Az autók és elektromos kerékpárok akkumulátorainak javítása pénzt és erőforrásokat takarít meg, de a problémák hátráltatják az iparág növekedését
Rich Benoit-t naponta háromszor hívják egy régi Tesla Model S tulajdonosai, akiknek akkumulátora kezdett lemerülni autóboltjában, a The Electrified Garage-ban.Azok az akkumulátorok, amelyek több száz mérföldes hatótávolságot biztosítanak, hirtelen csak 50 mérföldet bírnak ki egy feltöltéssel.Ezekre a járművekre gyakran nem jár garancia, és az akkumulátor cseréje akár 15 000 dollárba is kerülhet.
A legtöbb termék esetében a javítás gazdaságosabb megoldás, mint a csere.Benoit, aki a kevés független Tesla-javítóműhelyek egyikét üzemelteti az Egyesült Államokban, elmondta, hogy sok Tesla-akkumulátor elméletileg javítható.De az idő és a képzés, a biztonsági aggályok és a javítás bonyolultsága miatt Benoit azt mondja, hogy az autó akkumulátorának javítása a műhelyében akár 10 000 dollárba is kerülhet, ami több, mint amennyit a legtöbb fogyasztó hajlandó fizetni.Ehelyett sokan úgy döntenek, hogy eladják vagy leselejtezik régi autóikat, majd vesznek egy vadonatúj Teslát – mondta.
„[Az autó] mára már majdnem olyan, mint egy fogyóeszköz, mint egy tévé” – mondta Benoit.
Benoit tapasztalatai rámutatnak egy olyan problémára, amellyel az elektromos járművek és az elektromos mikromobilitási eszközök, például az e-bike és az e-robogó korai alkalmazói szembesülnek: ezek a járművek nagy, drága akkumulátorokat tartalmaznak, amelyek idővel megfizethetetlenné válnak.Ezeknek az akkumulátoroknak az újragyártása fenntarthatósági előnyökkel járhat azáltal, hogy energiát és erőforrásokat takarít meg, amelyeket egyébként új akkumulátorok gyártására használnának fel.Ez különösen fontos az elektromos járművek esetében, amelyek nagyon nagy akkumulátorokat tartalmaznak, amelyeket évekig kell használni a gyártás során keletkező szén-dioxid-kibocsátás ellensúlyozására.Sok elektromos jármű és elektromos jármű akkumulátora azonban nehezen javítható, és egyes gyártók biztonsági aggályokra hivatkozva aktívan elriasztják ezt a gyakorlatot.A tervezési problémák, a biztonsági követelmények és az alkatrészhiányok megnehezítik az elektromos járművek vagy e-bike akkumulátorok szervizelésével megbízott néhány független szerelő számára a javítások megengedését.
„Sok akkumulátor van a szemetesben, amit fel lehet újítani” – mondja Timothée Rouffignac, aki a Daurema nevű kis elektromos kerékpár-akkumulátor-javító céget vezet Brüsszelben, Belgiumban.De „mivel nem javításra valók, nehéz jó árat találni.”
Az okostelefonok lítium-ion akkumulátorai egy grafit anódból, fém katódból és folyékony elektrolitból álló „cellát” tartalmaznak, amely lehetővé teszi a lítium-ionok egyik oldaláról a másikra való mozgását, elektromos potenciált létrehozva.Az elektromos kerékpár akkumulátorok általában több tucat elemet tartalmaznak.Eközben az elektromos járművek akkumulátorai több száz vagy több ezer egyedi cellát tartalmazhatnak, amelyeket gyakran „modulokba” csomagolnak, majd akkumulátorcsomagokba kombinálnak.A cellákon és modulokon kívül az elektromos járművek és e-bike akkumulátorok gyakran tartalmaznak akkumulátor-kezelő rendszert, amely figyeli az akkumulátor állapotát, és szabályozza a töltési és kisütési sebességet.
Minden lítium-ion akkumulátor idővel leromlik, és idővel cserére szorul.Ha azonban egy akkumulátor sok egyedi cellát és egyéb alkatrészt tartalmaz, élettartama néha meghosszabbítható javítással, amely folyamat magában foglalja a sérült cellák vagy modulok azonosítását és cseréjét, valamint más hibás alkatrészek, például egy hibás akkumulátor-kezelő rendszer javítását.Bizonyos esetekben csak egy modult kell cserélni.A teljes akkumulátor cseréje helyett ennek a modulnak a cseréje csökkenti a fémek, például a lítium szükségességét, valamint a csereakkumulátor (vagy egy új autó) gyártásával kapcsolatos szén-dioxid-kibocsátást.Ez teszi az akkumulátor-felújítást „ideálissá a körkörös gazdaság számára (olyan rendszer, amely megtakarítja és újrafelhasználja az erőforrásokat)” – mondta Gavin Harper, a brit Birminghami Egyetemen az akkumulátorok fenntarthatóságát tanulmányozó kutató.
Bár nem feltétlenül olcsó, pénzt takaríthat meg az akkumulátor javításával.Az elektromos járművek akkumulátorának javítása általában az új akkumulátor árának körülbelül a felébe kerül.A Cox Automotive becslése szerint amióta 2014-ben elkezdte elektromos autóakkumulátor-javítási szolgáltatásokat nyújtani, több mint 1 gigawattóra akkumulátort takarított meg, ami körülbelül 17 000 új, idő előtti ártalmatlanításból származó elektromos jármű ellátásához elegendő.
„Sok oka van annak, hogy a javítás költséghatékonyabb, mint a csere” – mondta Helps Gristnek.
A szakértők azonban azt mondják, hogy az akkumulátorjavítás veszélyes, és nem szabad otthon vagy először végezni.Ha az akkumulátor a javítás során megsérül, az rövidzárlatot okozhat, ami tüzet vagy robbanást okozhat.Ha a javítás során nem visel megfelelő nagyfeszültségű kesztyűt, az áramütést okozhat.Ha nem tudod, mit csinálsz, „a tűzzel játszol” – mondta John Matna, a Chattanooga Electric Bike Co. e-bike javítóműhely tulajdonosa. Megjegyezte, hogy egyes elektromos kerékpár akkumulátorok „elég áramot tartalmaznak ahhoz, hogy megöljenek” egy személy."
Segít azt mondani, hogy az akkumulátor helyreállításához legalább nagyfeszültségű képzésre, elektromos tapasztalatra, egyéni védőfelszerelésekre, valamint „az architektúra és az akkumulátorok működésének alapismeretére van szükség”.Azoknak, akik elektromos járművek akkumulátorait szeretnének javítani, olyan felszerelésre is szükségük van, amely felemeli a járművet a földről, és fizikailag eltávolítja az akkumulátort, amely több ezer fontot is nyomhat.
„Nagyon kevesen tud, vagy meg is kell próbálkoznia ilyesmivel” – mondta Benoit.
De még a megfelelő képzettséggel rendelkezőknek is gyakran nehézséget okoz az elektromos járművek vagy az e-bike akkumulátorok javítása a kialakításuk miatt.Sok e-bike akkumulátor tartós műanyag dobozban kerül forgalomba, amelyet nehéz, ha nem lehetetlen kinyitni anélkül, hogy a belső alkatrészek megsérülnének.Az e-bike akkumulátorokban vagy az egyes elektromos járművek akkumulátormoduljaiban a cellákat gyakran összeragasztják vagy hegesztik, így nehéz vagy lehetetlen egyenként cserélni őket.Ezen túlmenően, amint az Európai Környezetvédelmi Ügynökség 2021-es jelentése rávilágít, egyes elektromos járművek akkumulátorai olyan szoftvert tartalmaznak, amely az akkumulátor leállását okozhatja, ha manipuláció jelei vannak.
A gyártók azt állítják, hogy akkumulátoraikat úgy tervezték, hogy javítsák a biztonságot, a tartósságot és a teljesítményt, de ez a javíthatóság rovására mehet, mivel sok gyártó, amely lefedi a garanciális időszakot (a főbb márkák és e-bike márkák esetében általában két év), ingyenes cserét kínál. vagy kedvezményesen.akkumulátorok.Az elektromos járművek 8-10 évig vagy 100 000 mérföldig bírják).A javítások támogatói ezzel szemben azzal érvelnek, hogy a megfordítható rögzítőelemekkel, például eltávolítható kapcsokkal vagy ragasztószalagokkal ellátott moduláris kialakítások nem feltétlenül veszélyeztetik a biztonságot, és a javítási tervek előnyei messze meghaladják a költségeket.
Az európai politikusok kezdenek hallgatni a szószólókra.Augusztusban az Európai Unió új szabályozást fogadott el, amelynek célja az akkumulátorok környezetbarátabbá tétele.Többek között olyan rendelkezést tartalmaz, amely előírja, hogy az elektromos kerékpárokban és más „könnyű járművekben”, például az e-robogókban használt akkumulátorokat független szakembereknek kell szervizelniük, egészen az egyes cellák szintjéig.Az európai e-bike ipar határozottan ellenezte ezt a szabályt a biztonsággal, az akkumulátorok tanúsításával és a jogi felelősséggel kapcsolatos aggodalmak miatt, és most azon küzd, hogy hogyan tartsa be.
„Még mindig azt vizsgáljuk, hogyan tudunk megfelelni az új EU akkumulátor-szabályozás követelményeinek, miközben betartjuk a vonatkozó biztonsági előírásokat és magas minőségi előírásainkat” – mondta a Bosch e-bike akkumulátorokat gyártó Gristnek.A Bosch felhívta a figyelmet a gyártók előtt álló kihívásokra."Az ellentétes tendencia látható az Egyesült Államokban", ahol "szigorúbb előírásokat és magasabb szabványokat vezetnek be az e-bike akkumulátorokkal és rendszerekkel kapcsolatban".
Valójában a Szövetségi Fogyasztói Termékbiztonsági Bizottság a közelmúltban bejelentette, hogy felülvizsgálja az e-kerékpárokra és azok akkumulátoraira vonatkozó előírásokat.Ez azután történt, hogy a közelmúltban az e-bike akkumulátorok kigyulladása helyi politikai lépésekre is késztetett.A New York-i Városi Tanács a közelmúltban megváltoztatta tűzvédelmi szabályzatát, hogy megtiltja a „lítium-ion akkumulátorok összeszerelését vagy javítását” más akkumulátorokból származó használt akkumulátorokból, amit a javítók néha megtesznek.
A város a közelmúltban olyan jogszabályt is elfogadott, amely előírja az elektromos járművek gyártóinak, hogy termékeik akkumulátorai megfeleljenek az UL 2271 tervezési szabványnak, amelynek célja a biztonság javítása.Az utángyártott akkumulátorok megfelelnek ezeknek a követelményeknek – mondta Ibrahim Jilani, az UL Solutions fogyasztói technológiáért felelős globális igazgatója, egy multinacionális vállalat, amely ipari és fogyasztói termékek és anyagok széles körére teszteli a biztonsági tanúsítási szabványokat.Egy szabvány.Gilani azonban azt mondta, hogy a javító cégeknek „meg kell tartaniuk a javítás előtti kialakítást”, beleértve az azonos gyártmányú és típusú akkumulátorokat és elektronikus alkatrészeket.Az akkumulátorjavító műhelyeknek évente négyszer kell átesnie a helyszíni UL-ellenőrzésen, ami évente több mint 5000 dollárba kerül majd, mondta Jilani.*
Az elektromos kerékpárokhoz képest a törvényhozók viszonylag nyugodtak az elektromos járművek akkumulátorainak javítását illetően.Az Egyesült Államokban nincsenek speciális törvények vagy rendelkezések, amelyek foglalkoznának ezzel a problémával.Az EU akkumulátorokra vonatkozó új szabályai szintén nem foglalkoznak az elektromos járművek akkumulátorainak javításával, hanem egyszerűen azt javasolják a törvényhozóknak, hogy frissítsék az egyes járművekre vonatkozó előírásokat, „hogy biztosítsák az akkumulátorok eltávolítását, cseréjét és szétszerelését”.
A német GDV biztosítószövetség „határozottan támogatja” az ötletet – mondta Gristnek egy szóvivője.A csoport októberben tette közzé egy tanulmány eredményeit, amely szerint az elektromos járművek javítása harmadával többe kerül, mint a hasonló benzinüzemű járműveké, ami részben az akkumulátorok javításának vagy cseréjének magas költségeivel magyarázható.
"Sok autógyártó nem engedélyezi az akkumulátor javítását még akkor sem, ha az akkumulátordoboz enyhén sérült" - mondta a GDV szóvivője Gristnek.Az autógyártók néha úgy döntenek, hogy kicserélik az akkumulátort, ha az autó olyan balesetet szenvedett, amelyben a légzsák kioldódott.Mindkét gyakorlat „megnövekedett javítási költségeket” és végső soron magasabb biztosítási díjakat eredményezhet – mondta a szóvivő.
Az elektromos járművek akkumulátorainak javíthatóságára vonatkozó új szabályozás kritikus időben érkezik.A Cox Automotive's Helps elmondta, hogy az elektromos járművek akkumulátorának tervezésében két párhuzamos trend létezik: „Az akkumulátorok vagy nagyon könnyen karbantarthatók, vagy egyáltalán nem lesznek képesek karbantartani őket.”
Egyes akkumulátorok, például a Volkswagen ID.4 akkumulátorok Lego-stílusú modulokkal rendelkeznek, amelyek könnyen eltávolíthatók és cserélhetők.Más akkumulátorcsomagok, mint például az új Tesla 4680 akkumulátorcsomag, egyáltalán nem tartalmaznak modulokat.Ehelyett az összes cellát összeragasztják, és magához az akkumulátorhoz rögzítik.A Helps ezt a kialakítást „javíthatatlannak” írja le.Ha sérült akkumulátorcsomagot talál, a teljes akkumulátort ki kell cserélni.
„Ez még mindig teljesen újrahasznosítható akkumulátor” – mondta Helps.– Egyszerűen nem tudod megjavítani.
Ezt a cikket eredetileg a Grist, az éghajlattal, az igazságszolgáltatással és a megoldásokkal foglalkozó nonprofit médiaszervezet tette közzé.
A Scientific American a Springer Nature része, amely több ezer tudományos publikáció tulajdonosa vagy kereskedelmi kapcsolata (amelyek közül sok megtalálható a www.springernature.com/us oldalon).A Scientific American szigorú szerkesztői függetlenségi politikát folytat, amikor a tudományos eredményekről tudósít olvasóinkat.
Feladás időpontja: 2023. december 26