Automašīnu un e-velosipēdu akumulatoru remonts ietaupa naudu un resursus, taču problēmas bremzē nozares izaugsmi
Ričs Benuā apmēram trīs reizes dienā zvana no veca Tesla Model S īpašniekiem, kura akumulators ir sācis bojāties viņa auto veikalā The Electrified Garage.Akumulatori, kas varētu nodrošināt simtiem jūdžu darbības rādiusu, pēkšņi var izturēt tikai 50 jūdzes ar uzlādi.Šiem transportlīdzekļiem bieži netiek nodrošināta garantija, un akumulatora nomaiņa var maksāt vairāk nekā 15 000 USD.
Lielākajai daļai produktu remonts ir ekonomiskāks risinājums nekā nomaiņa.Benuā, kurš vada vienu no nedaudzajiem neatkarīgajiem Tesla remontdarbnīcām ASV, sacīja, ka daudzas Tesla baterijas teorētiski ir remontējamas.Taču laika un apmācības, drošības apsvērumu un remonta sarežģītības dēļ Benuā saka, ka automašīnas akumulatora remonts viņa veikalā var maksāt līdz 10 000 USD, kas ir vairāk, nekā vairums patērētāju ir gatavi maksāt.Tā vietā daudzi cilvēki izvēlas pārdot vai nodot lūžņos savas vecās automašīnas un pēc tam iegādāties pilnīgi jaunu Tesla, viņš teica.
"[Automašīna] tagad ir gandrīz kā patērējams priekšmets, piemēram, televizors," sacīja Benuā.
Benoit pieredze norāda uz problēmu, ar kuru sāk saskarties elektrisko transportlīdzekļu un elektrisko mikromobilitātes ierīču, piemēram, e-velosipēdu un e-motorolleru, agrīnie lietotāji: šajos transportlīdzekļos ir lieli, dārgi akumulatori, kas laika gaitā kļūst nepieņemami.Šo bateriju atkārtota ražošana var nodrošināt ilgtspējības priekšrocības, ietaupot enerģiju un resursus, kas citādi tiktu izmantoti jaunu akumulatoru ražošanai.Tas ir īpaši svarīgi elektriskajiem transportlīdzekļiem, kas satur ļoti lielus akumulatorus, kas ir jāizmanto gadiem ilgi, lai kompensētu oglekļa dioksīda emisijas, kas rodas to ražošanas laikā.Taču daudzi elektriskie transportlīdzekļi un elektrisko transportlīdzekļu akumulatori ir izstrādāti tā, lai tos būtu grūti salabot, un daži ražotāji aktīvi attur šo praksi, atsaucoties uz drošības apsvērumiem.Dizaina problēmas, drošības prasības un detaļu trūkums apgrūtina dažiem neatkarīgajiem mehāniķiem, kuru uzdevums ir apkalpot elektrisko transportlīdzekļu vai e-velosipēdu akumulatorus, atļauties remontdarbus.
“Atkritumos ir daudz akumulatoru, ko var atjaunot,” saka Timotejs Roufinaks, kurš vada nelielu e-velosipēdu akumulatoru remonta uzņēmumu Daurema Briselē, Beļģijā.Bet "tā kā tie nav paredzēti remontam, ir grūti atrast labu cenu."
Litija jonu akumulatori viedtālruņos satur “šūnu”, kas sastāv no grafīta anoda, metāla katoda un šķidra elektrolīta, kas ļauj litija joniem pārvietoties no vienas puses uz otru, radot elektrisko potenciālu.Elektrisko velosipēdu akumulatoros parasti ir desmitiem elementu.Tikmēr elektrisko transportlīdzekļu akumulatori var saturēt simtiem līdz tūkstošiem atsevišķu elementu, kas bieži tiek iepakoti “moduļos” un pēc tam apvienoti akumulatoru komplektos.Papildus šūnām un moduļiem elektrisko transportlīdzekļu un e-velosipēdu akumulatoros bieži ir iekļauta akumulatora pārvaldības sistēma, kas uzrauga akumulatora stāvokli un kontrolē uzlādes un izlādes ātrumu.
Visi litija jonu akumulatori laika gaitā sabojājas un galu galā būs jānomaina.Tomēr, ja akumulatorā ir daudz atsevišķu elementu un citu komponentu, tā kalpošanas laiku dažkārt var pagarināt, veicot remontu — procesu, kas ietver bojātu elementu vai moduļu identificēšanu un nomaiņu, kā arī citu bojātu komponentu, piemēram, bojātas akumulatora vadības sistēmas, labošanu.Dažos gadījumos ir jānomaina tikai viens modulis.Nomainot šo moduli, nevis nomainot visu akumulatoru, samazinās vajadzība pēc metāliem, piemēram, litija, kā arī oglekļa emisijas, kas saistītas ar rezerves akumulatora (vai jaunas automašīnas) ražošanu.Tas padara akumulatoru atjaunošanu "ideāli piemērotu aprites ekonomikai (sistēmai, kas taupa un atkārtoti izmanto resursus)," sacīja Gevins Hārpers, pētnieks, kurš pēta akumulatoru ilgtspējību Birmingemas Universitātē Apvienotajā Karalistē.
Lai gan tas ne vienmēr ir lēts, varat ietaupīt naudu, remontējot akumulatoru.Parasti EV akumulatora remonts maksā apmēram pusi no jauna akumulatora izmaksām.Cox Automotive lēš, ka kopš 2014. gada, kad tas sāka piedāvāt EV akumulatoru remonta pakalpojumus, tas ir ietaupījis vairāk nekā 1 gigavatstundu akumulatoru, kas ir pietiekami, lai darbinātu aptuveni 17 000 jaunu elektrisko transportlīdzekļu priekšlaicīgas likvidēšanas.
"Ir daudz iemeslu, kāpēc remonts ir rentablāks nekā nomaiņa," Gristam sacīja Helps.
Taču eksperti saka, ka akumulatoru remonts ir bīstams, un to nevajadzētu veikt mājās vai pirmreizējiem.Ja akumulators tiek bojāts remonta laikā, tas var izraisīt īssavienojumu, kas var izraisīt ugunsgrēku vai eksploziju.Ja, mēģinot veikt remontu, nevalkājat atbilstošus augstsprieguma cimdus, var tikt gūts elektriskās strāvas trieciens.Ja jūs nezināt, ko darāt, jūs spēlējaties ar uguni, sacīja Džons Matna, e-velosipēdu remontdarbnīcas Chattanooga Electric Bike Co īpašnieks. Viņš atzīmēja, ka dažos elektrisko velosipēdu akumulatoros ir "pietiekami daudz strāvas, lai nogalinātu. cilvēks."
Tas palīdz teikt, ka akumulatora atjaunošanai ir nepieciešama vismaz apmācība augstsprieguma jomā, elektriskā pieredze, individuālie aizsardzības līdzekļi un "pamata izpratne par arhitektūru un bateriju darbību".Tiem, kas vēlas remontēt EV akumulatorus, ir nepieciešams arī aprīkojums, lai paceltu transportlīdzekli no zemes un fiziski noņemtu akumulatoru, kas var svērt tūkstošiem mārciņu.
"Ļoti maz cilvēku var vai pat vajadzētu mēģināt kaut ko līdzīgu," sacīja Benuā.
Bet pat tiem, kam ir atbilstoša apmācība, bieži ir grūtības salabot elektrisko transportlīdzekļu vai e-velosipēdu akumulatorus to konstrukcijas dēļ.Daudzas e-velosipēdu baterijas tiek piegādātas izturīgās plastmasas kastēs, kuras ir grūti, ja ne neiespējami atvērt, nesabojājot iekšējās sastāvdaļas.E-velosipēda akumulatorā vai atsevišķos EV akumulatoru moduļos elementi bieži ir salīmēti vai sametināti kopā, tāpēc tos ir grūti vai neiespējami nomainīt atsevišķi.Turklāt, kā uzsvērts Eiropas Vides aģentūras 2021. gada ziņojumā, dažos EV akumulatoros ir programmatūra, kas var izraisīt akumulatora izslēgšanos, ja tiek konstatētas manipulācijas pazīmes.
Ražotāji apgalvo, ka viņu akumulatori ir paredzēti, lai uzlabotu drošību, izturību un veiktspēju, taču tas var notikt uz remontējamības rēķina, jo daudzi ražotāji, kas sedz garantijas periodu (parasti divi gadi lielākajiem zīmoliem un e-velosipēdu zīmoliem), piedāvā nomaiņu bez maksas. vai ar atlaidi.baterijas.Elektriskie transportlīdzekļi kalpo 8 līdz 10 gadus vai 100 000 jūdžu).No otras puses, remontdarbu atbalstītāji apgalvo, ka moduļu konstrukcijas ar atgriezeniskiem stiprinājumiem, piemēram, noņemamiem klipiem vai līmlentēm, ne vienmēr apdraud drošību un ka remonta konstrukciju priekšrocības ievērojami pārsniedz izmaksas.
Eiropas politiķi sāk uzklausīt aizstāvjus.Augustā Eiropas Savienība pieņēma jaunu regulu, kuras mērķis ir padarīt baterijas videi draudzīgākas.Cita starpā tajā ir iekļauts noteikums, kas paredz, ka akumulatorus, ko izmanto e-velosipēdos un citos “vieglajos transportlīdzekļos”, piemēram, e-skūteros, apkalpo neatkarīgi profesionāļi līdz pat atsevišķu šūnu līmenim.Eiropas e-velosipēdu nozare ir stingri iebildusi pret šo noteikumu, jo ir bažas par drošību, akumulatoru sertifikāciju un juridisko atbildību, un tagad cīnās par to, kā to ievērot.
"Mēs joprojām meklējam, kā mēs varam izpildīt jauno ES akumulatoru noteikumu prasības, vienlaikus ievērojot piemērojamos drošības noteikumus un mūsu augstos kvalitātes standartus," Grist sacīja e-velosipēdu akumulatoru ražotājs Bosch.Bosch atzīmēja izaicinājumus, ar kuriem saskaras ražotāji."Pretēja tendence ir vērojama Amerikas Savienotajās Valstīs", kur "tiek ieviesti stingrāki noteikumi un augstāki standarti e-velosipēdu akumulatoriem un sistēmām."
Faktiski Federālā patēriņa preču drošības komisija nesen paziņoja, ka tā pārskata noteikumus par e-velosipēdiem un to akumulatoriem.Tas notika pēc tam, kad nesenais e-velosipēdu akumulatoru aizdegšanās pamudināja rīkoties vietējā politikā.Ņujorkas pilsētas dome nesen mainīja savu ugunsdrošības kodeksu, lai aizliegtu “litija jonu akumulatoru montāžu vai remontu” no lietotiem akumulatoriem no citiem akumulatoriem, ko remontētāji dažreiz dara.
Pilsēta arī nesen pieņēma tiesību aktus, kas nosaka, ka elektrisko transportlīdzekļu ražotājiem ir jānodrošina, lai viņu produktu akumulatori būtu sertificēti atbilstoši UL 2271 dizaina standartam, kas ir paredzēts, lai uzlabotu drošību.Pārstrādātās baterijas atbilst šīm prasībām, sacīja Ibrahims Jilani, globālais patērētāju tehnoloģiju direktors uzņēmumam UL Solutions, daudznacionālam uzņēmumam, kas testē drošības sertifikācijas standartus plašam rūpniecisko un patēriņa preču un materiālu klāstam.Viens standarts.Taču Gilani sacīja, ka remonta uzņēmumiem būs "jāpatur tāds dizains, kāds tas bija pirms remonta", tostarp jāizmanto vienas markas un modeļa akumulatori un elektroniskās sastāvdaļas.Arī akumulatoru remontdarbnīcām četras reizes gadā jāveic UL pārbaudes uz vietas, kas tiem izmaksās vairāk nekā 5000 USD gadā, sacīja Džilani.*
Salīdzinot ar elektriskajiem velosipēdiem, likumdevēji ir bijuši samērā mierīgi attiecībā uz EV akumulatoru remontu.Amerikas Savienotajās Valstīs nav īpašu likumu vai noteikumu, kas risinātu šo problēmu.ES jaunie akumulatoru noteikumi arī neattiecas uz elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru remontu, bet vienkārši iesaka likumdevējiem atjaunināt atsevišķus transportlīdzekļu noteikumus, "lai nodrošinātu, ka šos akumulatorus var noņemt, nomainīt un demontēt".
Vācijas apdrošināšanas asociācija GDV "stingri atbalsta" šo ideju, Gristam sacīja pārstāvis.Oktobrī grupa publicēja pētījuma rezultātus, kas atklāja, ka elektrisko transportlīdzekļu remonts maksā par trešdaļu vairāk nekā salīdzināmu ar benzīnu darbināmu transportlīdzekļu remonts, ko daļēji izskaidro augstās izmaksas par akumulatoru remontu vai nomaiņu.
"Daudzi autoražotāji neatļaus akumulatoru remontu pat tad, ja akumulatora kaste ir nedaudz bojāta," Gristam sacīja GDV pārstāvis.Automašīnu ražotāji dažkārt nolemj nomainīt akumulatoru, ja automašīna ir cietusi negadījumā, kurā atvērās drošības spilvens.Abas prakses "var palielināt remonta izmaksas" un galu galā augstākas apdrošināšanas prēmijas, sacīja pārstāvis.
Jauni noteikumi par elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru remontējamību nāk kritiskā brīdī.Cox Automotive's Helps teica, ka EV akumulatoru dizainā ir divas vienlaicīgas tendences: "Akumulatorus vai nu būs ļoti viegli uzturēt, vai arī tie tos nevarēs uzturēt vispār."
Dažiem akumulatoriem, piemēram, Volkswagen ID.4 akumulatoriem, ir Lego stila moduļi, kurus ir viegli noņemt un nomainīt.Citi akumulatoru komplekti, piemēram, jaunais Tesla 4680 akumulators, vispār nesatur moduļus.Tā vietā visas šūnas tiek salīmētas kopā un pievienotas pašam akumulatoram.Palīdz raksturo šo dizainu kā "nelabojamu".Ja tiek atrasts bojāts akumulators, ir jānomaina viss akumulators.
"Tas joprojām ir pilnībā pārstrādājams akumulators," sacīja Helps."Jūs vienkārši nevarat to salabot."
Šo rakstu sākotnēji publicēja Grist, bezpeļņas mediju organizācija, kas nodarbojas ar klimatu, tiesiskumu un risinājumiem.
Scientific American ir daļa no Springer Nature, kam pieder vai ir komerciālas attiecības ar tūkstošiem zinātnisku publikāciju (no kurām daudzas var atrast vietnē www.springernature.com/us).Scientific American ievēro stingru redakcionālās neatkarības politiku, ziņojot lasītājiem par zinātnes sasniegumiem.
Izsūtīšanas laiks: 26. decembris 2023