Η Audi έφτιαξε τις πιο πυκνές μπαταρίες EV της μέχρι τώρα

Έχει γίνει

περισσότερο από δύο χρόνια

αφού ο πρώην διευθύνων σύμβουλος της Audi, Markus Duesmann, ανακοίνωσε ότι μετά το 2026, η

αυτοκινητοβιομηχανία

θα αναπτύσσει μόνο μοντέλα με μπαταρίες. Το σχέδιο της Audi είναι να έχει περισσότερα από 20 πλήρως ηλεκτρικά μοντέλα στο χαρτοφυλάκιό της έως το 2025. Η αυτοκινητοβιομηχανία έχει ήδη ξεκινήσει σε αυτόν τον δρόμο επενδύοντας περίπου 18 δισεκατομμύρια ευρώ (19 δισεκατομμύρια δολάρια και αλλαγή) στην ηλεκτροκίνηση και τον υβριδισμό.

Στην πορεία, η Audi επιδιώκει την τεχνολογία μπαταριών που βελτιστοποιεί την ενεργειακή απόδοση. Ο κύριος στόχος της για καινοτομία είναι οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης, οι οποίες χρησιμοποιούν στερεούς ηλεκτρολύτες αντί για υγρούς. Η μάρκα σχεδιάζει, αναπτύσσει και ελέγχει τις κυψέλες και τα εξαρτήματα της μπαταρίας μόνη της στο κέντρο δοκιμών μπαταριών της στο Gaimersheim της Γερμανίας. Πρόσφατα άλλαξε τα πακέτα μπαταριών του από την περιέλιξη σε μια διαμόρφωση στοίβαξης, όπου τα κελιά στοιβάζονται τακτοποιημένα, σαν ένα στρώμα κέικ, για να αυξηθεί η συνολική χωρητικότητα.

Περισσότερη χωρητικότητα σημαίνει μεγαλύτερη εμβέλεια. Και η καλύτερη αυτονομία κάνει αυτά τα

οχήματα

πιο εμπορεύσιμα σε μια ανταγωνιστική, αναπτυσσόμενη αγορά. Οποιοδήποτε πλεονέκτημα μεταξύ του σήμερα και της κάποτε στο μέλλον εφαρμογής των μπαταριών στερεάς κατάστασης είναι μια πολυπόθητη θέση.

Ετσι δουλευει.

Η στοίβαξη προσθέτει πυκνότητα, άρα ενέργεια

Η γερμανική μάρκα είναι γνωστή για τα ευέλικτα, κομψά οχήματα που κερδίζουν σταθερά υψηλές επιδόσεις και χειρισμό. Ως μέρος του ομίλου Volkswagen μαζί με την Porsche, ακόμη και τη Lamborghini, η Audi έχει καλή παρέα. Η Audi (μαζί με τις άλλες μάρκες του ομίλου) έχει επιταχύνει τους στόχους της για EV, αναζητώντας τους καλύτερους τρόπους για να πηδήξει μπροστά από τους ανταγωνιστές της και η στοίβαξη μπαταριών είναι το τελευταίο σημάδι προόδου.

[Related:


Why solid state batteries are the next frontier for EV makers


]

Σε νέα ηλεκτρικά οχήματα όπως το Q8 e-

tron

, τα ηλεκτρόδια στις κυψέλες ιόντων λιθίου είναι λεπτά φύλλα που παραδοσιακά τυλίγονται σε μια δομή που ονομάζεται ζελέ, εξήγησε η Audi.

PopSci

. Αυτά τα ρολά ζελέ μπορεί να είναι είτε στρογγυλά για κυλινδρικά κελιά είτε επίπεδα για πρισματικά κελιά. Στα πρισματικά κύτταρα, η χρήση του εσωτερικού όγκου είναι περιορισμένη λόγω των στρογγυλεμένων άκρων.

Με τη στοίβαξη φύλλων ενός ηλεκτροδίου σε μεγαλύτερες στοίβες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί περισσότερος από τον εσωτερικό όγκο του στοιχείου, αυξάνοντας τη χωρητικότητα του στοιχείου. Αυτό επιτρέπει στα ηλεκτρικά οχήματα της Audi να κάνουν καλύτερη χρήση του φυσικού χώρου ανά κυψέλη, όπως συνέβαινε παλαιότερα με την τεχνολογία περιέλιξης.

Φανταστείτε το ως εξής: κατά την περιέλιξη, το υλικό της κυψέλης τυλίγεται γύρω από ένα ρολό και συμπιέζεται μεταξύ τους σε ένα ορθογώνιο κέλυφος. Κατά τη στοίβαξη, τα στρώματα των ηλεκτροδίων υπερτίθενται για να γεμίσουν πλήρως τον ορθογώνιο χώρο, έτσι ώστε η κυψέλη να έχει περίπου 20 τοις εκατό περισσότερο ενεργό υλικό, γεγονός που αυξάνει τη χωρητικότητα. Η συσσώρευση περισσότερων ηλεκτρονίων στο χώρο ισοδυναμεί με τη συνολική βελτιωμένη εμβέλεια. Συνολικά 12 στοιχεία μπαταρίας σχηματίζουν μια μονάδα και 36 μονάδες συνθέτουν ένα σύστημα μπαταρίας, που προστατεύεται από περίβλημα αλουμινίου σε σχήμα κύβου.

Για το Q8 e-tron SUV και το Sportback, οι μηχανικοί της Audi δημιούργησαν ένα πακέτο μπαταριών που αποδίδει περίπου 20 κιλοβατώρες περισσότερη μεικτή χωρητικότητα σε σχέση με τα μοντέλα του 2023. Τώρα, η μπαταρία προσφέρει 114 kWh αντί για 95 kWh στην προηγούμενη τεχνολογία μπαταρίας. Και απίστευτα, δεν καταλαμβάνει περισσότερο χώρο από την παλιά μπαταρία. Ως αποτέλεσμα, οι κάτοχοι e-tron Q8 του 2024 μπορούν να αποκτήσουν 30 τοις εκατό μεγαλύτερη εμβέλεια. Το Q8 Sportback S-Line e-tron με το πακέτο ultra κάνει 300 περισσότερα μίλια. Ακόμη και το τυπικό SUV Q8 e-tron είναι καλό για 285 μίλια (296 για το Sportback), επομένως είναι αρκετά κοντά.

Το

μοντέλο

του 2023 εξυπηρετούσε μια εκτιμώμενη αυτονομία 222 μιλίων για το τυπικό SUV και 218 μίλια σε μορφή Sportback. Για το Q8 e-tron 2024, η EPA εκτιμά ότι είναι καλό για 285 μίλια για το SUV και 296 μίλια για το μοντέλο Sportback. Ένα προαιρετικό πακέτο Ultra, διαθέσιμο μόνο με το Sportback, διαθέτει μικρότερο πακέτο τροχών και ελαστικών με ελαστικό χαμηλής αντίστασης κύλισης και επαναρυθμισμένη ανάρτηση που του δίνει χαμηλότερο ύψος οδήγησης για πρόσθετη απόδοση, και αυτή η ρύθμιση προσφέρει τη μαγική εκτίμηση EPA των 300 μιλίων .

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα στη στοίβαξη

Όπως οι περισσότερες νέες τεχνολογίες, υπάρχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη, λέει η Audi. Το πλεονέκτημα αυτής της νέας μεθόδου στοίβαξης επιτρέπει την εφαρμογή πιο ενεργού υλικού σε κυψέλες ιόντων λιθίου, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη χωρητικότητα, ενέργεια και ισχύς. Το μειονέκτημα είναι η πιο αργή διαδικασία παρ

αγωγή

ς, με αποτέλεσμα υψηλότερο κόστος.

Τελικά, η Audi επέλεξε να δώσει προτεραιότητα στα πλεονεκτήματα έναντι των μειονεκτημάτων, ένας εκπρόσωπος της μάρκας που μοιράζεται

PopSci

.

Οι τεχνικοί κυψελών της Audi είχαν διπλό στόχο να συσσωρεύσουν όσο το δυνατόν περισσότερη ενέργεια στη στοίβα, ενώ εξακολουθούσαν να έχουν τη δυνατότητα να την επαναφορτίζουν όσο το δυνατόν γρηγορότερα. Ωστόσο, η μεγαλύτερη πυκνότητα απαιτεί περισσότερο χρόνο για φόρτιση σε σύγκριση με προηγούμενες, λιγότερο πυκνές μπαταρίες. Αυτό το τελευταίο επίτευγμα συνοδεύεται επίσης από μια πλευρά της βελτιωμένης χημείας της μπαταρίας που η Audi λέει ότι έχει καλύτερη καμπύλη φόρτισης, η οποία της επιτρέπει να διατηρεί υψηλότερους ρυθμούς φόρτισης για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Στο χώρο δοκιμών μπαταριών της στο Gaimersheim, η Audi διαθέτει επίσης μια κατασκευαστική εγκατάσταση για πρωτότυπες μπαταρίες. Εδώ, οι εργαζόμενοι κατασκευάζουν τις μπαταρίες υψηλής τάσης από την αρχή μέχρι την παραγωγή πριν από τη σειρά. Ο στόχος για την επόμενη επανάληψη θα περιλαμβάνει μεγαλύτερη ενσωμάτωση των κυψελών στο πακέτο μπαταριών, μείωση των γενικών εξόδων, βελτιστοποίηση του σχεδιασμού της μπαταρίας και αύξηση της συνολικής απόδοσης του οχήματος με τις πιο πρόσφατες τεχνολογίες κυψελών.