע השקה רשמי לחשיפת הסוללה אלא הסתפקה בהודעה לאקונית ברשתות החברתיות הסיניות Weibo ו-WeChat.

בהודעת CATL נאמר שהטכנולוגיה החדשה שלהם הגדילה פי ארבעה את שטח פיזור החום באמצעות "טכנולוגיית קירור פני השטח הגדולה הראשונה בעולם", אשר מפזרת את רכיבי קירור המים בין תאי הסוללה במקום במיקום המסורתי שלהם בתחתית התא. לדבריהם, טכנולוגיה זאת מאפשרת טעינה מהירה ל-80 אחוזים תוך 10 דקות. בנוסף, בתנאים קיצוניים מתאפשר קירור מהיר מאד של התאים וזה עשוי לשפר את בטיחות הסוללה על-ידי חסימת העברת חום לא תקינה בין התאים, במקרה שאחד מהם מתחמם או אף מתלקח.

בהשוואה לסוללת 4680 של החברה, בממדים דומים מבחינת גודל מארז ועם אותה כימיה – ההספק של Qilin גבוה ב-13% והמארז החדש מספק שיפור כולל בטווח הנסיעה, בביצועי טעינה מהירה, בטיחות, אורך חיים, יעילות, וביצועי סוללה בטמפרטורה נמוכה, כך לטענת CATL.

מהודעת החברה אפשר להבין שהשיפורים לאורך כל החזית הושגו במידה רבה בזכות הנדסה מחדש של מבנה המארז, "עם ביטול של קורה צולבת, צלחת קירור מים ומשטח תרמי, שנמצאים במארז הקיים, והחלפתם בשילוב "סנדוויץ' גמיש ורב-תכליתי" (ככל שזאת הגדרה מובנת…) עם "חיבורי גשר מיקרומטריים בתוך הסנדוויץ' אשר מתרחבים ומתכווצים באופן שמתאים לעבודת תאי הסוללה ומשפר את האמינות שלהם לאורך מחזור החיים", גם זה לטענת CATL.

החברה טוענת שהמארז החדש מאפשר ליצרניות הרכב להשיג קשיחות מבנית גבוהה יותר לכל הרכב עצמם באמצאות "מבנה כוח יציב יותר בכיוון ניצב לכיוון הנסיעה", וחיזוק זה משפר גם את עמידות הפגיעה של מארז הסוללות בעת תאונה.
CATL, כאמור, היא יצרנית הסוללות הגדולה ביותר בעולם עם נתח של כ-35% מן השוק העולמי של סוללות לרכב חשמלי. בין לקוחותיה הבולטים נמנות טסלה (בנוסף לסוללות שזו מייצרת לעצמה), פולקסווגן, קיה, ורוב יצרניות הרכב החשמלי בסין.

יש הפתעות נוספות בקנה

CATL לא נחה על זרי הדפנה ובעתיד הלא רחוק עתידה להציג חידושים נוספים, בהם סוללת מצב מוצד וסוללת "מצב מוצק למחצה". בנוסף, החברה הבטיחה לחשוף חידוש חשוב נוסף שאותו היא מכנה "סוללות חומר מעובה". מייסד ויו"ר החברה, שידוע בשמו המערבי רובין זנג, חשף את המידע בתערוכת הרכב של צ'ונגצ'ינג מבלי לגלות מידע נוסף אודות הטכנולוגיה שלה. עם זאת, זנג אמר שמה שיניע את פיתוח שוק הרכב החשמלי העולמי תהיה "התקדמות במקביל של המערכת הכימית, המבנה, תהליכי הייצור והחדשנות בתחום הסוללות".

CATL דיווחה במקביל על השלמת סבב גיוס של 6.7 מיליארד דולרים בהנפקת מניות פרטית, ולדברי החברה סכום זה מיועד ברובו להרחבת מערכי ייצור ושדרוג מערכים קיימים לייצור סוללות ליתיום-יון בארבע ערים סיניות, כמו גם למחקר ופיתוח.

כמובן ששאלת מיליון השקלים היא מתי נראה את סוללת קילין בכלי רכב שיימכרו בישראל והתשובה עשויה להפתיע לטובה. במקביל לחשיפת הטכנולוגיה פרסמו אנשי CATL על חתימת מספר עסקאות למכירת סוללות, שתיים מהן עם יצרניות הרכב הסיניות הקטנות אך המתקדמות 'הוזון' ו'לי אוטו', ואחת מהן עם קיה. אנשי קיה לא אישרו או הכחישו את ההודעה כך שאי אפשר לדעת אם מדובר בעסקה לרכישת סוללות מטכנולוגיית ליתיום-יון קיימת או מטכנולוגיה מתקדמת יותר.

אפשר להניח שקיה, כמו כל יצרנית רכב מבוססת, "נקרעת" בין הרצון להשיג יתרון תודעתי ותדמיתי על-ידי שיווק טכנולוגיה מובילה לבין החשש מפני תקלות שעלולות להתקיים בכל טכנולוגיה חדשה ולעלות לה המון כסף. מבחינה זאת סביר יותר שהראשונות ליישם את הסוללות החדשות בשנה הבאה יהיו יצרניות הרכב החדשות, הקטנות, הזריזות ואלה שמוכרות מוצרים יקרים ועתירי טכנולוגיה. מאידך – אנשי CATL רמזו שהם הציעו את הסוללה החדשה גם לטסלה, אחד הלקוחות הגדולים שלהם בסין, וזאת כבר חברה שידועה בנכונות שלה לקחת סיכונים טכנולוגיים גדולים יותר. היות שטסלה מייצאת מכוניות מסין לישראל, ייתכן שהסוללות החדשות האלה יגיעו אלינו די מהר.

סין, אגב, מובילה בהפרש ניכר את המכירות של רכב חשמלי בעולם עם יותר מ-2.9 מיליון כלי רכב חשמליים שנמכרו שם בסיכום השנה שעברה וצפי למכירת יותר מחמישה מיליון כלי רכב השנה.

The post CATL חשפה סוללה עם טווח של 1,000 קילומטרים. בקרוב אצלנו appeared first on TheCar.

השיגור והתפעול של רשת הלוויינים מבוצעים על-ידי Geespace, חברת בת בבעלות מלאה של תאגיד Geely Technology Group. החברה הוקמה בשנת 2018 והיא המפעילה הסינית הפרטית הראשונה של לוויינים מסחריים שחגים במסלול נמוך. לאחר השיגור דיווחה תחנת הבסיס הקרקעית של Geespace שכל תשעת הלוויינים פועלים היטב, ושכולם התחברו אל מחשבי החברה ואל הרשת.

קבוצת הלוויינים הראשונה תמנה 72 לוויינים מדגם זהה, והיא תיפרש בהדרגה מעכשיו ועד לשנת 2025. שאר 168 הלוויינים ישוגרו לאחר מכן, במסגרת שלב שני של התוכנית. לדברי החברה, דגם GeeSAT-1 הוא לוויין מודולרי ראשון בעל ביצועים גבוהים אשר מיועד לריחוף במסלול נמוך אשר מיוצר בייצור סדרתי בסין. לוויינים אלה הונדסו כדי לאפשר תמיכה בשירותי מיקום וקישוריות עם רמת דיוק של סנטימטר בודד, והם נועדו לשרת את כלל מותגי תאגיד ג'ילי העולמי וגם כדי למכור שירותים דומים ליצרניות רכב מתחרות.

רשת הלוויינים מופעלת באמצעות תחנות שליטה קרקעיות שפרושות בחמש ערים בכל רחבי סין, בצ'ינגדאו, טאי-ג'ואו, קורלה, צ'נגדו וחרבין. מבחינת המשתמשים – בעלי רכב עתידיים של מותגי ג'ילי השונים (בהם, בין השאר, 'וולוו', 'סמארט', 'לינק אנד קו' ועוד) – התועלות צפויות להגיע הרבה יותר מהר מאשר בכלי רכב אוטונומיים עתידיים, שמועד הפעלתם נדחה והולך. שימושים ראשונים ברשת הלוויינים קשורים לעולמות הקישוריות – ובמילים פחות מכובסות: חיבור כל מכונית שהקבוצה תייצר אל מחשבי התאגיד ובאמצעותם לרשת האינטרנט העולמית. עם זאת, בשלב הראשון, עד לשנת 2026, יוצעו שירותי המיקום של הרשת רק בסין ובאזור אסיה-פסיפיק, ורק לאחר מכן תיפרש הרשת אל שאר העולם.

אסור להתבלבל: מדובר בהישג חסר תקדים ביחס לתעשיית הרכב. בשונה מ'טסלה' – שהיא בראש ובראשונה חברת טכנולוגיה ובראשה עומד אילון מאסק שעומד גם בראש 'SpaceX' – עסקי הליבה של ג'ילי הם ייצור רכב, וכרגע זאת יצרנית הרכב הראשונה בעולם שמקימה, באמצעות חברת בת, רשת תקשורת-חלל עצמאית.

SpaceX מפעילה כיום יותר מ-2,000 לוויינים במסגרת רשת Starlink שלה אשר בין השאר מציעה שירותי אינטרנט מסחריים באזורים על-פני כדור הארץ שבהם רשת האינטרנט לא קיימת או לא יציבה מספיק. סטארלינק מתכננת להרחיב את הרשת שלה ל-4,408 לוויינים, והיא משתמשת בטילים מפיתוח וייצור עצמי כדי להכניס אותם למסלול. ג'ילי, לעומת זאת, השתמשה בטיל מסוג Chang Zheng 2C (בתרגום לעברית: "הצעדה הארוכה", כרפרנס לנסיגת הצבא האדום שנחשבת לאחד המיתוסים המכוננים של הקומוניזם הסיני), אשר פותח, מיוצר ומופעל על ידי 'האקדמיה הסינית לטכנולוגיית רכבי שיגור (CALT)' שהיא חברה ממשלתית סינית. השיגור ביום חמישי היה הניסיון השני של ג'יספייס להציב את הלוויינים שלה במסלול. בדצמבר האחרון היא איבדה זוג לוויני אב טיפוס בגלל כשל של משגר סיני אחר, מדגם Kuaizhou-1A.

הלוויינים הראשונים של ג'יספייס מבוססים על פלטפורמה שמכונה על-ידי החברה GeeSAT100, וכל אחד מהם שוקל כ-100 קילוגרם. אחד היישומים המסחריים הראשונים של הרשת החדשה יהיה עבודה צמודה עם ספקי לוגיסטיקה שתקנה להם שירות ניטור לניהול ובקרה בזמן אמת של תהליך ההובלה.

לדברי ג'יספייס, הלוויינים ישמשו גם כדי לסייע לתוכנית האחריות החברתית התאגידית "Blue Guardian" של ג'ילי הולדינג אשר מסייעת להצלת האוקיאנוסים באמצעות ניטור איכות מי הים וזיהוי של כתמי פסולת שיש לנקות. מצד שני, ג'ילי אולי מצילה חיים על פני האדמה אך בה בעת עלולה לזהם דברים אחרים. אורך החיים ה"מבצעי" של כל לוויין ברשת של החברה הוא חמש שנים, ולאחר מכן הם "נשלחים" אל תוך האטמוספירה שלנו במטרה להתיך אותם. לדברי ג'ילי הלוויינים אמורים להתפרק ולהתפזר מבלי לגרום לנזקים או ליצור "פסולת חלל".

ג'יספייס הקימה עד כה מרכזי מחקר ופיתוח במספר ערים בסין, ובחודש ספטמבר שעבר הפעילה לראשונה את מפעל הייצור המרכזי שלה עם כושר ייצור של כ-500 לוויינים בשנה. בהודעתה לעיתונות ציינה החברה שהלווינים שהיא מייצרת "ניתנים להתאמה אישית… כדי לעמוד בביקוש הגלובלי הגובר ללוויינים מסחריים". ג'יספייס מסוגלת לייצר פלטפורמות לווייניות בגדלים שונים, עם טווח משקלים שמתחיל ב-10 קילוגרם ומגיע עד שלוש טונות. ג'ילי שואפת להיות אחת הספקיות הראשונות בעולם של "שירותי מיקום מדויק נקודתי ושירותים קינמטיים בזמן אמת (PPP-RTK)".

כמו ברוב המדינות בעולם גם רוב הלוויינים ששוגרו עד לא מכבר מסין יוצרו והופעלו על-ידי הממשלה, בעיקר ליישומים צבאיים. בשנת 2014 פתחה ממשלת סין את שוק החלל שלה ליזמויות פרטיות, חלקן בגיבוי ממשלות מקומיות, ובתוכנית החומש הנוכחית של הממשלה המרכזית – לשנים 2021-2025, נקבע שתוצב רשת לוויינים לתקשורת, חישה מרחוק וניווט. כיום מרחפים סביב כדור הארץ יותר מ-400 לוויינים "ממשלתיים" ומסחריים שפותחו בסין והוצבו בחלל על-ידי חברות סיניות.

The post ג'ילי בעקבות טסלה: שיגרה לחלל 9 לוויינים עבור קישוריות ונהיגה אוטונומית appeared first on TheCar.

מחקר חדש אשר פורסם בקנדה בתחילת החודש מחסל כמעט באופן מוחלט את הטענה הראשונה, ומטפל בעקיפין גם בטענה האחרת. על המחקר חתומה אוניברסיטת דלהוסי מהליפקס, קנדה, שפועלת בשיתוף פעולה עם חטיבת מחקר הסוללות של יצרנית הרכב טסלה, אשר הקימה באוניברסיטה הזאת את חטיבת המחקר המתקדם לטכנולוגיית סוללות.

במחקר מוצגים פרטים אודות טכנולוגיית סוללה שיכולה לשרת אותנו במשך 100 שנים. במילים אחרות, סוללות עם אורך חיים ארוך במיוחד, או כאלה שאפשר למחזר באופן כמעט מוחלט לשימושים חדשים, יוצרות משוואה חדשה לפיה כריית מחצבים אמנם מזהמת את הסביבה אבל תוצרי הכרייה משמשים את האנושות למשך ארבעה דורות, בעוד שנפט נשרף רק פעם אחת.

המחקר הוא פרי שיתוף פעולה עם ג'ף דהן, אחד המומחים המובילים בעולם בטכנולוגיית סוללות בכלל ובפרט אחד מחלוצי סוללות הליתיום-איון אשר משמשות כיום ברוב המכשירים החשמליים וכלי הרכב החשמליים. דהן מרצה ומנחה סטודנטים באוניברסיטת דלהוסי וזאת הסיבה שבגללה בחרה טסלה, בשנת 2016, להקים שם את חטיבת מחקר-הסוללות שלה.

עיקר המחקר של אוניברסיטת דלהוסי בשנים האחרונות ממוקד בהגדלת צפיפות האנרגיה של סוללה, כלומר של כמות האנרגיה שאפשר לאחסן בכל יחידת נפח של סוללה. ככל שצפיפות האנרגיה גדולה יותר כך אפשר לאגור יותר אנרגיה ביחידת נפח ומשקל קטנה יותר, ולהאריך את טווח הנסיעה של כלי רכב. לא מיותר להזכיר שהתחרות של סוללות חשמליות לא קלה, היות שהן מתמודדות מול דלקים ממקורות אורגניים שמאופיינים בצפיפות האנרגיה הגבוהה ביותר הידועה לאנושות, פחות או יותר פי 100 מזו שמחזיקה סוללה חשמלית בימינו.

המחקר של אוניברסיטת דלהוסי פורסם לאחרונה לביקורת עמיתים בכתב העת המדעי Journal of The Electrochemical Society והוא מגלה פרטים אודות סוג חדש של תאי סוללה שיכולים להיות עדיפים בהרבה על תאי הליתיום-יון שנמצאים בשימוש כרגע (וגם אותם אפשר למחזר במידה רבה מאד). אגב, למי שמתעניין, כותרת המחקר היא "Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 כחלופה מעולה ל- LiFePO4 עבור תאי ליתיום-יון במתח נמוך ארוכי טווח".

המאמר מתייחס אל כימיה מבוססת ניקל ונטולת קובלט, אשר מציעה, כאמור, צפיפות אנרגיה גבוהה מאוד וגם עמידות רבה יותר לתנאי טמפרטורה קיצוניים. סוללות ליתיום-איון מן הדור הנוכחי רגישות מאד לתנאים של קור קיצוני ושל חום גבוה.

סוללה עם שרידות גבוהה מאד יכולה לתרום גם לזרוז המעבר אל אנרגיות מתחדשות וגמילה מתחנות הכוח הגדולות והלא יעילות ששורפות כרגע דלקים ממקורות אורגניים. עקב אכילס של אנרגיה מתחדשת הוא חוסר הסדירות בהפקה שלה, ומצבים שבהם אין אור שמש או רוח ולכן לא מיוצר חשמל. אגירת עודפי אנרגיה בסוללות כאשר ההיצע עולה על הביקוש יכולה לגשר על הפער שנוצר כאשר אין אפשרות להפיק אנרגיה מן השמש או מן הרוח.

The post סוללות חשמליות יכולות לפעול במשך 100 שנים. כך קובע מחקר חדש appeared first on TheCar.

רוב הפיתוחים החשובים שעליהם אנחנו מתבשרים חדשות לבקרים מגיעים מכיוון הכימיה של סוללות ונועדו להתגבר בעיקר על בעיות קצב טעינה ומשקל. כמעט אחת לשבוע אנחנו שומעים על ניסוי מוצלח או כניסה לייצור מסחרי של טכנולוגיית גרפיט חדשה או על סוללת מצב מוצק שאו-טו-טו תיכנס לשימוש – ואלה אמורות להיטען במהירות שיא מבלי לשרוף כל דבר סביבן או להתפוצץ חלילה.

לאחרונה התבשרנו בשורה מרגשת ביותר מכיוון אחר, אשר תוקף את מהירות הטעינה מן הצד הפיזיקלי שלה, וליתר דיוק תוך שימוש בתיאוריות מתחום הפיזיקה הקוונטית. בשורה תחתונה – כאשר הרעיון שנתאר כאן בהמשך יעבוד, וימוסחר – נוכל לטעון את הסוללה החשמלית ברכב שלנו במהירות גבוהה, שימו לב, פי המכפלה של מספר תאי הסוללה במהירות הטעינה הנוכחית. במילים פשוטות, אם בסוללה שלנו יש 200 תאים נוכל לטעון אותה במהירות גבוהה פי 200 מאשר קצב הטעינה שבו היא נטענת כעת, וזאת ללא קשר לכימיה שלה.

אם הרעיון הזה בר יישום נוכל לטעון רכב חשמלי ממוצע הרבה יותר מהר מן הזמן שלוקח לתדלק כרגע מיכל דלק במכונית עם מנוע בעירה, ואנחנו מדברים על מהירות של שניות בודדות מעמדת טעינה עם הספק גבוה או 3 דקות במקום 10 שעות בעמדה ביתית. כמובן שהפתרון הזה – גם אם וכאשר הוא ייושם – זקוק לתשתיות מתאימות שיספקו די אנרגיה לטעינה אולטרה מהירה שכזאת. אבל דיה לצרה בשעתה.

קבלו בבקשה את הקוונטים

לחדשות המרתקות אחראית קבוצת חוקרים מן 'המרכז לפיזיקה תיאורטית של מערכות מורכבות בתוך המכון למדע בסיסי (IBS)' בדרום קוריאה, אשר פרסמו מאמר שזכה ל"בחירת העורך" בירחון המדעי הנחשב Physical Review Letters. ההסבר הפשוט ביותר לתיאוריה המורכבת בעליל שהם מציעים הוא שהאנרגיה ש"מוזרמת" אל סוללה לא תחולק לכל התאים במקביל, אך ללא תלות זה בזה – כמקובל כעת, אלא בשיטה "קוונטית" שבה כל התאים מקושרים וגם מתקשרים זה עם זה. במילים אחרות – האנרגיה "מוזרמת" אל כל התאים בבת אחת במקביל וגם דרך האופטימלית ביותר.

התיאוריה עצמה הוצעה על-ידי אליקי ופאנס, מדענים מתחום הפיזיקה, כבר בשנת 2012, ומאז היו לא מעט ניסיונות להפוך ולחפור בה כדי למצוא את הדרך המעשית ליישם אותה. למשל, בשנת 2017 הציעו מדענים אחרים שני עקרונות תיאורטיים שנובעים להערכתם מטעינה קוונטית. עבור אנשים כמותנו, שלא מבינים בפיזיקה, מתוארים שני העקרונות האלה כאפשרות שבה "כל התאים מדברים עם כל האחרים בו זמנית, כלומר, "כולם יושבים ליד שולחן אחד", ובה בעת "כולם מוצמדים לכולם", לעומת אפשרות אחרת שבה כל תא יכול "לדבר" עם כל תא אחר אבל רק עם תא אחד בו זמנית". (ההסבר שהוצע לעמך לאפשרות השנייה הוא "ישנם דיונים רבים אבל בכל דיון פועלים רק שני משתתפים"). במהלך העשור האחרון פורסמו מספר מאמרים נוספים באותו נושא, כך שנראה ש"טעינה קוונטית" היא תחום מחקר מבטיח, ולכל הפחות כזה שנמצא במרכז תשומת הלב של פיזיקאים.

המדענים הקוריאנים של IBS יגעו ומצאו ש"צימוד הכל-לכל לא רלוונטי לסוללות קוונטיות וכי "פעולה גלובלית" (כך נקרא אחד העקרונות שהוצעו ב-2017) היא הדרך היחידה שמקנה יתרון בשיטה הקוונטית". המחקר התיאורטי שלהם מצא, כך לפי המאמר, את "המקור המדויק של יתרון (של טעינה קוונטית) תוך שלילת כל אפשרות אחרת, ואף סיפק דרך מפורשת לתכנון סוללות כאלה", כך כמובן לפי הודעת מכון המחקר.

בנוסף, המדענים הצליחו לכמת במדויק את מהירות הטעינה שאפשר להשיג באמצעות טעינה קוונטית. לפי המחקר שלהם כיום אפשר להאיץ את קצב הטעינה באופן לינארי, כלומר שככל שישנם יותר תאים קצב הטעינה מהיר יותר. לעומת זאת, ב"סוללות קוונטיות שמשתמשות ב"פעולה גלובלית" (אפשר) להשיג מהירות גבוהה בקנה מידה ריבועי". בעברית פשוטה: ככל שישנם יותר תאי סוללה מהירות הטעינה גדלה בריבוע. להערכתם, "שימוש בטעינה קוונטית יאיץ פי 200 את מהירות הטעינה של סוללה עם 200 תאים ביחס למצב הנוכחי, וזה אומר שמשך זמן הטעינה בעמדת טעינה ביתית יקוצר מ-10 שעות לכ-3 דקות. בעמדת טעינה מהירה יקוצר משך הטעינה מ-30 דקות לשניות בלבד".

החוקרים מתארים במאמר שלהם השלכות מרחיקות לכת לטעינה קוונטית, למשל בתחנות כוח עתידיות שמבוססות על היתוך, וזאת כמובן בשורה טובה לרכב החשמלי מכיוון שככל שיהיו יותר יישומים לתיאוריה חדשה כך גדל הסיכוי שיושקעו מאמצים כדי להפוך אותה למציאות. "ממצאי מחקר כאלה מסמנים כיוון מבטיח", אומרים אנשי המכון, "ויכולים לתמרץ את גורמי המימון והעסקים להשקיע עוד יותר בטכנולוגיות אלה".

The post הרכב החשמלי שלנו ייטען תוך שניות בודדות appeared first on TheCar.

תעשיית הרכב היא אחד המאיצים החשובים לפיתוח טכנולוגיית סוללות מכיוון שהיא זקוקה להן באופן דחוף, כמעט נואש, אבל היא לא היחידה. גם תעשיית האלקטרוניקה זקוקה לסוללות טובות מאלה שקיימות כעת, ויותר מכל הן נדרשות בכמויות עצומות לתחום האנרגיה המתחדשת.

ביום רביעי השבוע תושק בסין 'איון V פלוס' – מכונית חשמלית ראשונה עם סוללה על בסיס גרפן (נגזרת של גרפיט) אשר מבטיחה טעינה סופר מהירה ובטוחה, ובסוף השבוע נתבשרנו על פריצת דרך מעניינת במיוחד מכיוון מחלקת הנדסת הננו טכנולוגיה של אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו. במחקר שפורסם בסוף השבוע בכתב העת החשוב 'סאיינס' (Science) מתארים חוקרי האוניברסיטה כיצד שילבו בין שתי טכנולוגיות שנמצאות כעת במוקדי התעניינות של קהילות מדענים בעולם וקיבלו את מה שנשמע כמו הסוללה המושלמת, נכון להיום.

הטכנולוגיה הראשונה שבה נעשה שימוש היא אנודה על-בסיס סיליקון אשר ידועה בצפיפות אנרגיה גדולה פי עשרה מאנודות הגרפיט שמשמשות כעת ברוב סוללות הליתיום יון המסחריות של היום. מדענים ויצרני סוללות ניסו במשך עשרות שנים למצא את תרכובת הסיליקון המתאימה לשימוש באנודות כדי להחליף לחלוטין, או לשלב אותה, באנודות הגרפיט המקובלות.

פריצת הדרך של החוקרים באוניברסיטת סן דייגו הייתה כאשר הוציאו את הפחמן מן האנודות, ובמקביל השתמשו במיקרו-סיליקון שלדבריהם הוא פחות מעובד ופחות יקר מאשר הננו-סיליקון שבו מנסים רוב החוקרים להשתמש. בעיה ספציפית של אנודות סיליקון היא הנטייה שלהן להתרחב ולהתכווץ במהלך טעינה ופריקה של סוללה, והעובדה שהן מתכלות במהירות כתוצאה ממגע עם אלקטרוליטים נוזליים. תכונות אלה מקצרות את חייהן ולכן מנעו עד היום את השימוש המסחרי בהן.

פריצת הדרך השנייה שאמורה לאפשר את השימוש בסיליקון היא החיבור של מרכיב אחר שאותו מתאמצים מדענים בכל העולם לפתח ללא קשר לסיליקון – וזה אלקטרוליט במצב מוצק. החוקרים בחרו באלקטרוליט מוצק שמבוסס על גופרית ונטול פחמן, וזאת לאחר שמצאו שהוא יציב במיוחד בסביבת סיליקון. אלקטרוליטים כאלה, שמבוססים על גופרית, נחשבו במשך שנים כמאוד לא יציבים, אבל זאת בעיקר מכיוון שההתייחסות הייתה למערכות של אלקטרוליטים נוזליים שנעדרים את היציבות הקינטית של אלקטרוליטים מוצקים. שילוב שתי הטכנולוגיות, כך מבטיחים החוקרים במאמר שפרסמו, יצר סוללה בטוחה לשימוש, עמידה לאורך זמן, וחשוב מכל: בעלת תכולת אנרגיה גבוהה ויכולת לטעינה ופריקה מהירות.

מחבר המאמר, דארן טאן אשר זה עתה קיבל את הדוקטורט שלו מן האוניברסיטה, כותב ש"עם תצורת סוללה כזאת הצלחנו ליצור הזדמנות חדשה לסוללות במצב מוצק שמשולבות באנודות סגסוגת כגון סיליקון". צוות החוקרים הדגים את הטכנולוגיה על סוללות בקנה מידה מעבדתי שעמדו ב-500 מחזורי טעינה ופריקה עם שמירת קיבולת של 80% מתכולת האנרגיה בטמפרטורת החדר, ולדבריהם מדובר בפריצת דרך גם בתחום אנודות הסיליקון וגם בתחום הסוללות במצב מוצק.

החוקרים של אוניברסיטת קליפורניה שיתפו פעולה עם חוקרי LG Energy Solution והקימו חברת סטארט אפ חדשה, UNIGRID Battery, שטאן הוא המנכ"ל והמייסד שלה. החברה רשמה את הטכנולוגיה החדשה כפטנט.

"עבודה חדשה זאת מציעה פתרון מבטיח לבעיית האנודה הסיליקונית, אם כי יש עוד עבודה לעשות", מצוטטת פרופסור שירלי מנג, אחת מכותבות המאמר, בהודעת האוניברסיטה. "אני רואה בפרויקט זה אימות לגישה שלנו, שחיברה בין עבודה תיאורטית וניסיונית קפדנית עם יצירתיות וחשיבה "מחוץ לקופסה". הצלחנו גם לבנות אינטראקציה עם שותפים בתעשייה כדי להתמודד עם האתגרים הקשים".

מיונג-חוואן קים, נשיא ומנהל הרכש הראשי של LG Energy Solution שהייתה שותפה למחקר, אומר ש-LG "שמחה על כך שהמחקר העדכני ביותר על טכנולוגיית סוללות סיליקון מצב מוצק פורסם בכתב העת החשוב ורואה בכך הודאה משמעותית. כעת LG קרובה הרבה יותר למימוש טכניקות סוללה במצב מוצק, וזה יגוון מאוד את מערך מוצרי הסוללות שלנו. החברה תמשיך במאמץ לטפח טכנולוגיות חדישות ותרחיב את שיתוף הפעולה שלה עם אוניברסיטת קליפורניה".

The post האם "סיליקון במצב מוצק" הוא פריצת הדרך הבאה בתחום הסוללות? appeared first on TheCar.

בפוסט שהעלו אנשי החברה בעמוד הרשמי שלהם ברשת החברתית הסינית WeChat הם הודיעו על אירוע ההשקה שבו תיחשף הגרסה המשודרגת של דגם V, זו שתכיל את טכנולוגיית הטעינה החדשה, ושהיא תיקרא פשוט V Plus. היות שטווח המחירים של דגם V בסין נע בין 27,000 ל-37,000 דולר אפשר לצפות שגרסת "פלוס" תהיה המאובזרת ביותר ותוצע במחיר קרוב לרף העליון של טווח המחירים הנוכחי. לטובת מי שלא הספיק לעשות את החשבון בראש – אנחנו מדברים על קרוסאובר גדול ומאובזר, עם טכנולוגיית הטעינה המתקדמת ביותר בעולם פחות או יותר, שמוצע תמורת פחות או יותר 120 אלף שקלים.

כפי שפרסמנו כאן, GAC Aion פיתחה גם סוללה מתקדמת וגם עמדות טעינה מהירות, ושני אלה מסוגלות לטעון בזרם של 480 אמפר ומתח של 880 וולט, להספק טעינה של עד 480 קילוואט. זה אומר שטעינה של חמש דקות בלבד תוסיף ל- Aion V טווח נסיעה של 207 קילומטרים, ושתוך כ-8 דקות תתמלא הסוללה מ-30% ל-80%.

הגרסאות הקיימות של Aion V מצוידות בסוללות ליתיום-יון עם תכולות אנרגיה שונות שמספקות טווחי נסיעה של בין 500 ל-600 קילומטרים לפי התקן הקודם – NEDC. הסוללה החדשה, שמבוססת – לראשונה מעולם – על טכנולוגיית גרפן – צפויה להכיל מספיק אנרגיה עבור טווח נסיעה של כ-702 קילומטרים. לדברי אנשי GAC, כפי שנמסרו לפני כחודש לעיתונאים הסינים – הסוללה החדשה נבחנה בתנאים קשים ושונים ונמצאה עמידה בפני התחממות והתלקחות. אורך חיי הסוללה, לטענת אנשי GAC, הוא 95 אחוזים גם לאחר 1,600 מחזורי טעינה.

בין הצגת הטכנולוגיה ב-30 באוגוסט לבין החשיפה הרשמית בשבוע הבא ביצעה GAC נסיעות מבחן לעיתונות הרכב הסינית עם אבות טיפוס של הגרסה החדשה, ואלה מדווחים, בין השאר, על שינויים עיצוביים שונים בחוץ ובפנים. העניין הוא ש'איון' עדיין לא נמכרת אצלנו באף גרסה, ולכן גם ההבדלים בין הגרסאות עדיין חסרי משמעות מבחינתנו. הבשורות הטובות, עם זאת, הן שלאחר הפסקה של כשנה וחצי בשיווק GAC בישראל צפוי חידוש הפעילות שלהם והפעם תוך התרכזות במותג 'איון'. במילים אחרות – הטכנולוגיה החדשה של גרסת 'פלוס' צפויה להיות רלבנטית גם עבורנו, בישראל.

ההיסטוריה המהירה של החישמול

סין שולטת כיום ללא עוררין בסצינת הרכב החשמלי העולמית מכיוון שממשלת סין לקחה את פרויקט חישמול-הרכב ברצינות, וראתה בו הזדמנות לשדרג במהירות את תעשיית הרכב שלה. בין השאר הממשלה קבעה יעדים שאפתניים ליצרניות השונות והעניקה סובסידיות ליצרניות, לצרכנים ולהקמת תשתיות טעינה. על רקע זה אפשר להתפעל כעת מן הזריזות המדהימה של GAC ושל המותג החשמלי שלהם, 'איון', אשר השיקה דגם ראשון (סדאן שנקראת S) בשנת 2018, כלומר לפני כשלוש שנים בלבד. בשנת 2019 הוסיפה איון את הקרוסאובר LX ובשנה שעברה, עמוק לתוך מגפת קורונה, הושקו הקרוסאובר V ונושא האנשים (מיניוואן) Y. שלוש שנים לאחר השקת המותג הגיע קצב המסירות של הדגמים השונים בסין לכ-18,000 בחודש.

התחרות של יצרניות הרכב הוותיקות (יחסית) בסין מגיעה מחברות הסטארטאפ הקטנות כמו ניו, שגייסו סכומי כסף אדירים ורכשו או פיתחו טכנולוגיה מכל הבא ליד, וגם מיצרניות האלקטרוניקה הגדולות כמו 'וואווי' ו'שיאומי' שמכניסות לאחרונה רגליים לבריכה שלהן. שיאומי, למשל, רשמה לפני כשבועיים מותג רכב חדש שנושא את שמה.

כדי להתמודד מול אלה נדרשות היצרניות הוותיקות לגייס כל טכנולוגיה אפשרית, ובהקשר הזה ברור שטעינה מהירה בהספקים שיכולים להביך אפילו את טסלה היא כמובן ה"ג'וקר" בחפיסה של איון. עם זאת – זה בפירוש לא הקלף היחיד: עיתונאיות הרכב הסיניות, למשל, התלהבו לא פחות מן הצביעה הייחודית של דגם V Plus שנחשפה בפניהן, עם "צבע הולוגרפי חדש" שפותח במיוחד ויושם לראשונה בדגם זה. אפשר להתווכח אם שילוב של צבעי ורוד וזהב בחזית, ומעבר לירוק ולאחר מכן לסגול באמת "מעניקים למכונית תחושה של טכנולוגיה מתקדמת", כפי שטוענים אנשי המותג, אבל כמאמר הפתגם "על טעם ועל ריח". מה שבטוח זה שאנשי איו לא מסתפקים רק בטכנולוגיה מתקדמת אלא משתעשעים גם בשיטות שיווק חדשות עם דגש על פרסונליזציה – התאמה אישית – לצרכנים.

גרסת פלוס קיבלה גם שדרוגים טכניים כמו מנוע קדמי עם הספק מוגדל ל-200 קילוואט ( כ-270 כוחות סוס) שמקצר את משך הזינוק מעמידה ל-100 קמ"ש, וגם שדרוגים אלקטרוניים, למשל למערכת החנייה האוטונומית. אחד הפיצ'רים החביבים, אשר לרוע המזל יהיה זמין רק בסין בשלב זה, הוא מערכת ניווט משודרגת שמתקשרת בצמוד לבקרת השיוט האדפטיבית וההיגוי האקטיבי. לטובת מי שלא שם לב: אנחנו מדברים על יכולות די דומות לגרסת הבטא החדשה של 'טסלה', עם מעבר אוטונומי בין נתיבים לצורך עקיפה ושאר תופינים.

המערכת נקראת NDA – ראשי תיבות של "ניווט לסיוע בנהיגה" (Navigated Driving Assist), ולטענת הסינים היא יכולה לבצע עקיפות אוטונומיות, החלפת נתיבים, עליה וירידה מכבישים מהירים והכל בהתאם להנחיות של מערכת הניווט ובהתאם לתנועה סביב הרכב. מערכת זאת מבוססת על נתוני מיפוי ברמת דיוק גבוהה שמסופקות מן הסתם על-ידי ספקים חיצוניים.

הערה אחרונה לזכות ממשלת סין, אשר סיימה בשנה שעברה את תוכנית הסיבסוד המאסיבית למעבר לחשמל, ולמעשה "השליכה את היצרניות למים העמוקים". בעידן שלאחר הסבסוד נדרשות יצרניות הרכב השונות להתמודד "בעולם האמיתי", וזה אומר להיות אגרסיביות, יצירתיות, זריזות ונחושות. לממשלת ישראל יש ממי ללמוד.

The post Aion V Plus תושק בשבוע הבא. האם זאת מהפכה בטעינת רכב חשמלי? appeared first on TheCar.

במהלך החודש הקרוב צפויה יצרנית הרכב הסינית GAC Aion להציג גרסת ייצור סדרתית של הקרוסאובר שלה מדגם Aion V עם סוללת גרפיט שיכולה להיטען תוך 8 דקות ממצב ריק ל-80%, ותוך 5 דקות מ-30% ל-80%. תכולת האנרגיה של הסוללה, כך מבטיחים הסינים, תספיק לטווח נסיעה של 1,000 קילומטרים – ואם הדבר הזה עובד נראה שעל פניו מדובר בפתרון אולטימטיבי ל"חרדת הטווח" של נהגי רכב חשמלי.

דיווחים בסין טוענים שכדי לתמוך בטכנולוגיה הזאת, ולטעון כמויות כל כך גדולות של אנרגיה לתוך סוללה בזמן כל כך קצר – מתכוונת GAC Aion להציג מחר (יום שני) עמדת טעינה מהירה חזקה במיוחד, בהספק של עד 600 קילוואט שעה. אם דיווחים אלה נכונים הרי שמדובר בהספק יותר מכפול מזה של המטענים המהירים שמותקנים כיום.

Aion הוא המותג החשמלי בלבד של יצרנית הרכב הסינית הגדולה GAC שייבואה לישראל החל לפני כשנה וחצי והושעה לפני כשלושה חודשים למשך שנה וחצי. לקראת סוף השנה הבאה צפויה GAC לחדש את הייצוא שלה לישראל, הפעם תחת המותג Aion באופן בלעדי, ולצורך זה יוקם אולם תצוגה חדש באזור התעשייה של הרצליה. נכון להיום מוצעים בסין ארבעה דגמי רכב תחת המותג Aion, בהם Aion V כאמור.

בהדגמה לעיתונאים סינים שנערכה לפני כחודש הציגו אנשי GAC את Aion V עם סוללת הגרפיט, כאמור, והראו שהיא נטענת תוך 5-8 דקות בהתאם לתכולה בעת תחילת הטעינה. ככל שאפשר ללמוד מתמונות שפורסמו הראו נתוני הטעינה בעת ההדגמה עוצמה של 481 קילוואט ב-80% תכולה של הסוללה, מתח של 855.6 וולט וזרם טעינה של כ-562.8 אמפר. אותה סוללה קיבלה במהלך ההדגמה כ-35 קילוואט של אנרגיה תוך 4 דקות.

אנשי GAC מבטיחים שדגם V ישווק עם שני סוגים של סוללות תחת השמות המסחריים 3C ו- 6C. דגם 3C, שאמור להיות כנראה פחות יקר, יציע טעינה מסוללה ריקה ל-80% תוך 16 דקות ומ-30% ל-80% תוך 10 דקות, וכדי לתמוך בהספקים כאלה נדרשים מטענים חזקים במיוחד.

על-פי דיווחים בעיתונות הסינית צפויה החברה להציג מחר מטען שנקרא A480 אשר מסוגל לספק מהירויות טעינה מהירות אף יותר מכפי שהודגם בחודש שעבר. נכון לעכשיו לא פורסמה עדיין הודעה רשמית של חברת GAC שתומכת בדיווחים האלה, אבל בסין פורסמו תמונות של המטען (כביכול) שבו נראה תקע טעינה שעליו מצוינים מספר נתונים, בהם זרם של 600 אמפר ומתח של 1000 וולט, כלומר הספק טעינה תיאורטי של עד 600 קילוואט. לשם השוואה – מטעני ה'סופרצ'ארג'ר' של טסלה, שפועלים במתח של 480 וולט, מסוגלים לספק הספקי טעינה מהירה של 72, 150 או 250 קילוואט שעה. מטענים מהירים מקובלים אחרים, כמו אלה שמותקנים בישראל, מספקים בדרך כלל עוצמות טעינה של בין 60 ל-120 קילוואט, ואילו מטענים ביתיים מקובלים טוענים מכוניות חשמליות בהספק של כ-7 קילוואט.

מצד אחד, אנשי GAC הצהירו לא אחת בעבר שהם מתכוונים לייצר "טורפי טסלה", ולהתעלות על היצרנית האמריקנית שנמצאת כיום בחוד החנית ובלב העניין התקשורתי בכל הנוגע לרכב חשמלי בעולם. מצד שני, ולא שאנחנו לא מאמינים לסינים – עד שלא נראה את הטכנולוגיה הזאת מוצגת רשמית ומוכיחה את עצמה במציאות – צריך להתייחס אליה בספקנות הראויה. מה שבטוח זה שאם מחר אכן יוצג מטען כזה – מדובר בסימן דרך חשוב.

The post GAC Aion תציג מטען לרכב חשמלי בהספק של 600 קילוואט appeared first on The move.

The post GAC Aion תציג מטען לרכב חשמלי בהספק של 600 קילוואט appeared first on TheCar.

בתמונה, שבאמת שווה יותר מאלף מילים, נראית יחידת הכח החשמלית שמניעה את ID3 החדשה כאשר היא מאוחסנת בתוך תיק יד, ומדובר לא רק במנוע עצמו – אשר מספק 204 כוחות סוס, אלא גם בתמסורת (בעלת הילוך בודד) שמחוברת אליו. כל מי שמכיר מכוניות חשמליות ומכלולי הנעה חשמלית לא יופתע מן "החשיפה" של פולקסווגן, או מן הידיעה שמנוע חשמלי הוא באמת רכיב קטן פיזית והרבה פחות מורכב ממנוע בעירה פנימית. ובכל זאת אי אפשר שלא להסיר את הכובע בפני אנשי התקשורת של פולקסווגן על הדרך המקורית, והמאד מוחשית, שבה בחרו להעביר לציבור הרחב את המסר הזה.
בהודעה לעיתונות שפולקסווגן פרסמה היא מפרטת, אמנם באופן די סכמטי, את עקרון הפעולה של מנוע חשמלי, ומה שבאמת מעניין וחשוב בהודעה הזאת הוא שזאת כנראה סנונית ראשונה במתקפת יחסי הציבור שתידרש מכל יצרניות הרכב במאבק לקירוב הלבבות ולעשיית נפשות למכוניות חשמליות.

אין להתעלם מכך שב-120 השנים האחרונות נקשר קשר חד ערכי בין כלי רכב ממונעים לבין מנועי בעירה פנימית ששורפים בנזין, סולר או גז, וגם חסידי הקונספירציה לא ייקחו מאיתנו את האהבה לתחושת הכח, הרעש והרעידות של מנועים כאלה. מצד שני, נראה שכל אדם ששכלו במוחו מבין שככל שטכנולוגיית אגירת האנרגיה החשמלית הופכת יעילה, זולה וזמינה, ובמקביל לכך מוצרים צעדיהם של כל מי שמזהמים את העולם ב"מפלס הרחוב" (להבדיל מאשר בתחנות הכח) – מהפכת הרכב החשמלי היא בלתי נמנעת.

מנועי בעירה פנימית ייאלצו, במוקדם או במאוחר, לפנות את מקומם הבלעדי מתחת למכסי המנועים שלנו, וכולנו נצטרך להתרגל לתחושות אחרות, וגם להרגלי שימוש שונים. כמו בכל גמילה, גם המעבר להנעה חשמלית כרוך בייסורים כאלה ואחרים – אצל אחדים מאיתנו הם קשורים לצד הטכנולוגי ואצל אחרים לקושי הפסיכולוגי של תלות בטעינה חשמלית ושל חרדת טווח. כדי להקל עליהם, ולכל הפחות כדי לכבוש לבבות ולהעביר כמה שיותר משתמשים "לצד האחר", נדרשת הסברה רחבת היקף ומקורית.

לכל מנוע יש שם

בין השורות, אנשי פולקסווגן מחברים אותנו רגשית למנוע החדש שלהם ואפילו נותנים לו שם: קוראים לו APP 310 ואלה ראשי התיבות שמתארים – כך מסבירים הגרמנים – את "הסידור של יחידת ההנעה ושל תיבת ההילוכים במקביל לסרן". המספר 310 מתאר את הכח (מומנט) שמייצרת יחידת הכח הזאת: 310 ננומטר (מעט פחות מ-32 קג"מ).

עוד דרך לגרום לנו "להתחבר" ליצירה הטכנולוגית שלהם היא לספר לנו שיחידת ההנעה כולה, כולל תיבת ההילוכים, שוקלת רק 90 קילוגרמים, ולמרות זאת מייצרת 204 כ"ס, כלומר הספק דומה לזה שייצר רק לפני שנים אחדות מנוע הטורבו-בנזין הארבעה צילינדרי בנפח 2.0 ליטר של גולף GTI. הגרמנים גם מספרים לנו שהרכיבים השונים של יחידת ההנעה מיוצרים בשני מפעלים שונים באירופה, ומורכבים כרגע באחד מהם, בעיר קאסל, שממנו הם נשלחים למפעל ההרכבה של פולקסווגן בזוויקאו (Zwickau), כמו גם לארה"ב. קצב הייצור המתוכנן למפעל המנועים הוא חצי מיליון יחידות בשנה, ואילו מנועים דומים לכלי רכב שיימכרו בסין ייוצרו במפעל הסיני בטיאנג'ין. עד לשנת 2023 מתוכננת תפוקת שני המפעלים יחד להגיע ל-1.4 מיליון יחידות בשנה, וזה יציב את קבוצת פולקסווגן כאחת מיצרניות הרכב החשמלי המובילות בעולם, אם לא הגדולה שבהן.

ישנם אנשים, ואפשר להניח שרבים מהם נמנים על גולשי אתר זה, שאוהבים את מנועי הבעירה הפנימית ומבינים את עקרונות הפעולה שלו. אבל המשימה הבאה, כאמור, היא "להפיץ את הבשורה" של ההנעה החשמלית, ואנשי פולקסווגן מספרים לנו ש"בתוך כל מנוע חשמלי נמצא סטטור נייח שבתוכו מסתובב רוטור. הסטטור עשוי סלילי תיל נחושת, וכאשר זרם חשמלי זורם בהם נוצר שדה מגנטי מסתובב בסטטור, והוא גורם לרוטור להסתובב. התנועה הסיבובית מבוססת על עיקרון פיזי פשוט: קטבים הפוכים במגנט מושכים זה את זה וקטבים דומים דוחים אחד את השני" (איפה זה ואיפה פעולת היניקה, דחיסה, עבודה ופליטה…). "המומנט (כח) המרבי מושג כבר במהירות מנוע נמוכה, ולכן מספיקה תיבת הילוכים עם יחס העברה בודד כדי לכסות את כל טווח המהירויות (של המכונית)".

בשבוע הבא, בתערוכת המכוניות של לוס אנג'לס, תחשוף פולקסווגן רכב קונספט חדש בשם ID Space Vizzion, וזה יהיה דגם התצוגה החדש ביותר של ID – תת המותג החשמלי של פולקסווגן. Space Vizzion, שמתאר כלי רכב שימושי במבנה קרוסאובר/מונובוקס יהיה דגם התצוגה האחרון שהחברה תציג לפני השקתו הרשמית של הדגם הסדרתי השני בסדרה החשמלית – קרוסאובר שייקרא ID4 ויונע גם הוא באמצעות מנועי APP 310.

אגב, וכפי שכבר פרסמנו כאן, בזכות הפשטות של יחידת ההנעה החשמלית, הממדים הפיזיים הקטנים שלה והמשקל הנמוך, מדובר בתחליף אידאלי ליחידות הנעה של כלי רכב ישנים ואף לרכבי אספנות.

The post פולקסווגן מציגה: 204 כוחות סוס בתיק היד שלך appeared first on TheCar.

מה שמיוחד, ואולי מוזר, בבקשת הפטנט הזאת הוא שרובו ככולו עוסק בפרופורציות המיוחדות של המכונית, ושהתיאור שלו דומה הרבה יותר להודעה לעיתונות ולהצהרה מאשר לרעיון ייחודי ופורץ דרך שאף אחד לא חשב עליו קודם לכן. עצם הגשת הבקשה, למרות שהיא כרוכה בעלויות לא מבוטלות, לא מעידה בהכרח על כך שהחברה אכן מתכוונת לבנות את המכונית שלה לאורו של הפטנט הזה, ויחד עם זאת, בהתחשב במי שעומד מאחורי הפרויקט – כולנו מצפים למכונית "שונה באופן קיצוני" כפי שהצהיר הממציא המולטי מיליונר הבריטי סר ג'יימס דייסון.

חברת דייסון, מכל מקום, אשר יותר משליש מן המועסקים שלה הם מהנדסים ולזכותה רשום מספר רב של פטנטים בתחומי המנועים החשמליים, וסתי מתח וסוללות חשמליות, הקציבה כ-2.6 מיליארד דולר לפרויקט המכונית החשמלית שלה, שאותה היא מתכננת בהאנגרים שנבנו מחדש בשדה תעופה בריטי מימי מלחמת העולם השנייה.
בקליפת אגוז, מה שמתגלה בעיון בבקשת הפטנט הוא בעיקר כלי רכב עם פרופורציות שונות מן המכונית ה"קלאסית" שמוכרת לנו, עם גלגלים צרים ובעלי קוטר גדול במיוחד, "עודפי סרח" (קצות המכונית מעבר למיקום הגלגלים) קצרים מאד ומרווח גחון גבוה במיוחד של כ-26 ס"מ, דבר שיאפשר לה לנוע גם מחוץ לכביש. מצד שני, ולא לגמרי ברור כיצד זה מסתדר עם החלק הראשון, המכונית אמורה להיות נמוכה (מבחינת גובה כולל) ועיצוב הסוללה החשמלית אמור להיות דק וייחודי כדי לשחרר כמה שיותר מרחב פנים.

בנוסף, למכונית יהיה בסיס גלגלים ארוך מאד והאורך הכולל שלה עשוי להגיע ל-5 מטרים, נתון שמסתדר היטב עם הידיעה שהחשמלית של דייסון – כמו שאר מוצרי החברה – תהיה מכונית פרימיום שתתמודד על הפלח העליון של טווח המחירים בשוק, ויחד עם זאת לא ברור מדוע עובדות אלה אמורות להיות מצוינות, או שמא מוגנות, בהגנת פטנט.
מי שמוביל את הפרויקט מן הצד האוטומוטיבי הוא המהנדס הראשי לשעבר של אסטון מרטין, איאן מינארדס, אשר הצטרף לחברת דייסון בסוף 2016 ומונה כסגן נשיא שאחראי על מחלקת הרכב החדשה.

בראיה פחות ביקורתית אפשר אולי למצוא בבקשת הפטנט (שבאמת קשה להבין על מה בדיוק היא נועדה להגן) סוג של חשיבה "מחוץ לקופסא" אודות עיצוב והנדסת רכב חשמלי, עם דגשים על אירודינמיקה, יעילות עבודה של גלגלי הרכב, אולי גם חלוקת משקל שונה ועיצוב אחר של "אריזת" תא הנוסעים.

במאמר מוסגר, ובקפיצה חדה, צריך לומר שבלי קשר לפטנט שנחשף מדובר ברוח חדשה עבור תעשיית הרכב. 'טסלה' אמנם הוכיחה בעשור האחרון שלא חייבים להיות יצרנית רכב ותיקה כדי לייצר מכוניות ולשבור מסכמות בתעשייה המתפתחת במהירות של רכב חשמלי. אבל דייסון ממילא מייצגת חשיבה הנדסית שונה ומתוחכמת, וכפי שכתוב במניפסט של הפטנט – הייחוד שלה נובע אולי דווקא מכך שהיא לא מנסה להתאים את המוסכמות הקיימות לעידן חדש אלא לברוא מדף נייר חלק רעיונות ומושגים שנועדו להתאים לעידן הזה. וחוץ מזה, מה יותר מדליק מחברה שלוקחת בסיס ישן של חיל האוויר של הוד מלכותה ומשקיעה כ-200 מיליון לירות שטרלינג בהפיכתו לבסיס שלה, למרכז פיתוח שבנוי בתוך שישה האנגרים ולשדה ניסויים עם מסלול בטון באורך 16 ק"מ?

מה בפטנט?

כאמור, הפטנט שהוגש מתאר מכונית גדולה באורך של כחמישה מטרים עם בסיס גלגלים ארוך במיוחד (כ-40 ס"מ יותר מן הממוצע המקובל במכוניות קונבנציונליות), וגובה כולל של כ-165 ס"מ. תנוחת הישיבה במכונית נמוכה אבל "שולטת", והרצפה שלה גבוהה – מה שמאפשר להיכנס ולצאת ממנה בנוחות. המרחב הפנימי רב, ומאפשר להציע גם שבעה מקומות ישיבה בשלוש שורות, ומצד שני זאת תהיה מכונית צרה – היות שהתכנון שלה לא מוגבל במגבלות המיקום של מנוע בעירה פנימית. למרות שזה לא מצוין בפירוש בפטנט, מרכב המכונית ייבנה ככל הנראה בדרך קונבנציונלית אבל מאלומיניום, כמקובל ביגואר למשל, ולא מחומרים מורכבים שיכולים להתאים עוד יותר אבל עדיין אי אפשר לייצר אותם בכמויות גדולות מספיק. הסוללה, כך עולה מן הפטנט, תותקן בתוך החלק התחתון של הפלטפורמה שיהיה חלק נושא עומס ויתפקד כמו תת-שילדה.

הגלגלים, כאמור, יהיו בקוטר גדול במיוחד, משהו כמו 24 אינטש, והם יהיו צרים, כדי להשיג התנגדות נמוכה לגלגול, ועם חתך נמוך יחסית של 45%. החיסרון של גלגלים גדולים הוא שהם דורשים יותר אנרגיה (בגלל האינרציה שלהם) אבל בתיאור הפטנט מוצג גם הצד השני של המטבע: האינרציה שמושקעת בהם מאפשרת למחזר לאחר מכן באופן יותר יעיל את האנרגיה באמצעות מערכת הבלימה הרגנרטיבית. יתרונות נוספים של גלגלים גדולים וצרים הם אפשרות למקם בתוכם מנועים חשמליים, יעילות אירודינמית טובה יותר ופחות ציפה על כבישים מוצפים – וכל זאת בלי לאבד את שטח המגע הגדול עם האספלט (אם כי הוא מגיע בזכות האורך ולא הרוחב של שטח המגע עם הכביש).

עבור מי שמעוניין להתעמק בתיאור הפטנט הבאנו כאן קיצור מתוך הנוסח שלו, שממנו אפשר ללמוד גם על הרוח ה"מניפסטית" שמיוחדת לו, ואפשר כמובן לעיין בפטנט כולו באתר של רשם הפטנטים.

תיאור הפטנט

"ההמצאה מתייחסת לרכב חשמלי עם תכונות שמשפרות את היעילות האנרגטית על מנת להגדיל את טווח הנסיעה".
נכון לעכשיו יצרנים נוטים לבסס את כלי הרכב החשמליים שלהם על דגמים קיימים, אך להתאים אותם (לייעוד כרכב חשמלי – ג.מ.) עם מערכות הנעה חשמלית מתאימות. גישה כזאת היא חסכונית משום שהיא חוסכת את הצורך לעצב את הרכב מחדש… עם זאת, גישה זאת נוטה להחמיץ הזדמנויות להפחתת המסה ולשיפורים אווירודינמיים שישפרו את היעילות האנרגטית של הרכב. גישה נוספת בשוק היא להתמקד בכלי רכב קטנים יותר ובדרך זאת לשמור על משקל רכב נמוך וכך לאפשר הארכה של טווח הנסיעה. עם זאת, ממדים קטנים מצמצמים את האטרקטיביות שלהם בעיניי הציבור.

ההמצאה הנוכחית מתארת רכב חשמלי בגובה שבין 1600 מ"מ ל-1,800 מ"מ, עם מרווח גחון של לפחות 260 מ"מ ושמשה קדמית נטויה בזווית שבין 25 ל -30 מעלות ביחס למישור האופקי… (למרווח הגחון הגבוה) יש לו לפחות שני יתרונות. ראשית, הרכב מתאים יותר לנסוע על פני שטח קשים. שנית, תנוחת הישיבה של הנהג גבוהה וכך משופרים שדה הראיה והבטיחות. (בדרך כלל) כלי הרכב הקיימים עם מרווח גחון גבוה הם גם גבוהים בעצמם. לעומת זאת, גובה הרכב (שמתואר) בהמצאה הנוכחית הוא בין 1600 מ"מ ל-1800 מ"מ. לגובה רכב נמוך יחסית יש לפחות שני יתרונות. ראשית, מרכז הכובד נמוך יותר… שנית, ואולי חשוב יותר, גובה חלקו התחתון של הרכב מצמצם את שטח החזית… אל פחות מ-2.7 מטרים רבועים. כתוצאה מכך, מקדם הגרר של הרכב מצטמצם לטובת הגדלת טווח הנסיעה.

קיימת דעה קדומה לפיה על מנת להפחית את מקדם הגרר של הרכב הוא צריך להיות מתוכנן כך שנתח הארי של האוויר (שדרכו הוא עובר) מופנה אל מעל חלקו העליון… לכן… מעצבי רכב בוחרים בדרך כלל בעיצוב עם מרווח גחון נמוך (כדי שכמה שפחות אוויר יעבור מתחת לרכב – ג.מ.). המהנדסים האחראים (על) ההמצאה הנוכחית מצאו שבניגוד לחשיבה הנוכחית אפשר להשתמש במרווח גחון גבוה יחסית מבלי להשפיע באופן משמעותי על מקדם הגרר. השמשה הקדמית נוטה בזווית נמוכה יחסית, כלומר בין 25 ל-30 מעלות ביחס למישור האופקי (כדי להשיג) הפחתת מקדם גרר. עם זאת, ככל שזווית (השמשה) נמוכה יותר כך נדחק מיקום הישיבה של הנהג לאחור. כתוצאה מכך לנהג עלול להיות קושי גדול יותר להעריך את (מיקום) הקצה הקדמי של הרכב, ולכך יש השלכות על תמרוני חניה. ברכב (שמתואר) בהמצאה הנוכחית החלק הקדמי של הרכב קצר יחסית, ובפרט המרחק האופקי בין החזית של הרכב לבין קצה השמשה הקדמית (שהוא פחות מ- 870 מ"מ).
גובה הרכב (יהיה) בין 1600 מ"מ ו 1800 מ"מ, ומרווח הגחון גדול מ-260 מ"מ… לכך יש תוצאה שלילית של הקטנת גובה תא הנוסעים. כדי לפצות על כך לרכב יהיה בסיס גלגלים ארוך יחסית… בין 3200 מ"מ ל-3350 מ"מ, וכך יושג מרחב פנימי גדול… לבסיס גלגלים ארוך יש לפחות שני יתרונות אחרים. ראשית… הוא מספק בדרך כלל נסיעה נוחה יותר. שנית, כאשר מארז הסוללה של הרכב ממוקם מתחת לתא, בסיס גלגלים ארוך יותר מאפשר להטמיע מארז סוללה גדול יותר, וכך להגדיל את טווח הנסיעה.

לקריאה נוספת: לא רק שואבי אבק: דייסון תציג מכונית חשמלית ב-2020

מארז סוללות שממוקם מתחת למרכב מפחית את מרכז הכובד של הרכב… ומספק נדל"ן שימושי. בהתאם לכך, כאשר בסיס הגלגל של הרכב ארוך יחסית, ניתן להשתמש בסוללה גדולה יחסית. עם זאת, למיקום הסוללה מתחת למרכב יש גם חסרונות, ובפרט החשיפה שלה להשפעות הקרקע או לחדירה. עם זאת, (בהמצאה המתוארת) מרווח גחון גבוה יחסית מקטין באופן משמעותי את הסיכון… אורך "סרח העודף" (overhang) הקדמי יהיה פחות מ-850 מ"מ והאחורי יהיה פחות מ-950 מ"מ ולכן הם קצרים יחסית. כך קל יותר להחנות ולתמרן את המכונית במהירות נמוכה. לסרח עודף קצר יש (גם) יתרון של זוויות גישה ונטישה טובות יותר, ולכן זה רכב מתאים יותר לתנאי שטח ולסיכול מכשולים… ייתכנו זוויות גישה ונטישה של לפחות 25 מעלות.

הקוטר החיצוני של גלגלי הרכב עשוי להיות 45% עד 55% מגובה הרכב… לגלגלים בגודל זה יש יתרון של הפחתה משמעותית של ההתנגדות לגלגול, וכתוצאה מכך אפשר להגדיל את טווח הנסיעה. גודל הגלגלים מאפשר גם את מרווח הגחון הגבוה יחסית, אשר בתורו מאפשר תנוחת ישיבה גבוהה.
יש מספר דעות קדומות שמרתיעות מהנדסים מלהשתמש בגלגלים בגודל כזה. ראשית, גלגלים גדולים יותר זקוקים ליותר אינרציה ולכן דורשים יותר אנרגיה כדי להאיץ ולהאט, לכן יש דעות קדומות לפיהן גלגלים גדולים יעילים פחות והם מפחיתים את טווח הנסיעה של הרכב. שנית, קיימת דעה קדומה לפיה גלגלים בגודל כזה פוגמים בנוחות הנסיעה. שלישית, גלגלים גדולים דורשים יותר מקום במרכב (קשתות גלגלים גדולות). בעת תכנון רכב חשמלי (להבדיל מרכב עם מנוע בעירה פנימית – ג.מ.) מהנדסים לא חשבו להשתמש בגלגלים בגודל גדול… (ברכב שמתואר) בהמצאה הנוכחית המהנדסים היו צריכים להתגבר על דעות קדומות רבות… וגילו שלגלגלים גדולים יש יתרונות טכניים משמעותיים ולעתים קרובות מפתיעים. בפרט, המהנדסים זיהו שברכב חשמלי יש אפשרות טובה יותר להשיג מחדש אנרגיה (באמצעות בלימה רגנרטיבית – ג.מ.) במהלך בלימה… יתר על כן, המהנדסים הבחינו שירידה בהתנגדות לגלגול מקזזת את העלייה באינרציה שנדרשת וכך מושג רווח נטו בטווח הנסיעה".

The post שואב את תשומת הלב: הפטנט המוזר של המכונית החשמלית של דייסון appeared first on TheCar.

הזוכים במאבק הזה מתמודדים על שוק אדיר שמתפתח במהירות וכולל את תעשיות הרכב, האלקטרוניקה והאנרגיה המתחדשת – שכל אחת מהן זקוקה לכמויות עצומות של יכולת אגירת חשמל.
על רקע זה ייתכן שהחדשות שמגיעות כעת מסין הן לא פחות מאשר דרמטיות: בשבוע שעבר נחנך בעיר קונשאן, במחוז ג'יאנגסו שבמזרח סין, קו ייצור ראשון ל"סוללות מצב מוצק" שנחשבות ל"גביע הקדוש" בתחום אגירת אנרגיה. על פי דיווחים בתקשורת הסינית הקימה את קו הייצור הזה חברת סטארט אפ סינית בשם צ'ינג טאו אנרגיה, אשר גייסה והשקיעה 144 מיליון דולר בפיתוח הסוללות ובהקמת מפעל הייצור שלהן.

בהנחה שהידיעות נכונות הרי שמדובר גם במקור עצום לגאווה סינית, היות שלא מדובר ברכישה של חברה זרה וייבוא הטכנולוגיה שלה אלא בחברה שהתפתחה מתוך מחקר של אנשי אוניברסיטת טסינגווה הסינית.
למפעל של החברה, כך לפי הדיווחים מסין, יש כרגע כושר ייצור של סוללות בקיבולת של 100 מגאווט/שעה בשנה, וכושר הייצור הזה יפותח עד ל-700 מגאווט/שעה בתוך כשנתיים. לדברי הסינים, סוללות "מצב מוצק" של החברה משיגות צפיפות אנרגיה של יותר מ-400 וואט/שעה לקילוגרם חומר, וזאת לעומת קיבולת אנרגיה ממוצעת של בין 250 ל-300 וואט/שעה לקילוגרם בסוללות ליתיום-יון המתקדמות ביותר כיום.

טכנולוגיית "סוללות מצב מוצק", כשמן כן הן, נבדלות מרוב הסוללות (הנטענות והגדולות) שמוכרות לנו כיום בכך שהן לא מכילות נוזל אלקטרוליטי, ובמקומן מועבר החשמל דרך תווך מוצק או דמוי ג'ל. למדיום עצמו יש חשיבות עצומה עבור תעשיית הרכב, היות שסוללות מצב מוצק אמורות שלא להתלקח בעת טעינה מהירה או בכלל, הן פחות מתחממות בעת טעינה, הרבה יותר קל לעצב אותן לתצורות מותאמות לעיצוב הכללי של כלי רכב, והן בטוחות יותר לשימוש גם בתפעול שוטף ובעת תאונה.

חברת 'דייסון', שידועה בעיקר בזכות שואבי האבק הפטנטיים שלה, הכריזה בשנה שעברה על כוונתה להיכנס לתחום ייצור רכב, וזאת בזכות העובדה שהיא רכשה כשנתיים קודם לכן את חברת הסטארט אפ Sakti3 שמפתחת טכנולוגיה לסוללות מצב מוצק, וכמעט כל יצרניות הרכב – מטויוטה וניסאן, דרך פולקסווגן, ב.מ.וו, הונדה, יונדאי ועוד – מחפשות בנרות שותפות אסטרטגיות לפיתוח וייצור סוללות כאלה.

בשנת 2014 הכריזה טויוטה על תחיל הפיתוח של סוללת מצב מוצק ובשנה שעברה היא הכריזה על הסכם אסטרטגיה ארוך טווח עם חברת פנאסוניק לפיתוח וייצור משותפים של סוללות כאלה. במקביל השקיעה פולקסוואגן 100 מיליון דולר בחברת הסטארט אפ QuantumScape מן העיר סטנפורד שבקליפורניה, וב.מ.וו. חברה אל חברת 'Solid Power' האמריקנית כדי לפתח סוללות מצב מוצק עבור הדור הבא של כלי רכב חשמליים שהם מפתחים. גם יצרנית המצתים ("פלאגים") הוותיקה NGK הכריזה שהיא מפתחת סוללות מוצקות שמבוססות על קרמיקה, וזאת תוך ניצול המומחיות ארוכת השנים שלה בעבודה עם החומר הזה.

כאמור, סוללה במצב מוצק מאפשרת צפיפות אנרגיה גבוהה יותר ולכן גם תכולת אנרגיה גבוהה ביחס לנפח ולמשקל, ובתוך כדי כך היא גם עמידה בטמפרטורות גבוהות יותר ואין בה מרכיבים מסוכנים או רעילים. ההנחה היא שסוללות כאלה יאפשרו טעינה מהירה יותר באופן שיהיה גם בטוח וגם פחות מזיק לאורך החיים של הסוללה – לכן הן נחשבות לנחשקות מאד עבור יצרניות רכב לשימוש במכוניות חשמליות והיברידיות.

את הסטארט אפ הסיני צ'ינג טאו מוביל נאן קיוואן, חבר האקדמיה הסינית למדעים, והוא ייסד את החברה בשנת 2014 יחד עם מספר דוקטורים אחרים מסגל אוניברסיטת טסינגווה (Tsinghua). לדברי נאן, החברה נמצאת בקשר עם חברות מובילות בתעשיית הרכב, בהן פולקסווגן וטויוטה. "היפטרות מאלקטרוליטים נוזליים יכולה להבטיח שסוללה לא תהיה דליקה, והיא יכולה להיות מיוצרת בעיצובים גמישים", אמר נאן.

מה זה מצב מוצק?

בסוללת מצב מוצק נעשה שימוש באלקטרודות מוצקות ובאלקטרוליטים מוצקים במקום באלקטרוליטים נוזליים או בפולימרים שנמצאים בסוללות ליתיום-יון או ליתיום פולימר. מי שגילה את האלקטרוליטים המוצקים במקור היה מייקל פאראדיי, שערך ניסיונות עם גופרית, כסף ופלואוריד. בסוף שנות החמישים של המאה הקודמת נעשו מאמצים לפתח סוללה מוצקה, ובמהלך השנים הוצע שימוש בחומרים שונים כאלקטרוליטים מוצקים, בהם קרמיקה, זכוכית, גופרית וליתיום. סוללות ראשונות מסוג זה, שהתבססו על יון כסף כמוליך אלקטרולי השיגו צפיפות אנרגיה נמוכה מידי עם התנגדות פנימית גבוהה מידי.

פריצת דרך משמעותית התרחשה בתחילת שנות ה-90 במעבדה הלאומית Oak Ridge, ולפני כחמש שנים, בשנת 2013, הכריזו חוקרים מאוניברסיטת קולורדו על פיתוח סוללת ליתיום מוצקה עם קתודה מתרכובת של ברזל וגופרית. כשנה לאחר מכן התרחשה פריצת דרך נוספת כאשר חברת הסטארט אפ Sakti3 הכריזה על פיתו סוללת ליתיום יון מוצקה וטענו שהשיגו צפיפות אנרגיה גבוהה יותר עלות נמוכה יותר מבעבר. חברה זאת, כאמור, נרכשה בשנת 2015 על ידי חברת דייסון.

בשנה שעברה הכריז ג'ון גודנוף (Goodenough), אחד מן השותפים להמצאת סוללת הליתיום, על סיום הפיתוח של סוללת מצב מוצק עם אלקטרוליטים על בסיס זכוכית ואנודה מתרכובת של ליתיום, נתרן או אשלגן, ואילו השנה (2018) הכריזה חברת 'סוליד פאוור', שותפתה האסטרטגית של ב.מ.וו, על גיוס של 20 מיליון דולר לצורך הקמת קו ייצור קטן לייצור סוללות ליתיום-מתכת מוצקות.
נכון לימינו נאלצות יצרניות הרכב להשתמש בטכנולוגיות סוללה מיושנות יחסית, לא מספיק יעילות ולא די בטוחות, בעיקר בניקל-מטאל היברידי ובליתיום-יון, והאלטרנטיבה היחידה האחרת היא "קבל חשמל כפול שכבת" (ultracapacitor).

החסמים שעליהם צריכים כל הגופים האלה להתגבר נוגעים בראש ובראשונה בסוגיית המחיר של הסוללות. אך לפני 6 שנים העריכו מומחים בעולם שבהתבסס על הטכנולוגיה שהייתה קיימת באותה עת תגיע העלות של סוללת מצב מוצק עם תכולת אנרגיה של 20 אמפר/שעה כ-100 אלף דולר, ומכונית חשמלית זקוקה לכ-800-1000 תאים כאלה.
מחירי הסוללות האלה היו כל כך גבוהים עד שאי אפשר היה להשתמש בהן אפילו עבור מכשירים שזקוקים לסוללות הרבה יותר קטנות כמו מחשבים נישאים וטלפונים חכמים. נקודת תורפה נוספת של סוללות מצב מוצק היא רמת תפקוד נמוכה בטמפרטורות נמוכות.

תפוקה צנועה מאד

כדי לשים דברים בפרופורציות, ולצנן מעט את ההתלהבות המוצדקת, צריך לסייג ולהזכיר שהתפוקה המרבית של קו הייצור שהוקם בסין תספיק בשלב זה לייצור של מקסימום 2,000 כלי רכב חשמליים בשנה, ושהביקוש הרב לסוללות עבור מוצרי צריכה אלקטרוניים עלול לבוא על חשבון המספר הזה. ובכל זאת, אם הסינים באמת פיצחו את סוד הסוללות המוצקות והם יהיו תחרותיים במחיר מול סוללות ליתיום יון המוכרות לנו – הרי שאין מניעה לשכפל את קוו הייצור הזה גם למקומות נוספים בסין ובעולם כולו.

The post האם הסינים פיצחו את סוד הסוללות לרכב חשמלי? appeared first on TheCar.

המכונית החשמלית, שנכנסה לתחנה עם סוללה טעונה ב-15%, יוצאת ממנה כעבור קצת יותר מדקה עם סוללה טעונה במלואה לאחר שזאת "תודלקה" בחשמל נוזלי, ויכולה להמשיך בדרכה עם טווח נסיעה של כמה מאות קילומטרים.

כעת אפשר, אולי, להפסיק לדמיין: מאמר שפורסם לאחרונה בעיתון המדעי Nature Chemistry מתאר את הטכנולוגיה שיכולה לאפשר בדיוק את התסריט שתואר כאן, ולאפשר את פריצת הדרך הדרמטית ביותר בתולדות המכונית החשמלית, ואת אחת המהפכות החשובות בתחום התחבורה בכלל.

לפני הכל נעשה רגע "זום אאוט": אחד המאבקים הכלכליים הדרמטיים ביותר שמתחוללים כיום בעולם הוא בחזית אגירת אנרגיה, לשם הפשטות נקרא לזה "סוללות", והוא נוגע לכל תחומי החיים שלנו – החל מכמות החשמל שאפשר לדחוס לתוך הסוללה של הטלפון הסלולרי, דרך ההיתכנות שכלי רכב חשמליים יחליפו מכוניות מונעות במנועי בעירה פנימית, וכלה בתכנון רשת חשמל לאומית ואפשרות להשתמש באנרגיה ממקורות מתחדשים.
למי שישלוט בטכנולוגיה לאגירת אנרגיה יהיה יתרון, לכל הפחות זמני, על-פני כל מי שיתעקש להמשיך לשרוף נפט ופחם – בין אם בתחנות כח ובין אם במנועים של כלי רכב.

בשנים האחרונות קיימת אמנם התקדמות טכנולוגית בכימיה של סוללות – תכולת האנרגיה שלהן גדלה במקביל להוזלת מחיריהן, אבל אם משווים את זה לפריצות דרך משמעותיות אחרות בעולם, למשל "התפרצות" האינטרנט, זינוק בקצב העברת נתונים ותקשורת בכלל, או תאורת LED – מדובר לכל היותר בזחילה. לא מיותר להזכיר, למשל, שטכנולוגיית ליתיום-יון שנחשבת כיום למתקדמת ביותר בשימוש סדרתי הומצאה כבר לפני כארבעים שנים (!) ועדיין סובלת מבעיות שונות.

לקריאה נוספת: המירוץ אחרי הסוללה המוצקה

חוקרים ומהנדסים בכל רחבי העולם שוקדים על רעיונות שונים ומשונים לאגירת אנרגיה, ואחת לכמה חודשים אנחנו מתבשרים על רעיון חדש שנשמע מהפכני. אלא שעד היום לא הגיעה לייצור מסחרי אף סוללה פורצת דרך שמשלבת תכולת אנרגיה רבה עם יכולת גבוהה של פריקה וטעינה, אורך חיים, עמידות בפני חום ורמת בטיחות מספקת.
הרעיון הבא, שמגיע אלינו מאוניברסיטת גלזגו שבסקוטלנד, נשמע כמו מה שכולנו מחכים לו, ואפילו במקרה הגרוע ביותר, אם הוא לא יעבוד, יש בו חידוש פנטסטי מפני שכולו נובע מ"חשיבה מחוץ לקופסא".

רובנו מכירים את המתיחה הצבאית המפורסמת של "לך לאפסנאות ותביא לי אבקת חשמל", וזה בערך מה שעשו פרופסור לרוי (לי) קרונין, יו"ר מחלקת הכימיה באוניברסיטת גלזגו, ד"ר מארק סיימס, מרצה בכיר בתחום האלקטרוכימיה באותו מוסד, וד"ר ג'יא ג'יאן צ'ן, שמוגדר כ"חוקר בקבוצה". באמצעות שימוש בננו טכנולוגיה הם פיתחו חלקיקים נושאי אנרגיה שיכולים להיטען באנרגיה ולפרוק אותה בעת שהם נמצאים בסביבה נוזלית, ואם לקפוץ לרגע לשורה התחתונה מדובר ברעיון שיכול לחולל מהפכה באופן שבו כולנו משתמשים באנרגיה, ובין השאר לצמצם את משך הטעינה של מכוניות חשמליות מכמה שעות לעשרות שניות.

במאמר שפורסם בכתב העת Nature Chemistry מסבירים החוקרים מאוניברסיטת גלזגו כיצד פיתחו מערכת אגירת אנרגיה, בואו נקרא לה "סוללה", שמבוססת על נוזל שבתוכו צפות ננו מולקולות אוגרות אנרגיה שיכולות לאחסן חשמל או גז מימן. "סוללת הזרימה", שאותה הם מכנים "סוללה היברידית-חשמל-מימן", מבוססת על הנדסת מולקולות ננומטריות אשר יכולות לא רק לאחסן אנרגיה אלא גם לשחרר אותה באופן מבוקר, לפי דרישה, מה שמאפשר להשתמש במערכת ככלי לאגירה ולשימוש באנרגיה.

תביא לי שני ליטרים חשמל

לטענת החוקרים, "נוזל האנרגיה" הזה, כשהוא מרוכז, יכול לשאת ולשחרר חשמל או גז מימן שיכול לשמש בעצמו כדלק. השימוש שהם מתארים במחקר שלהם הוא במכונית חשמלית, כאשר צינור אחד שואב מ"מיכל נוזל החשמל" את הנוזל המרוקן מאנרגיה, וצינור אחד מזרים למיכל נוזל טעון באנרגיה, וכל זה קורה בתוך עשרות שניות בלבד.
לדברי החוקרים, שיטה כזאת יכולה לסלול דרך לפיתוח מערכות אחסון אנרגיה חדשות שמתאימות לשימוש במכוניות חשמליות, לצורך אחסון אנרגיה ממקורות מתחדשים ולאמצעי גיבוי לרשת החשמל. וזה לא הכל: המערכת יכולה לשמש גם כממיר אשר יהפוך חשמל לגז מימן, כאשר מבקשים להשתמש במימן עצמו כדלק.

לקריאה נוספת: האם סוללת ליתיום-חמצן תשנה את העולם?

פרופסור קרונין מצוטט בהודעה לעיתונות של אוניברסיטת גלזגו: "כדי שייצור חשמל ממקורות מתחדשים יהיה אפקטיבי נדרשים מתקני אחסון גמישים עם תכולת אנרגיה גבוהה מאד, וזאת במטרה "ליישר" את האופי הלא סדיר של ייצור חשמל בדרך זאת. הגישה שלנו מאפשרת דרך חדשה, אלקטרו-כימית, למטרה הזאת, ויוצרת פריצת דרך בעולם של סוללות למכוניות חשמליות אשר עדיין סובלות מתכולה מוגבלת ודורשות שעות של הטענה. השיטה שלנו פותרת גם את בעיית אורך החיים והעמידות של סוללות כאלה".

בראיון לתוכנית בוקר של ה-BBC תאר פרופסור קרונין את הננו מולקולות שפותחו על-ידי הצוות שלו כ"תחמוצת מתכת שאפשר לדמיין כחלקיקי חלודה אקזוטית", ואמר שאחד היתרונות של השיטה נובע מכך שהיא לא דורשת מנהגים לבצע "שינוי תרבותי-התנהגותי", שכן הם ימשיכו "לתדלק" את המכוניות שלהם בדרך שמוכרת לאנושות ב-120 השנים האחרונות. "בגלל שמדובר בנוזל", הוא אמר, "נוכל להמשיך להשתמש בתשתיות שכולנו מכירים".
באותו ראיון הדגיש פרופסור קרונין שתדלוק בנוזל חשמל אמור לספק למכונית את אותו טווח נסיעה שמקובל כיום ושמערכת האנרגיה הזאת לא "מזדקנת" באותו אופן שבו סוללות חשמליות מתכלות. לדבריו, תהליך הכנת "נוזל האנרגיה" לא מסובך, אבל האתגר הבא יהיה לייצר אותו בכמויות מסחריות.

The post האם מכונית העתיד תונע באמצעות חשמל נוזלי? appeared first on TheCar.

אנשי eRoadArlanda פיתחו את הדרך החשמלית במהלך כשלוש וחצי השנים האחרונות והרעיון שלהם נשמע פשוט מאין כמותו: בתוך האספלט מוטמן פס פלדה שבאמצעו חריץ בעומק 6 סנטימטרים ובתחתיתו מוליך זרם. בתחתית כלי הרכב שמשתמשים במערכת זאת נמצאת זרוע שמתחככת בפס כדי לאסוף ממנה חשמל. לכלי הרכב יש סוללה חשמלית, כלומר שהם יכולים להמשיך לנסוע גם על דרכים שאין בהן פס צבירה שכזה, אבל הסוללה יכולה להיות קטנה וקלה ולספק טווח נסיעה של עשרות קילומטרים בודדים.

הטכנולוגיה עצמה יותר מתוחכמת ומושקעת מכפי שאפשר היה לחשוב במבט ראשון, היות שעליה להתמודד עם מספר אתגרים לא פשוטים שהראשון בהם הוא למנוע סכנת התחשמלות מעוברי אורח. לצורך זה יושמו מספר אמצעי הגנה שהחשוב מהם הוא הטמנת מוליך הזרם עמוק בתחתית החריץ. לדברי אנשי eRoadArlanda , גם אם אדם הולך על גבי פס המתכת כשהוא יחף, בגשם, כמות הזרם שהוא יספוג תהיה זניחה ולא תסכן אותו.

בעיה אחרת – שלא ממש מוסבר כיצד נפתרה למעט הטענה שהיא פתורה – היא הצטברות לכלוך ופסולת בתוך החריץ. לדברי קברניטי הפרויקט, ה"מברשת" שנמצאת בקצה הזרוע שמתחת למכונית מפנה תוך כדי תנועה את הפסולת, אבל לא ברור לאן.

פתרון טכנולוגי מעניין נוסף, שגם הוא לא מוסבר לעומק, הוא הזרמת זרם לאורך מקטעים של 50 מטרים ורק בשעה שחולף עליהם כלי רכב. במלים אחרות, הפס מגיב להימצאותם של כלי רכב עליו, ומספק להם אנרגיה רק בסמוך למקום הימצאם. כאשר כלי הרכב עומד במקומו הפס לא מוליך אנרגיה.
גם לזרוע שמותקנת על המשאית יש תפקיד בצימוד החשמלי: כלי הרכב מזהה את עצם הימצאות הפס ומוריד את הזרוע אליו, שם היא מתכווננת למיקום המדויק של הפס ביחס לכלי הרכב. חיישנים ואמצעי תקשורת שמותקנים גם בצד המספק וגם בצד המקבל מסכמים ביניהם את עוצמות הזרם הנדרשות וגם את החיוב תמורת עלות החשמל.

אחת הבעיות הגדולות, כרגע, היא העלות הגבוהה של הפרויקט – כ-1.2 מיליון דולר לקילומטר, ומאידך אין לשכוח שמדובר במערכת תשתית שפותרת במידה רבה את הצורך בהקמת עשרות או מאות עמדות טעינה חשמליות בסביבתה, ושהניהול והשליטה בה קלים יותר.

"הדרך החשמלית" הראשונה בעולם נסללה, כאמור, לאורך 2 קילומטרים בין מסוף המטען של נמל התעופה ארלנדה הסמוך לשטוקהולם לבין אזור הלוגיסטיקה 'רוזרסברג' של השדה, ובשלב ראשון היא משמשת משאית של חברת הלוגיסטיקה השבדית PostNord אשר הונעה במקור באמצעות מנוע דיזל והוסבה להנעה חשמלית.
לא מיותר להזכיר שעלות ההקמה של רכבת חשמלית קלה גבוהה פי 50 מעלות ההתקנה של פס צבירה, והיא גם הרבה יותר מורכבת ומגבילה. עם זאת, בכל מקרה מדובר בשימושים שונים: חברת הלוגיסטיקה, למשל, מפעילה את המשאיות שלה על מסלולים קבועים ועל כן צפויה לחסוך הרבה מאד סולר וזיהום אוויר לאורך השנים.

"אחד הנושאים החשובים ביותר בימינו הוא השאלה כיצד להפוך למציאות את חזון העולם שלא שורף דלק ממקור אורגני. עכשיו יש לנו פתרון שיאפשר את זה, וזה מדהים. שוודיה נמצאת בחזית הטכנולוגיה הזו, שאותה אנחנו מקווים כעת להציג במקומות נוספים בארץ ובעולם", צוטט בהודעה לעיתונות האנס סאל (Säll), יו"ר קונסורציום eRoadArlanda.
לדבריו, "אין חשמל על פני השטח. יש שני מסלולים, בדיוק כמו שקע בקיר והחשמל נמצא חמישה או שישה סנטימטרים למטה. גם כאשר הצפנו את הכביש עם מי מלח מדדנו ומצאנו שעוצמת הזרם על פני השטח היא רק וולט אחד בלבד".

לזכות השבדים צריך להזכיר שאין זאת לא הפעם הראשונה שהם חושבים "מחוץ לקופסה" ומשתמשים בפתרון פשוט כדי לקדם את חזון המכונית החשמלית. ממשלת שבדיה השיקה לא מכבר את פרויקט e-way – קטע כביש מהיר באורך של כ-1.2 קילומטר שמעליו הותקנו כבלי חשמל מן הסוג שמשמש חשמליות. ואכן, בקטע זה יכולות לנסוע משאיות ממש כמו חשמליות תוך שהן צורכות חשמל מן התשתית שמעליהן.

בשני המקרים מדובר בפתרונות שמתאימים הרבה יותר לשימוש של משאיות ואוטובוסים ושל כלי רכב מסחריים שנוסעים קילומטראז' רב לאורך צירים קבועים. קל, למשל, לדמיין מערכות כאלה לאורך מסלול האוטובוס החשמלי בקו 4 בתל-אביב.

בדומה לישראל גם ממשלת שבדיה הציבה לעצמה יעד להתנתק מן השימוש בנפט, אבל בשונה מאצלנו נראה שהשבדים לא רק מדברים אלא גם משקיעים בבניית פתרונות מעשיים בשטח.

The post נחנכה הדרך החשמלית הראשונה בעולם appeared first on TheCar.

חשוב מכך, מעבר לטווח מה שמהפכני במיוחד בטכנולוגיה החדשה היא היכולת לטעינה סופר מהירה מבלי לפגום בתקינות הסוללה.
בשלב ראשון ניתן יהיה לטעון את ה-Emotion באנרגיה המספיקה ל-200 קילומטרים של נסיעה בתוך 9 דקות. בהמשך, כשטכנולוגיית המטענים ופיתוח הסוללות תאפשר זאת ולטענת אנשי פיסקר זה יקרה לפני אמצע העשור הבא, ניתן יהיה להשלים טעינה מלאה ל-650 קילומטרים בתוך פרק זמן קצר מתדלוק מיכל דלק של מכונית ממוצעת.

עוד ב-TheCar: 
על הגריל: בכירים בענקיות הרכב משפדים את טסלה
טסלה לא אשמה: הנהג ראה סרט בזמן התאונה
החשמלית שרוצה לעשות צחוק מטסלה

מערכה ראשונה: טסלה מול פיסקר

הנריק פיסקר הדני הוא מעצב רכב נחשב שבמשך שנים עבד עבור ב.מ.וו, פורד ואסטון מרטין. בין היתר הוא חתום על מכוניות מרשימות כמו ה-Z8 והדור הראשון של ה-X5 של ב.מ.וו, וכן ה-DB9  והוונטאג' של אסטון מרטין.

ב-2005 פיסקר יצא לדרך עצמאית. בתחילה הוא עסק בעיקר בעיצוב ושדרוג רכבי יוקרה ותכנון מהדורות מוגבלות עבור יצרני רכב שונים וב-2007 הוא קיבל את עבודת העיצוב הגדולה הראשונה שלו כעצמאי מחברה צעירה עם שאיפות גדולות על סף הדמיוניות בשם טסלה.

אנשי טסלה ביקשו מפיסקר לעצב עבורם מדף חלק מכונית סאלון חשמלית עם מנוע בנזין כמאריך טווח. על אף שזו בהחלט משימה מאתגרת ומכובדת לכל הדעות, באותה תקופה פיסקר כבר חשב על הצעד הבא – תכנון וייצור של מכונית עצמאית והחליט במקביל להשיק את "פיסקר אוטומוטיב".

בטסלה לא היו מרוצים מהקצב האיטי של התקדמות מלאכת העיצוב ולאחר שבמהלך 2008 אנשיו של אילון מאסק הבינו כי פיסקר מתכנן מכונית דומה בעצמו הם החליטו לסיים עימו את הקשר ולתבוע אותו בטענה כי לא התקדם בפרויקט כמובטח וכי קיבל גישה לחומר מסווג ועשה בו שימוש למכונית שתכנן בעצמו.

בסופו של דבר טסלה הפסידה בתביעה שהוגשה לבית המשפט ועם או בלי קשר החליטה לוותר על שלב הביניים וללכת ישר על מכונית חשמלית מלאה המוכרת לנו כמודל S שהוצגה כאב טיפוס ב-2009 והגיע לייצור סדרתי ב-2012.

פיסקר הצליח להקדים את טסלה וב-2011 הפיסקר קארמה, מכונית יוקרה חשמלית עם מאריך טווח ממש כמו שהמודל S הייתה אמורה להיות במקור, הגיעה לייצור.

הקארמה הציגה חיטובים נועזים, ספורטיביים ומרהיבים וגם נתונים מרשימים עם צמד מנועים חשמליים שסיפקו יחד מעל 400 כ"ס, אבל היא הייתה רחוקה מלהיות מושלמת ומעבר לתא נוסעים צפוף (למרות המימדים הגדולים של הרכב) מערך הסוללות הספיק ללא יותר מ-50 קילומטרים חשמליים מלאים והכניסה של מאריך הטווח לפעולה אמנם אפשרה טווח משולב של כ-350 ק"מ אבל הפכה את הרכב ללא מאוד ידידותי לסביבה.
יחד עם תג מחיר גבוה של מעל ל-100 אלף דולרים, עיכובים במועדי המסירה, העדר גב כלכלי מוצק ובעיקר הופעתה של המודל S שהציגה הנעה חשמלית מלאה, ביצועים מרשימים בהרבה ותג מחיר נמוך משמעותית, הקארמה הפכה למיושנת יחסית כבר בתחילת דרכה ובשילוב גורמי רקע שונים פיסקר הגיעה לפשיטת רגל ב-2013.

מערכה שנייה: פיסקר רושם פטנט על טכנולוגיית סוללות מהפכנית ומציג מכונית חשמלית

אבל הנריק פיסקר לא אמר נואש ובמקביל לפרויקטי עיצוב שונים ושותפות במזימי רכב בהיקפים קטנים, פיסקר המשיך לחלום על ממשיכה לקארמה.
ב-2016, בשותפות עם משקיעים סינים, הוא הקים את "פיסקר החדשה" והשבוע לאחר כמה אבות טיפוס הוא צפוי, כאמור, לחשוף את ה-Emotion – המכונית הראשונה של החברה במהדורה הסופית שתגיע לשווקים במהלך 2019.

ה-Emotion היא מכונית יוקרה חשמלית שאמורה להיות מתחרה ישירה למודל S של טסלה, אבל מבחינת עלות, עם תג מחיר בן שש ספרות, היא צפויה להתמודד מול הגרסאות היקרות ביותר של מכונית הסאלון של אילון מאסק.

בכל מקרה בכל הנוגע למראה, ממשיכתה הרוחנית של הקארמה הרבה יותר נועזת ומרשימה מהמודל S. השימוש במנועים חשמליים אפשר לפיסקר לשנות פרופורציות עם תא מנוע קצר ונמוך ותא נוסעים ענק שאמור להעניק לנוסעים מרווח חסר תקדים.

מעבר לחיטובים הספורטיביים ה-Emotion תכלול גם דלתות פרפר מתרוממות מקדימה ומאחור, מהירות מרבית של 260 קמ"ש, הנעה כפולה ויכולות אוטונומיות מתקדמות בזכות שימוש ברדאר לידר תלת מימדי שיותקן בצורה נסתרת עוד בתהליך הייצור (בניגוד לרדארים כאלה שעד כה מותקנים על גג המכונית).

ה-Emotion תעשה שימוש במרכב סיבי פחמן ושלדת אלומיניום ותיוצר במספרים נמוכים על ידי VLF, יצרנית בוטיק ממישיגן בבעלות בוב לוץ', אחד הדמויות החשובות בעולם הרכב במחצית השנייה של המאה ה-20 וסגן נשיא ג'נרל מוטורס עד 2009, וגילברט ויילארייל, בכיר ביצרנית המטוסים בואינג לשעבר, שהנריק פיסקר שותף חלקי בה.

עם זאת ה-Emotion היא רק תחילת הדרך והתוכניות של המעצב ויזם הרכב הבלתי נלאה גדולות בהרבה. בהמשך הוא מתכנן רכב חשמלי זול יותר שייוצר בכמויות גדולות, אך כאן בניגוד למפעל הגרנדיוזי שטסלה הקימה לייצור המודל 3, הייצור יופקד בידי יצרנית רכב גדולה אשר לטענת פיסקר, תוך שליחת עקיצה ברורה לעבר טסלה, באמת מצוידת ביכולת לשלוט בייצור בנפחים גדולים ובאיכות גבוהה.

The post פיסקר משיקה מכונית חשמלית עם סוללה שאמורה לשנות את כללי המשחק appeared first on TheCar.

אלא שבעוד שעבורנו מדובר אך ורק בשינון של שלוש מילים, נסו לחשוב מה עובר על חברה בת 81 שנים שהשם שלה מחובר בקשר בל יינתק עם מצתים, "פלאגים", אשר נחוצים אך ורק למנוע בנזין ואין להם זכות קיום בלעדיו.

המחשבה המבהילה הזאת – על עולם שבו אין יותר מי שזקוק לסחורה שיש לך למכור – הטרידה את מנוחתם של קברניטי חברת NGK היפנית – יצרנית הפלאגים הגדולה ביותר בעולם, כבר בשנת 2010.

אבל במקום לשקוע בדיכאון עמוק, או להתעטף בשאננות ולחשוב שצי הרכב הקיים בעולם, אשר מונע באמצעות מאות מיליוני מנועי בנזין, יצרוך מצתים לפחות במהלך חמישים השנים הבאות – אנשי NGK החליטו לעשות מעשה ולשרטט מחדש את העתיד של החברה שלהם.

היות ש-NGK מתמחה, בין השאר, בפיתוח של חומרים כימיים, בחנו קברניטיה את הצל שמתחיל להאפיל על העסק שלהם – כלומר את התפתחות ההנעה החשמלית, וחיפשו במה יכול תחום התמחותם לסייע לטכנולוגיה שמכונית כזאת זקוקה לה. אם תרצו, חשיבה מסוג כזה היא זאת שמניעה בימינו את חברות הטבק להשקיע בגידולי מריחואנה בארצות הברית, או את יצרניות הרכב להשקיע בחברות לתחבורה משתפת.

עקב אכילס של הנעה חשמלית בימינו הוא הסוללות, אשר אמנם מתפתחות במהירות בשנים האחרונות אבל עדיין לא מספקות את היחס הנכון בין תכולת אנרגיה, מחיר ויציבות כימית שיאפשר למכונית חשמלית להציע טווח נסיעה וזמני טעינה מתאימים להתמודדות מול מנועי בעירה פנימית. אנשי NGK הגיעו למסקנה שיש להם מספיק זמן כדי להתעלם מן הדור הנוכחי של סוללות מסוג ליתיום יון, שנמצאות כרגע בחזית הטכנולוגיה הרלבנטית, ולדלג ישר אל דור הסוללות הבא, שטרם פותח לרמה מסחרית, שהוא "סוללות מצב מוצק".

הסוללות שמוכרות לנו כיום להנעת רכב מבוססות על אלקטרוליט – שהוא התווך שבתוכו מתרוצצים היונים החשמליים בין הקוטב החיובי לשלישי בסוללה – אלקטרוליט שנמצא במצב נוזלי, בין אם כנוזל ממש או כג'ל, כלומר נוזל סמיך מאד. סוללות מצב מוצק, כפי שהשם שלהן יותר מאשר מרמז, מבוססות על אלקטרוליט מוצק אשר לא סובל מן הבעיה המשמעותית ביותר של נוזל או ג'ל: נטייה מובנית להתחממות ולשחרור של גזים רעילים.

לא מדובר בבעיה זניחה: אלקטרוליט נוזלי בסוללת ליתיום-יון מתחמם מאד תוך כדי טעינה, ולעיתים גם תוך כדי שימוש אינטנסיבי (למשל במצב שבו מכונית עם מאריך טווח נוסעת במהירות לאורך זמן), וכאשר אחד מתאי הסוללה ניזוק הוא עלול להתחיל לבעור או אפילו להתפוצץ. סוללה גדולה ולוהטת מסכנת את יושבי הרכב גם בעת תאונה, בדיוק מאותה סיבה, ואם לא די בכל זאת – הנוזל או הג'ל שוקלים הרבה והופכים סוללות גדולות למשקולת כבדה מאד שדורשת לא מעט אנרגיה כדי להזיז אותה.

גם סוללות מצב מוצק זקוקות לתווך שבתוכו יתרוצצו האלקטרונים אלא שהתווך הזה הוא מוצק, צפיפות האנרגיה שלו גבוהה יותר וניהול החום שלו פחות גרוע. כך, לכל הפחות בתיאוריה, היות שהחומר המושלם לתפקיד הזה עדיין לא נמצא, לפחות לא עבור הנעת מכוניות.

סוללות מצב מוצק משמשות בימינו במכשירים חשמליים שונים, למשל טלפונים סלולריים, מצלמות וכיוצא באלה, אולם רק בכאלה שתכולת האנרגיה שנדרשת מהן לא גדולה, וכאשר הן לא נדרשות לטעינה ופריקה של כמויות גדולות של חשמל. עם זאת, היות שכל כך הרבה מוחות טובים שוקדים בימים אלה על פיתוח סוללות מצב מוצק צריך להניח שבמוקדם או במאוחר תגיע פריצת הדרך המיוחלת.

כאשר זה יקרה יהיו לנו סוללות קומפקטיות יותר, קלות בהרבה, ועם תכולת אנרגיה גבוהה מאד. פריצת דרך כזאת שקולה למה שקרה לתעשיית התאורה בעולם בחמש השנים האחרונות לאחר גילוי טכנולוגיית ה-LED הכחול באמצע שנות ה-90 של המאה הקודמת, והפיתוח המסחרי שלה בתחילת שנות האלפיים.

אחד הכיוונים המבטיחים ביותר בטכנולוגיית הסוללות מצב מוצק הוא שימוש בחומרים קרמיים, וזהו אחד מתחומי ההתמחות של NGK במשך עשרות שנים. בנוסף למצתים, NGK משתמשת בתרכובות קרמיות כדי לייצר חיישנים, רכיבים אלקטרוניים שבהם נעשה שימוש במוליכים-למחצה וכן מוצרים נוספים.

"נתיב הקרמיקה" של NGK הוא לא הדרך היחידה שבה צועדים כיום המדענים שמנסים לפתח את הסוללה האולטימטיבית: אנשי טויוטה, למשל, אשר הקימו לא מכבר מיזם משותף עם ענקית האלקטרוניקה פנסוניק, מתמקדים כיום בחומרים גופרתיים, ואילו חוקרים במעבדה הלאומית של לורנס באוניברסיטת ברקלי שוקדים על פיתוח סוללת מגנזיום שאמורות להציע צפיפות אנרגיה גבוהה יותר. פיתוח זה, אגב, מבוסס על תרכובת של מגנזיום וסקנדיום – וההבטחה המדעית שהוא נושא איתו פורסמה לאחרונה במאמר במגזין המדעי 'Nature'.

האתגר של אנשי NGK נובע מכך שקרמיקה, כפי שהם יודעים היטב מעיסוקם במצתים, אמנם יציבה מאוד בטמפרטורות קיצוניות, אבל רמת המוליכות שלה, איך לומר, לא מאד גבוהה.
אם לא די בכך, קשה לעבד קרמיקה באופן מסחרי היות שהיא פריכה ושבירה, אבל בתום חמש שנות פיתוח מדווחים היפנים על הצלחה בפיתוח האלקטרוליט המוצק שלהם: לאחרונה הציגה החברה את סוללות המצב המוצק הקרמית הגדולה ביותר שיוצרה עד כה, בגודל של 10 על 10 ס"מ.

אנשי החברה מאמינים שייצור של סוללת מצב מוצק שתתאים לשימוש בכלי רכב חשמליים יתחיל כבר בעשור הבא, ואל התחזית הזאת הצטרפו בשבוע שעבר גם אנשי הונדה בשעה שהדובר שלהם הכחיש ידיעה לפיה החברה מפתחת סוללת מצב מוצק בשיתוף פעולה עם ניסאן והדגיש שהונדה עושה את זה בעצמה ולבדה.

כמובן שהכרזה כזאת לא נותרה ללא תגובה, ומיד בסמוך לכך פרסמו אנשי ב.מ.וו. שהם חברו אל חברת 'Solid Power' האמריקנית כדי לפתח סוללות מצב מוצק עבור הדור הבא של כלי רכב חשמליים שהם מפתחים. גם פולקסווגן וניסאן הכריזו בעבר שהן עוסקות בדרך כזאת או אחרת בטכנולוגיה הזאת, וההיגיון מחייב שהן לא היחידות, לכן צריך לצפות ששלוש המילים "סוללת מצב מוצק" יהפכו בשנים הבאות לשגורות מאד בשיח אודות הנעה חשמלית.

The post היום שאחרי הפלאגים והמירוץ אחרי הסוללה המוצקה appeared first on TheCar.