Автокөлік пен электронды велосипед батареяларын жөндеу ақша мен ресурстарды үнемдейді, бірақ проблемалар саланың өсуін тежейді
Рич Бенуа ескі Tesla Model S иелерінен күніне үш рет телефон соғады, оның аккумуляторы электрленген гараж автодүкенінде істен шыққан.Кенеттен жүздеген миль қашықтықты қамтамасыз ете алатын батареялар зарядтағанда тек 50 мильге жетеді.Бұл көліктер көбінесе кепілдікпен берілмейді, ал аккумуляторды ауыстыру 15 000 доллардан жоғары тұрады.
Көптеген өнімдер үшін жөндеу ауыстырудан гөрі үнемді нұсқа болып табылады.АҚШ-тағы бірнеше тәуелсіз Tesla жөндеу шеберханаларының бірін басқаратын Бенуа көптеген Tesla батареяларын теориялық тұрғыдан жөндеуге болатынын айтты.Бірақ уақыт пен дайындыққа, қауіпсіздік мәселелеріне және жөндеудің күрделілігіне байланысты Бенуа оның дүкенінде автокөлік аккумуляторын жөндеу көптеген тұтынушылар төлеуге дайын болғаннан да 10 000 долларға дейін қымбаттауы мүмкін дейді.Оның орнына көптеген адамдар ескі көліктерін сатуды немесе жоюды таңдайды, содан кейін жаңа Tesla сатып алады, деді ол.
«[Автокөлік] қазір тұтынылатын зат сияқты, теледидар сияқты», - деді Бенуа.
Бенуа тәжірибесі электр көліктерін және электронды велосипедтер мен электронды мотороллер сияқты электрлік микромобильді құрылғыларды ерте қолданатын проблеманы көрсетеді: бұл көліктерде уақыт өте келе қолжетімсіз болатын үлкен, қымбат батареялар бар.Бұл батареяларды қайта өндіру энергияны және жаңа батареяларды жасау үшін пайдаланылатын ресурстарды үнемдеу арқылы тұрақтылық артықшылықтарын қамтамасыз ете алады.Бұл әсіресе электр көліктері үшін өте маңызды, олардың өндірісі кезінде пайда болатын көмірқышқыл газының шығарындыларын өтеу үшін жылдар бойы пайдаланылуы керек өте үлкен батареялары бар.Бірақ көптеген электр көліктері мен электр көліктерінің аккумуляторлары жөндеуге қиын болатындай етіп жасалған, ал кейбір өндірушілер қауіпсіздік мәселелеріне сілтеме жасай отырып, тәжірибені белсенді түрде қабылдамайды.Дизайн мәселелері, қауіпсіздік талаптары және бөлшектердің тапшылығы электр көлігіне немесе электронды велосипед аккумуляторларына қызмет көрсету міндеті жүктелген бірнеше тәуелсіз механиктерге жөндеу жұмыстарын жүргізуді қиындатады.
Брюссельде (Бельгия) Daurema деп аталатын электронды велосипед аккумуляторларын жөндеумен айналысатын шағын компанияны басқаратын Тимоти Руффиньяк: «Қоқыс жәшігінде жөндеуге болатын көптеген батареялар бар», - дейді.Бірақ «олар жөндеуге арналмағандықтан, жақсы баға табу қиын».
Смартфондардағы литий-ионды аккумуляторлар графиттік анодтан, металл катодтан және литий иондарының бір жағынан екіншісіне жылжуына мүмкіндік беретін сұйық электролиттен тұратын «ұяшықты» қамтиды, бұл электрлік потенциалды жасайды.Электрлік велосипед батареяларында әдетте ондаған ұяшықтар болады.Сонымен қатар, электр көліктерінің аккумуляторларында жиі «модульдерге» оралған, содан кейін батарея жинақтарына біріктірілген жүздеген мыңдаған жеке ұяшықтар болуы мүмкін.Ұяшықтар мен модульдерден басқа, электр көлігі мен электронды велосипед батареялары көбінесе аккумулятордың денсаулығын бақылайтын және зарядтау мен зарядсыздандыру жылдамдығын бақылайтын батареяны басқару жүйесін қамтиды.
Барлық литий-иондық батареялар уақыт өте келе тозып, ауыстыруды қажет етеді.Дегенмен, батареяда көптеген жеке ұяшықтар мен басқа компоненттер болса, оның қызмет ету мерзімін кейде жөндеу арқылы ұзартуға болады, бұл процесс зақымдалған ұяшықтарды немесе модульдерді анықтауды және ауыстыруды, сондай-ақ ақаулы батареяны басқару жүйесі сияқты басқа ақаулы құрамдастарды жөндеуді қамтиды.Кейбір жағдайларда тек бір модульді ауыстыру қажет.Бұл модульді ауыстыру, батареяны толығымен ауыстырудың орнына, литий сияқты металдарға деген қажеттілікті, сондай-ақ ауыстырылатын аккумуляторды (немесе жаңа көлікті) шығарумен байланысты көміртегі шығарындыларын азайтады.Бұл аккумуляторды жөндеуді «айналмалы экономика (ресурстарды үнемдейтін және қайта пайдаланатын жүйе) үшін өте қолайлы етеді» дейді Ұлыбританиядағы Бирмингем университетінде батареяның тұрақтылығын зерттейтін зерттеуші Гэвин Харпер.
Бұл міндетті түрде арзан болмаса да, батареяңызды жөндеу арқылы ақша үнемдей аласыз.Әдетте, EV батареясын жөндеу жаңа батарея құнының жартысына жуығын құрайды.Cox Automotive компаниясы 2014 жылы EV аккумуляторларын жөндеу қызметтерін ұсына бастағаннан бері 1 гигаватт-сағаттан астам аккумуляторларды үнемдеді, бұл шамамен 17 000 жаңа электр көлігін мерзімінен бұрын қоқысқа тастаудан қуаттандыруға жеткілікті.
«Жөндеудің ауыстырудан гөрі үнемді болуының көптеген себептері бар», - деді Хельс Гристке.
Бірақ мамандар аккумуляторды жөндеу қауіпті екенін және оны үйде немесе бірінші рет келгендер жасамауы керек дейді.Жөндеу кезінде аккумулятор зақымдалса, қысқа тұйықталуға себеп болуы мүмкін, соның салдарынан өрт немесе жарылыс болуы мүмкін.Жөндеу әрекеті кезінде жоғары вольтты тиісті қолғаптарды кимеу электр тогының соғуына әкелуі мүмкін.Егер сіз не істеп жатқаныңызды білмесеңіз, «отпен ойнайсыз», - деді Джон Матна, Chattanooga Electric Bike Co электрондық велосипед жөндеу шеберханасының иесі. Ол кейбір электрлік велосипедтердің батареяларында «өлтіруге жеткілікті ток бар» деп атап өтті. тұлға.»
Бұл аккумуляторды қалпына келтіру үшін кем дегенде жоғары вольтты дайындықты, электр тәжірибесін, жеке қорғаныс құралдарын және «архитектура мен батареялар қалай жұмыс істейтінін негізгі түсінуді» қажет ететінін айтуға көмектеседі.EV батареяларын жөндегісі келетіндерге көлікті жерден көтеріп, салмағы мыңдаған фунт болатын батареяны физикалық түрде алып тастауға арналған жабдық қажет.
«Өте аз адамдар мұндай әрекетті жасай алады немесе жасай алады», - деді Бенуа.
Бірақ тіпті дұрыс дайындығы бар адамдар да дизайнына байланысты электр көлігін немесе электронды велосипед батареяларын жөндеуде қиындықтарға тап болады.Көптеген электронды велосипед батареялары ұзаққа созылатын пластик қораптарда келеді, оларды ішкі бөліктерге зақым келтірместен ашу қиын, тіпті мүмкін емес.Электрондық велосипед батареясының немесе жеке электр батареясының модульдерінің ішінде ұяшықтар жиі желімделген немесе дәнекерленген, сондықтан оларды жеке ауыстыру қиын немесе мүмкін емес.Бұған қоса, Еуропалық қоршаған ортаны қорғау агенттігінің 2021 жылғы есебінде атап көрсетілгендей, кейбір EV батареяларында бұрмалау белгілері болған жағдайда батареяның өшіп қалуына әкелетін бағдарламалық құрал бар.
Өндірушілер олардың аккумуляторлары қауіпсіздікті, ұзақ мерзімділікті және өнімділікті жақсартуға арналған деп мәлімдейді, бірақ бұл жөндеуге жарамдылық есебінен болуы мүмкін, өйткені кепілдік мерзімін қамтитын көптеген өндірушілер (негізгі брендтер мен электронды велосипед брендтері үшін әдетте екі жыл) ауыстыруды тегін ұсынады. немесе жеңілдікпен.батареялар.Электрлік көліктер 8 жылдан 10 жылға дейін немесе 100 000 мильге жетеді).Жөндеуді жақтаушылар, керісінше, алынбалы қыстырғыштар немесе жабысқақ таспалар сияқты қайтымды бекіткіштері бар модульдік конструкциялар міндетті түрде қауіпсіздікке нұқсан келтірмейтінін және жөндеу конструкцияларының пайдасы шығындардан әлдеқайда жоғары екенін айтады.
Еуропалық саясаткерлер адвокаттарды тыңдай бастады.Тамыз айында Еуропалық Одақ батареяларды экологиялық таза етуге бағытталған жаңа ереже қабылдады.Басқа нәрселермен қатар, ол электронды велосипедтерде және басқа да «жеңіл көліктерде» қолданылатын батареяларға, мысалы, электронды мотороллерлерге жеке ұяшық деңгейіне дейін тәуелсіз мамандар қызмет көрсетуін талап ететін ережені қамтиды.Еуропалық электронды велосипед индустриясы қауіпсіздік, аккумуляторды сертификаттау және заңды жауапкершілікке қатысты алаңдаушылыққа байланысты ережеге үзілді-кесілді қарсы шықты және қазір оны қалай орындау керектігімен күресуде.
«Біз қолданыстағы қауіпсіздік ережелерін және біздің жоғары сапа стандарттарын сақтай отырып, жаңа ЕО аккумуляторлық ережелерінің талаптарын қалай қанағаттандыра алатынымызды әлі де қарастырудамыз», - деді электронды велосипед аккумуляторын жасаушы Bosch Grist-ке.Bosch өндірушілердің алдында тұрған қиындықтарды атап өтті.«Қарсы тенденция Америка Құрама Штаттарында байқалуда», онда «электрондық велосипедтердің батареялары мен жүйелері үшін қатаң ережелер мен жоғарырақ стандарттар енгізілуде».
Жақында Федералды тұтынушылар өнімдерінің қауіпсіздігі комиссиясы электронды велосипедтер мен олардың батареяларына қатысты ережелерді қарап жатқанын хабарлады.Бұл жақында электронды велосипед аккумуляторларының өртенуінен кейін жергілікті саясаттың әрекетін талап етті.Жақында Нью-Йорк қалалық кеңесі жөндеушілер кейде жасайтын басқа батареялардың пайдаланылған батареяларынан «литий-иондық батареяларды құрастыруға немесе жөндеуге» тыйым салу үшін өртке қарсы кодексін өзгертті.
Жақында қалада электр көліктерін өндірушілерден өз өнімдерінің аккумуляторлары қауіпсіздікті жақсартуға арналған UL 2271 дизайн стандартына сәйкес сертификатталғанын талап ететін заң қабылданды.Қайта өндірілген аккумуляторлар осы талаптарға сай келеді, - деді өнеркәсіптік және тұтынушылық өнімдер мен материалдардың кең ауқымы үшін қауіпсіздік сертификаттау стандарттарын сынайтын көпұлтты UL Solutions компаниясының тұтынушылық технологиялар жөніндегі жаһандық директоры Ибрагим Джилани.Бір стандарт.Бірақ Гилани жөндеу компаниялары «жөндеуден бұрынғыдай дизайнды сақтауы» керек, соның ішінде аккумуляторлар мен бірдей үлгідегі және үлгідегі электронды компоненттерді пайдалану керек екенін айтты.Аккумуляторларды жөндеу шеберханалары жылына төрт рет UL орнында тексеруден өтуі керек, бұл жылына 5000 доллардан асады, дейді Джилани.*
Электрлік велосипедтермен салыстырғанда, заң шығарушылар EV аккумуляторларын жөндеуде салыстырмалы түрде босаңсыды.Құрама Штаттарда бұл мәселені қарастыратын арнайы заңдар немесе ережелер жоқ.ЕО-ның жаңа аккумуляторлық ережелері электр көліктерінің аккумуляторларын жөндеуге де қатысты емес, тек заң шығарушыларға «осы батареяларды алып тастауға, ауыстыруға және бөлшектеуге болатынын» қамтамасыз ету үшін көлік құралдарының жеке ережелерін жаңартуды ұсынады.
GDV неміс сақтандыру қауымдастығы бұл идеяны «қатты қолдайды», - деді Грист өкілі.Қазан айында топ электромобильдерді жөндеуге салыстырмалы бензинмен жүретін көліктерге қарағанда үштен бір есе қымбат тұратынын анықтаған зерттеу нәтижелерін жариялады, бұл ішінара аккумуляторларды жөндеу немесе ауыстыру құнының жоғары болуымен түсіндірілді.
GDV өкілі Гристке: «Көптеген автоөндірушілер аккумулятор қорабы аздап зақымдалған болса да, аккумуляторды жөндеуге рұқсат бермейді», - деді.Автокөлік өндірушілері кейде көлік апатқа ұшырап, қауіпсіздік жастығы ашылған жағдайда аккумуляторды ауыстыруды шешеді.Екі тәжірибе де «жөндеу шығындарының өсуіне» және сайып келгенде сақтандыру сыйлықақыларының жоғарылауына әкелуі мүмкін, деді баспасөз хатшысы.
Электр көліктерінің аккумуляторларының жөндеуге жарамдылығы туралы жаңа ережелер қиын уақытта келеді.Cox Automotive's Helps компаниясы EV аккумуляторларының дизайнында бір уақытта екі тенденция бар екенін айтты: «Батареяларға техникалық қызмет көрсету өте оңай болады немесе олар оларға мүлдем қызмет көрсете алмайды».
Кейбір батареяларда, мысалы, Volkswagen ID.4 батареяларында Lego стиліндегі модульдер бар, оларды алып тастау және ауыстыру оңай.Жаңа Tesla 4680 батарея жинағы сияқты басқа аккумуляторлық жинақтарда модульдер мүлде жоқ.Оның орнына барлық ұяшықтар бір-біріне жабысып, батарея жинағына бекітіледі.Бұл дизайнды «түзетілмейтін» деп сипаттауға көмектеседі.Зақымдалған батарея жинағы табылса, батареяны толығымен ауыстыру керек.
«Бұл әлі де толығымен қайта өңделетін батарея», - деді Хельс.«Сіз оны жөндей алмайсыз».
Бұл мақаланы бастапқыда климатты, әділеттілікті және шешімдерді қамтитын Grist коммерциялық емес медиа ұйымы жариялады.
Scientific American мыңдаған ғылыми жарияланымдарды (олардың көпшілігін www.springernature.com/us сайтында табуға болады) иеленетін немесе олармен коммерциялық байланыстары бар Springer Nature компаниясының бөлігі болып табылады.Scientific American оқырмандарымызға ғылыми жетістіктер туралы хабарлауда редакциялық тәуелсіздіктің қатаң саясатын ұстанады.
Жіберу уақыты: 26 желтоқсан 2023 ж