● Les points sensibles de la nouvelle transformation énergétique dans les véhicules utilitaires et la percée technologique des batteries à l'état solide-
En tant que principal transporteur du transport logistique, des services et du fret sur les grandes lignes, le nouveau processus énergétique des véhicules commerciaux affecte directement la réalisation de l'objectif du « double carbone ». Cependant, les limites techniques des batteries au lithium liquide traditionnelles ont longtemps limité la profondeur et l’ampleur de la nouvelle transformation énergétique dans les véhicules commerciaux.
1. Les principaux problèmes de la nouvelle transformation énergétique des véhicules utilitaires
Par rapport aux voitures particulières, les véhicules utilitaires présentent des différences essentielles dans leurs scénarios d'utilisation, leurs exigences en matière de batteries de puissance sont davantage axées sur la « praticité » et « l'économie ». Pour les véhicules utilitaires à moyenne et courte distance-tels que la distribution urbaine et les transports publics, la sensibilité aux coûts et la commodité du ravitaillement sont les principales exigences ; tandis que pour les poids lourds longue distance-, les véhicules logistiques de la chaîne du froid et d'autres sous-secteurs, l'autonomie et la fiabilité du cycle de vie de l'efficacité de charge deviennent des seuils insurmontables.
À l'heure actuelle, les véhicules utilitaires alimentés par des batteries lithium-ion-liquides sont généralement confrontés à trois dilemmes majeurs :
Premièrement, en termes d'autonomie, la demande unique des camions lourds longue distance-est généralement supérieure à 300 km, tandis que la densité énergétique des batteries liquides existantes se situe généralement entre 150 et 200 Wh/, ce qui oblige les véhicules à transporter un grand nombre de batteries, ce qui non seulement augmente le coût d'achat, mais réduit également l'efficacité du chargement ;
Deuxièmement, le ravitaillement est inefficace : il faut souvent plusieurs heures pour recharger complètement un véhicule utilitaire sur une borne de recharge traditionnelle, ce qui est beaucoup moins pratique que de faire le plein d'un véhicule alimenté au carburant-, ce qui affecte sérieusement le fonctionnement ;
Troisièmement, les risques pour la sécurité : les véhicules utilitaires sont soumis à une charge élevée à long terme, à des charges et décharges à haute fréquence, et le risque d'emballement thermique du liquide existe toujours, en particulier dans des environnements extrêmes tels que des températures élevées et du froid, l'incidence des accidents de sécurité reste élevée.
En outre, le coût total de possession (TC) élevé causé par la dégradation des batteries fait également hésiter de nombreuses entreprises de logistique à acheter des véhicules utilitaires à énergie nouvelle.
2. Les avantages de la technologie des batteries à semi-conducteurs-correspondent précisément aux besoins des véhicules utilitaires
Les batteries-à l'état solide remplacent les électrolytes liquides traditionnels par des solides, réalisant ainsi un saut qualitatif en termes de performances de base, et leurs caractéristiques techniques sont hautement compatibles avec les besoins d'utilisation des véhicules utilitaires.
L'amélioration révolutionnaire de la densité énergétique est au cœur des batteries-à semi-conducteurs. Le module de batterie Rhino S entièrement-solide-exposé par Chery a une densité énergétique allant jusqu'à 600 Wh/kg, la limite théorique des batteries au lithium et dépassant de loin le niveau actuel des batteries liquides.
Pour les véhicules utilitaires, une densité énergétique élevée signifie qu’une autonomie plus longue peut être atteinte avec la même batterie, ou que la charge de la batterie peut être réduite pour les mêmes exigences d’autonomie. En prenant comme exemple les camions lourds long-courriers, en adoptant 500 Wh/kg toutes-batteries à semi-conducteurs, le véhicule peut transporter plus de 1 000 kWh d'électricité, avec une autonomie qui peut facilement dépasser 1 500 kilomètres, résolvant complètement l'anxiété du transport sur de longues-distances.
L’optimisation de l’efficacité du ravitaillement en énergie répond directement aux problèmes liés à l’exploitation des véhicules commerciaux.
La batterie entièrement-solide- de Chery atteignant l'indice de performance de "6 minutes de charge, 1 000 kilomètres d'autonomie" signifie que le ravitaillement en énergie des véhicules utilitaires atteindra la commodité du ravitaillement en carburant-des véhicules alimentés au carburant. Pour les camions lourds longue distance-parcourant 300-500 kilomètres par jour, un ravitaillement en carburant de courte durée-peut répondre aux besoins opérationnels de toute la journée, réduisant efficacement le temps d'arrêt et améliorant l'efficacité opérationnelle. Le brevet de BYD dans le domaine des batteries à semi-conducteurs-inclut un certain nombre de réalisations en matière de technologie de charge rapide. Si son objectif de « parité des prix solide-liquide » peut être atteint, cela amplifiera encore les avantages économiques apportés par l'amélioration de l'efficacité du ravitaillement.
L’essence de l’amélioration des performances en matière de sécurité consiste à protéger les opérations des véhicules commerciaux.
Les batteries-à électrolytes solides ne présentent aucun risque de fuite et ont une stabilité thermique significative par rapport aux électrolytes liquides, résolvant fondamentalement le problème de l'emballement thermique. Les véhicules utilitaires sont soumis pendant un certain temps à un environnement d’exploitation difficile caractérisé par des charges élevées, de fortes vibrations et des températures extrêmes. La sécurité inhérente des batteries à semi-conducteurs-peut réduire considérablement l'incidence des accidents de sécurité, en particulier pour les opérations à haute-intensité dans des scénarios fermés tels que les ports et les zones minières. En outre, l'avantage des batteries à semi-conducteurs-en termes de durée de vie peut réduire efficacement le taux de dégradation des batteries, optimisant ainsi le coût des véhicules utilitaires tout au long de leur cycle de vie.
● Défis liés aux-batteries à semi-conducteurs dans le secteur des véhicules utilitaires
Malgré les opportunités importantes qu'elles offrent, l'industrie automobile est toujours confrontée à de nombreux défis dans la mise en œuvre des batteries à semi-conducteurs-.
Le goulot d’étranglement des coûts reste l’obstacle le plus important.
Actuellement, le coût de toutes les batteries--état est environ 8 fois plus élevé que celui des batteries-état liquide. Étant donné que la capacité énergétique d'un seul pack pour véhicules utilitaires est généralement supérieure à 300 000, le coût d'achat des véhicules augmentera considérablement si tous sont équipés de batteries entièrement solides, dépassant ainsi la plage d'acceptation du marché. En outre, le processus de production des batteries à semi-conducteurs est plus complexe et nécessite des normes plus élevées en matière d’équipement et de matériaux, ce qui augmente encore les coûts de fabrication.
Sur le plan technique, des problèmes subsistent et doivent être résolus de toute urgence.
Premièrement, il y a le problème de la stabilité de l’interface. Un mauvais contact entre les électrolytes solides et les matériaux de cathode/anode peut facilement entraîner une capacité et une durée de vie réduite de la batterie, ce qui ne répond pas à la demande de fonctionnement à long-charge élevée-des véhicules utilitaires. Deuxièmement, la conductivité ionique est insuffisante. Le niveau ionique des électrolytes solides d'oxyde et de sulfure principaux est toujours inférieur à celui des électrolytes liquides, ce qui limite la vitesse de charge et la puissance de sortie. Troisièmement, il y a le problème de l’expansion et de la contraction du volume. Le changement de volume des matériaux des électrodes pendant le processus de charge et de décharge peut provoquer des fissures dans l'emballage de la batterie. Dans un environnement opérationnel où les véhicules utilitaires fonctionnent en permanence, ce problème sera plus important.
Le manque de synergie écologique freine également le processus de mise en œuvre.
À l'heure actuelle, il manque un système standard unifié dans le domaine des batteries à semi-conducteurs-pour véhicules utilitaires. La taille des batteries et le protocole de communication BMS sont très différents, ce qui entraîne une incompatibilité des produits de différentes entreprises et une difficulté de promotion. Dans le même temps, le système de recyclage des piles-à l'état solide n'a pas encore été mis en place, et le traitement et la réutilisation des piles usagées deviennent des problèmes potentiels.
En outre, la modernisation des installations d'approvisionnement en énergie-est en retard par rapport au développement de la technologie des batteries. Le coût de construction des bornes de recharge ultra-rapides est élevé et faible, ce qui peut difficilement répondre aux besoins d'applications à grande échelle-.
Pour l'industrie des véhicules utilitaires, les batteries-à semi-conducteurs représentent non seulement une révolution technologique, mais également une opportunité historique de restructuration industrielle. Ses avantages technologiques, tels qu'une densité énergétique élevée, une efficacité de charge rapide et une sécurité élevée, répondront précisément aux principaux problèmes de la nouvelle transformation énergétique dans les véhicules commerciaux, faisant passer l'industrie d'une "orientation politique-à une "orientation du marché-".
Bien qu'elle soit actuellement confrontée à de multiples défis tels que le coût, la technologie et l'écologie, la-mise en œuvre à grande échelle de batteries à semi-conducteurs-dans le domaine des véhicules commerciaux est déjà une tendance avec l'itération continue de la technologie, la maturité continue de la chaîne industrielle et le fort soutien des politiques. On s'attend à ce que d'ici 230, les batteries à l'état solide- domineront le nouveau marché de l'énergie pour les véhicules commerciaux, entraînant le remplacement par l'électrification de tous les scénarios tels que les transports sur les grandes lignes et les services urbains, et un soutien essentiel à la réalisation de l'objectif du « double carbone ».
