電動汽車充電技術與電池循環壽命助力電動汽車革命
“希望在一年內,我們能夠開始生產電動汽車。”這是亨利·福特在 1914 年接受《紐約時報》采訪時所說的話。福特汽車公司在 1908 年推出了汽油驅動的T型車。然而,與托馬斯·愛迪生的友誼促使福特制定了下一個宏偉計劃:推廣電動汽車(EVs)。電動汽車自19世紀以來就已經存在了。甚至連福特的妻子克拉拉也更喜歡駕駛福特的底特律電動車。但這個想法并沒有流行起來,福特遇到了現代汽車制造商同樣的問題:設計一種能夠“在無需充電的情況下行駛長距離”的電池。在福特嘗試之后的一個多世紀,電動汽車終于迎來了屬于自己的時刻,并且由于能源和材料的進步,這一次,電動汽車的發展將勢不可擋。人類活動對氣候的影響已經到了一個關鍵時刻,全球28%的溫室氣體排放來自交通運輸。事實上,一輛普通汽車每年會向大氣中排放4.6公噸二氧化碳。環境后果已經使天平從化石燃料向電動汽車傾斜。汽車制造商正在以極快的速度生產電動汽車,白宮最近宣布了一項任務,確保到2030年,50%的汽車銷售是電動汽車。但在電動汽車成為道路上的主要車型之前,仍有一些障礙需要克服。首先,可靠的充電站分布不足,美國每25輛電動汽車才配備一個公共充電端口,且最低充電時間約為20分鐘。然后是放棄汽油動力汽車,轉而使用鋰離子電池驅動汽車的權衡,因為鋰離子電池會耗盡地球的礦產資源,并且其開采方式對環境造成破壞。這些障礙正是富有遠見的企業家和創新者看到的機會,他們希望通過這些機會來改變汽車行業,并最終加速電動汽車的廣泛采用。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/202503/468447.htm強化電動汽車充電技術以吸引買家
根據皮尤研究中心的數據,美國一半的購車者不太可能購買電動汽車。原因之一就是不知道在路上去哪里充電。電動汽車充電站尚未趕上加油站:全國共有14.1萬個充電站,而加油站則有16.8萬個(每個加油站有6到12個加油泵),這進一步強化了人們對汽油動力汽車的依賴。但聯邦政府正在投資建設50萬個電動汽車充電樁,并規定充電站的正常運行時間需達到97%——即用戶到達充電站、插入充電器并成功為車輛充電的時間比例。然而,加州大學伯克利分校最近的一項研究發現,僅在電動汽車的熱門地區——舊金山灣區,就有27%的充電端口無法正常工作,甚至根本無法使用。
ChargerHelp!是由Kameale Terry和Evette Ellis創建的,旨在為電氣化基礎設施鋪平道路。“我們看到了充電站的制造;我們看到了充電站的部署;我們看到了充電站的安裝,”ChargerHelp!學習與發展高級副總裁Kianna Scott說,“安裝完成后,運營和維護方面存在一個巨大的缺口。”作為Autodesk基金會“工作與繁榮”組合的一部分,這家初創公司為充電地點提供可靠性即服務(RaaS)。充電站運營商可以與ChargerHelp!簽訂合同,讓電動汽車供電設備(EVSE)可靠性技術人員使用ChargerHelp!的Empwr應用程序在移動設備上重新啟動軟件。
在成立的頭三年里,ChargerHelp!已經與充電站進行了1.8萬次接觸,從而了解到機器故障的原因。“數據始終表明,大約96%的情況下,問題出在軟件上,”Scott說,并指出這些分析“減少了技術人員在現場的時間,從而有助于實現97%的正常運行時間。”
然而,這種高科技的現場工作需要一種許多人尚未掌握的全新技能集。“這是一個需要親臨現場、親手操作機器的實地工作職位,”Scott說。“但它也象征著我們正處于的轉型過程。你仍然需要螺絲刀;你仍然需要扭矩扳手,可能還需要萬用表。你仍然需要了解一些軟件。”
盡管ChargerHelp!主要是一家致力于更可持續汽車行業的科技公司,但它抓住了這個獨特的機會,為綠色經濟提升人們的技能。“這場能源轉型實際上是一場人的轉型,”Scott說。“因為沒有用于運營和維護的勞動力,我們不得不培訓人員。我們并沒有打算這么做,但這是一次令人驚嘆的嘗試,也是我們真正圍繞其創建愿景和使命的事情。”該公司使命的一部分是確保下一代勞動力更加多元化和包容。“ChargerHelp!由兩位非裔美國女性經營,一個來自康普頓,一個來自洛杉磯南中央區,這并不是什么秘密,”Scott說。“這些地方本身并不意味著機會。”
該公司與勞動力發展機構合作,為在技術領域通常被忽視的人群提供再技能培訓。ChargerHelp!開發了一套開創性的課程,汽車工程師學會(SAE)已將其采納為培訓標準,并旨在快速讓技術人員進入現場。它正在為人們提供支持電動汽車大規模采用的技能,同時也為個人在這一新的可持續世界中提供有生活工資的職業發展機會。“
ChargerHelp!希望繼續支持人們在電動汽車大規模采用中所需的信心,”Scott說。“但我們真的非常重視,我們希望在這個領域幫助人們學習、成長和提升技能,并賦予他們在氣候修正中發揮同等影響力的權力。”
通過循環電池技術推動汽車行業的可持續發展
和大多數積極的進展一樣,汽車行業向電氣化的轉型也伴隨著權衡。盡管電動汽車減少了溫室氣體排放,但生產它們需要大量的關鍵資源。電動汽車的制造所需的礦物質是傳統汽車的六倍,到2035年,為滿足日益增長的需求,將需要新建300座礦山。
鋰離子電池需要鋰、鎳、鈷、錳和石墨。當它們到達生命周期的盡頭時,95%的電池被丟棄,這些有價值的資源也隨之而去。事實上,到2030年,將有超過1,500萬噸的電池被丟棄,其中的金屬價值超過180億美元。隨著汽車行業電氣化的加速推進,這些薄弱環節正是Nth Cycle看到的機會,他們可以借此創造資源的循環利用以及更好的提取方式。
“Nth Cycle與市場上的傳統電池回收商不同,原因有兩個:我們的分散化商業模式是關于與礦商合作,尋找原料所在地,以及我們使用的‘電提取’技術正在現代化金屬精煉的方式,”Nth Cycle公關主管Colin Mahoney說,“這使得Nth Cycle能夠與礦商合作,在他們的場地進行共址,以確保市場上供應的更高純度產品,減少對環境生產更多資源的依賴。它還為回收商提供了最有效的方式,用于在電池的使用壽命結束時精煉金屬,因為我們不是將廢舊材料運往全球各地進行熔煉,而是為國內和本地精煉創造了解決方案。在這兩種情況下,通過我們的模塊化資產——牡蠣(Oyster),可以節省大量的溫室氣體排放。”
牡蠣(Oyster)可以從手機、磁鐵和電動汽車電池等原料中靶向提取、回收和精煉特定金屬。其核心技術由Autodesk Fusion設計,僅使用電力和水,其精煉排放量比傳統采礦低92%,比當前回收方法低44%。Nth Cycle不僅在俄亥俄州費爾菲爾德擁有自己的獨立生產中心,而且由于其模塊化系統的物理占地面積較小(大約2,000平方英尺),它可以輕松安裝在電池制造工廠內,用于提取和回收金屬。“我們的商業模式將與礦商、廢品回收商和原始設備制造商(OEM)合作,滿足他們的金屬精煉需求,確保他們擁有可持續的解決方案,”Nth Cycle市場營銷主管Erika Gammon說,“我們的創新設計具有快速處理時間、小占地面積和高回收率的特點,專注于減少浪費和自動生成消耗品。”它還使價值180億美元的礦物質不進入垃圾填埋場,而是持續循環利用。
憑借其發明,Nth Cycle成為美國首家生產混合氫氧化物沉淀物(MHP)的公司。這是一種鎳產品,是國產電動汽車電池的必要成分。大多數MHP來自海外,其純度水平參差不齊,而Nth Cycle的MHP鎳濃度接近90%。
擁有一個可靠、本地的MHP來源,為即將到來的電動汽車熱潮創造了更強大的供應鏈。這同樣符合汽車制造商的利益。2022年的《通脹削減法案》要求加大對國內清潔能源的投資,到2029年,汽車制造商必須從國內來源獲取100%的電動汽車電池組件。Nth Cycle的技術將確保這一目標的實現。“隨著越來越多的法規付諸實施,隨著汽車行業對金屬供應的需求不斷增加,我們看到Nth Cycle在他們的循環經濟中將發揮更大的作用,”Gammon說。
清潔能源轉型終于在汽車行業站穩了腳跟,這已經期待已久。交通是實現全球可持續發展目標和減少環境碳排放的關鍵因素。像Nth Cycle和ChargerHelp!這樣的公司正在為這個電氣化的未來鋪平道路,并且正在構建勞動力以確保這一未來的發展。
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