大量生産された電気自動車の第一世代が到着し始めた2010年に、自動車メーカーが意図的に電気自動車を弱体化させていると感じました。
当時、ほとんどのレガシー自動車メーカーは、電気自動車にエネルギー密度が低く、サイクル寿命が短いLMOバッテリーセルを使用することを決定しました。これらのコバルトフリーバッテリーセルの最大の利点は低コストでしたが、それでも電気自動車はガソリン車の3倍の価格で販売されていました。テスラだけが高エネルギー密度のバッテリーセルを採用しました。当時はNCA円筒形セルの形で入手でき、ほとんどがラップトップ用に作られていました。
今日に向けて、今ではレガシー自動車メーカーが実際にまともな電気自動車を生産していますが、それらはすでにはるかに優れている可能性があります。
この記事では、電気自動車をさらに改善する既存のテクノロジーをいくつかまとめます。
800ボルトシステム
BYD e-Platform 3.0
800-vシステムは、特にシリコンカーバイド（SiC）半導体パワーエレクトロニクスと組み合わせると、電気駆動列を大幅に改善し、より効率的、小型、軽量、安価になります。
ポルシェ、ヒュンダイ、起亜自動車は、通常の400ボルトではなく、800ボルトの電気システムを搭載した電気自動車をすでに製造しています。ただし、BYDは、来たるBYD EA1で、この技術を手頃な価格の電気自動車で利用できるようにする最初の自動車メーカーになります。
800ボルトのシステムが通常の400ボルトよりも優れている理由は何ですか？
800ボルトのバッテリー駆動車に関する研究の最新の結果は、これがより小さく、より軽く、より環境に優しいモーターにつながる可能性があることを示しています。 。これらのパワートレインを使用する車は、1回の充電でより速く充電され、さらに移動することもできます。
そのような利点の1つは、800ボルトの電気システムが電力の保持を強化できることです。電力の保持は通常、充電プロセス中に発生する熱によって失われます。より高い電圧のシステムは、バッテリーを充電するときに使用されるより低い電流を可能にし、それは過熱を減らし、システムのより良い電力保持を可能にします。このパワーは、より長いドライビングレンジに使用できます。
より高い電圧システムはまた、多くの重要な重量および質量節約の利点を提供します。銅の削減はその1つです。電気モーターは、構造が燃焼エンジンよりもはるかに単純であり、そのコアには、バッテリーからの電気によって生成される回転磁界に応答して回転するローターがあります。これを達成するために、電気システムは多くの場合、燃焼機関に見られる銅の最大4倍の量を使用します。より高い電圧のシステムを使用すると、モーターで使用される銅の量が大幅に削減される可能性があります。
モーターの重量を減らすことに加えて、800ボルトのシステムにはそれらの質量も減らすという追加の利点があります。より高い電圧により、モーターは20,000 rpmの速度で動作し、400ボルトの兄弟の2倍をはるかに超えるため、電力密度が向上します。これは、高トルクではなく、この速度で電力を機械的動力に変換することを意味します。 「一般的に、モーターのサイズはトルク能力によって定義されます」とBitscheは言います。つまり、方程式からトルクを取り除くと、モーターをはるかに小さくすることができます。実際、小型の高速モーターの重量はわずか25キログラムです。 、その結果、車両の総重量が軽減され、1回の充電でさらに遠くまで移動できるようになります。
800ボルトシステムへの移行：なぜモーター出力を上げることがより良い電気自動車の鍵になるのか
要約すると、800ボルトのシステムを使用すると、電気自動車はより効率的で、より軽く、より小さく、より安価な駆動列になります。
シリコンアノード
シリコン優勢のアノードバッテリー充電チャートを作成する
過去数年間で、バッテリー技術は主にカソードに改良を導入することによって進化しましたが、アノードはほとんど同じままでした。ただし、バッテリー技術の次の大きな進化は、グラファイトアノードがシリコンに置き換えられることで起こります。
シリコンアノードを備えたバッテリーセルは、対応するグラファイトよりもエネルギーと電力密度が高くなっています。このバッテリー技術は、電気自動車が非常に速い充電速度を達成するために両方が必要とされるため、800ボルトのシステムと密接に関連しています。
さらに、シリコンアノードは、Guoxuanがすでに実証したように、LFP（LiFePO4）などのコバルトを含まないカソードを備えたバッテリーセルでも使用できます。
要約すると、シリコンアノードを使用すると、バッテリーセルは容量を増やし、充電時間を短縮します。
コバルトフリーの電池
テスラによる電池の化学的性質の比較
間もなく、コバルトを含まないバッテリーが、LFPまたはLNMOカソードを備えた電気自動車の標準になります。 NCM 90、NCA 91、NCMAなどのより高価な高ニッケル含有化学物質は、最大の範囲を取得することが重要ないくつかのニッチに追いやられます。
コバルトを含まないバッテリーのおかげで、電気自動車はついに価格と入手可能性においてICE（内燃機関）の同等品と競争できるようになります。
CTPバッテリーパック
BYDバッテリーパックの進化
CTP（セルツーパック）バッテリーはモジュールレスであり、LFP（LiFePO4）などの安全なコバルトフリーバッテリーセルと連携します。
ほとんどのバッテリーパックでは、モジュールを使用すると、1つ以上のNCM / NCAバッテリーセルが燃焼または爆発した場合に金属製のファイアウォールとして機能することで安全性が向上しますが、LFPバッテリーセルと一緒に使用すると、これらの非常に安全なバッテリーセルは機能しません。たとえパンクしたとしても、発火したり爆発したりしないでください。
優れたCTPバッテリーの一例は、VCTP（体積セル対パック）およびGCTP（重量セル対パック）比が高い人気のBYDブレードバッテリーです。つまり、バッテリーパックでは、実際にエネルギーを蓄える活物質（バッテリーセル）は、バッテリーセルの保護と組み立てにのみ役立つ不動態材料よりも、体積と重量の点で比例して高くなります。
モジュールを取り除くことにより、バッテリーパックのVCTP比は40％から60％に増加する可能性があります。 CTPを使用すると、バッテリーはよりシンプル、軽量、小型、安価になります。
ソーラールーフ
ヒュンダイIONIQ5
ソーラールーフを備えた電気自動車は、特に太陽電池がより効率的で非常に安価になった今では、簡単です。
状況によっては、電気自動車の優れた300 Wソーラーパネルルーフは、1日あたり約2 kWhのバッテリーを追加し、さらに10〜15kmを運転するのに十分です。
V2GおよびV2L
V2L機能を備えたKiaEV6
ソーラールーフ、V2G（車両からグリッド）およびV2L（車両から負荷）は、EVでまもなく標準になる可能性のあるいくつかのテクノロジーです。電気自動車を、太陽エネルギーを充電できる大型のモバイルパワーバンクとして使用できるのは、どれほどすばらしいことでしょうか。
EV6は、日常生活やレジャー活動に便利な携帯型電源として機能するV2L（Vehicle-to-Load）機能を搭載しています。
ご家庭の非常用電源としてもご利用いただけます。実際、EV6は最大3.6kWの電力を供給し、アウトドアアクティビティを楽しむときに携帯用発電機としても機能します。KiaEV6ワールドプレミア
大規模なモバイルパワーバンクが役立ついくつかの例：
空力の改善
デスバレーのライトイヤーワン
バッテリー容量を増やすか、効率を上げることで、電気自動車の航続距離を伸ばすことができます。
たとえば、テスラは最近モデルSのバッテリー容量を減らしましたが、全体的な効率を改善することでその範囲を拡大することができました。
パワートレインを改善したり、車両の重量を減らしたりすることは、電気自動車の全体的な効率を高めるための有効な方法ですが、空気力学の改善は、ROI（投資収益率）が最も高くなります。電気自動車はすでに非常に効率的であり、回生ブレーキのおかげで、重量を減らすことは電気自動車の空気力学を改善することほど重要ではありません。
上の画像にあるように、すべての電気自動車がライトイヤーワンのように空気力学を真剣に考える必要はありませんが、ほとんどの電気自動車にはまだ改善の余地があることは明らかです。現在のボルボの電気自動車を見て、私が何を意味するのかを確認してください…
車両自体の設計に加えて、電気自動車の空気力学を改善するための安価で簡単な方法がたくさんあります。以下の例をいくつか見てみましょう。
ワイヤレス充電
ワイヤレス充電は自律型電気自動車に不可欠であるだけでなく、公共充電インフラストラクチャの使用をより安全で便利にします。電気自動車を嫌う穴居人が充電ポートやケーブルを破壊する心配はもうありません。
自律型電気自動車はパーソナルモビリティの未来ですが、ドライバーがいなければ、誰が車を接続して充電するのでしょうか。答えは明らかです。プラグもワイヤーもありません。 WiTricityテクノロジーを使用して、ワイヤレスおよび自律的にパークアンドチャージします。
— WiTricity CEO、Alex Gruzen
今日はこれで終わりです。これらはすでに存在し、電気自動車をさらに改善する可能性のあるいくつかのテクノロジーです。
上記のすべての技術を備えた電気自動車はまだありませんが、次のBYD EA1は、次世代の電気自動車がどうあるべきかを示しており、ゲームチェンジャーになる可能性が最も高いと思います。 CTPコバルトフリーのバッテリーと、妥協することなく高速充電を可能にする効率的な800ボルトシステムを搭載します。
BYDEA1スパイショット
何か忘れましたか？次世代の電気自動車に何を期待しますか？今日の電気自動車はどうすればさらに良くなることができますか？