Bessere Batterien tanken eine Flut von Elektrorollern in Indien und China

Bessere Batterien tanken eine Flut von Elektrorollern in Indien und China Roller und Motorräder sind in Entwicklungsländern weit verbreitet und für die Elektrifizierung besser geeignet als Limousinen. AP Photo / Mahesh Kumar A.

Bei Elektroautos war 2019 ein großes Jahr. Tesla hat die Produktion seiner Limousine Modell 3 hochgefahrenStartete Audi seine e-Tron Vollelektrisches SUV, enthüllte Porsche das Taycan Sportwagen, und vielleicht der bedeutendste von allen, hat Daimler angekündigt, dass es hat Keine Pläne, Verbrennungsmotoren der nächsten Generation zu entwickeln, sondern wird sich auf die Elektrifizierung konzentrieren.

In den Industrieländern dominieren Autos den Personenverkehr, in den Entwicklungsländern machen jedoch Zweiräder - Motorräder und Motorroller - den größten Anteil aus Mehrheit der Fahrzeuge auf der Straße. China und Indien sind die zwei größte Märkte für Zweiräder, die zu ihren Luftverschmutzungsproblemen beitragen. Über 20% der CO₂-Emissionen und 30% der Partikelemissionen in Indien sind auf Zweiräder zurückzuführen.

Unter den Welt 50 am stärksten verschmutzte Städte, 37 sind in Indien und China. Aus diesem Grund besteht ein dringender Bedarf, diesen Sektor genau zu untersuchen. Aber damit Elektrofahrzeuge zu Massenprodukten werden, müssen sich die Batterien verbessern, und wir haben untersucht, welche Anforderungen dies sind.

Minimale Reichweite

In einem früheres GesprächsstückWir diskutierten einen einfachen Ansatz, um die Energie zu schätzen, die ein Elektrofahrzeug für eine bestimmte Reichweite an Bord haben muss - normalerweise in Form einer Batterie.

In ähnlicher Weise, in a neuestes ForschungspapierWir haben die Batterieanforderungen für elektrische Zweiräder analysiert, um die Kostenanforderungen im Wettbewerb mit benzinbetriebenen Motorrädern und Rollern besser zu verstehen.

Wir haben festgestellt, dass für eine Reichweite von ungefähr 100 Kilometern (60 Meilen) ein Batteriepack von ungefähr 2.5 Kilowattstunden benötigt wird. Dies ist ungefähr achtmal kleiner als der Akku, der zum Fahren der gleichen Reichweite in einer Limousine benötigt wird. Eine Entfernung von 100 km ist die Obergrenze der typischen täglichen Reichweite für Zweiräder, obwohl gasbetriebene Zweiräder mit einer vollen Tankfüllung bis zu 300 km zurücklegen können.

Wenn man den Batteriebedarf von Zweirädern und die prognostizierten Batteriekosten - der andere entscheidende Faktor - kennt, kann man besser einschätzen, wann elektrische Zweiräder mit gasbetriebenen Fahrzeugen konkurrenzfähig sein werden. Dies bedeutet, dass Verbraucher besser einschätzen können, wann elektrisch angetriebene Zweiräder ihren täglichen Fahrbedarf decken.

Die Betrachtung der Kompromisse zwischen verschiedenen Faktoren - Preis, Reichweite der Batterie und Durchschnittsgeschwindigkeit - gibt den Ingenieuren eine Vorstellung davon, wann elektrische Zweiräder eine überzeugendere Alternative zu gasbetriebenen Rollern und Motorrädern darstellen werden.

Die Kostenherausforderung

Bewegen, Ein Fahrzeug muss drei Kräften widerstehen: Widerstand oder Widerstand vom Wind; Reibung von der Straße; und Trägheit oder Widerstand gegen eine Änderung der Geschwindigkeit. Diese Faktoren beeinflussen alle die Energiespeicherkapazität - und damit die Batteriegröße.

In einer elektrischen Limousine oder einem SUV Raum und Gewicht Beschränken Sie die Größe des Akkus. Dies ist jedoch kein Engpass für elektrische Zweiräder, da ihr gesamter Lagerbedarf wesentlich geringer ist, da es sich um kleinere Fahrzeuge handelt und weniger Fracht befördert.

Die spezifische Energie kommerzieller Batterien oder die Menge an Energie, die im Verhältnis zu ihrem Gewicht gespeichert wird, verbessert sich im Allgemeinen. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Reichweite von größere Elektrofahrzeuge. Da der Gesamtenergiebedarf von Zweirädern jedoch geringer ist, führt dieser fortlaufende technische Fortschritt zu einer vernachlässigbaren Erhöhung der Reichweite für einen bestimmten Roller oder ein bestimmtes Motorrad.

Ein Video, das die wachsende Attraktivität elektrischer Zweiräder in China beschreibt.

Natürlich sind auch die Kosten für den Akku von Bedeutung. Der durchschnittliche Verkaufspreis für Zweiräder in Indien beträgt US $ 1,000. Derzeit liegen die Kosten für das Akkupack bei etwa $ 180 / kWh für Märkte mit kleinen Stückzahlen, was dazu führt, dass elektrische Zweiräder nur für den Akkupack fast 500 $ benötigen.

Der allgemeine Trend auf Batteriepreise ist nach unten, mit einer Geschwindigkeit, die nur wenige vorhergesagt haben. Der Preis für Batteriezellen hat die 100 / kWh-Marke in 2018 für volumenstarke Märkte wie Elektrofahrzeuge überschritten, und es wird erwartet, dass sich die Kostensenkungen im nächsten Jahrzehnt fortsetzen.

Elektrische Mikromobilität

In Indien und China gibt es große Anstrengungen, die Einführung elektrischer Zweiräder voranzutreiben. Der Umsatz mit elektrischen Zweirädern erreichte im vergangenen Jahr 40 Millionen Davon entfallen 90% auf China. Indien hat ein Programm namens ins Leben gerufen FAME finanzielle Anreize für 86 verschiedene Modelle von elektrischen Zweirädern zu schaffen.

Mit dem kleinen Akku können elektrische Zweiräder problemlos an einer normalen Steckdose aufgeladen werden. Um diese Aspekte zu untersuchen, haben wir mit dem CEO des Elektro-Scooter-Herstellers zusammengearbeitet Ather Energy und der Hauptberater der indischen Denkfabrik NITI Aayog um das Laden in Indien besser zu verstehen.

Daten von Ather Energy deuten darauf hin, dass die große Mehrheit der Besitzer von Elektro-Zweirädern dazu neigt, zu Hause zu laden. Ein politischer Vorstoß zur Einrichtung von Ladestationen für Wohngebäude, insbesondere in großen Wohngebäuden wie Apartmentkomplexen, würde sich daher positiv auf die Akzeptanz und Nutzung auswirken.

Fortschritte bei der Leistungsmessung von Batterien und Kostensenkungen führen zu einer Revolution der Mikromobilität im Allgemeinen. Neben Elektrorollern entsteht ein Markt für Elektromopeds, Einradroller und Skateboards mit einer Reichweite von jeweils 10-20 Kilometern oder sechs bis 12 Meilen. Fahrzeugfahrten unter sechs Meilen machen etwa 60% der Gesamtfahrten aus; in Bezug auf die zurückgelegten Personenmeilen, sie machen nur etwa 15%Laut einer Analyse von Ark Investment unter Berufung auf Daten der US-Regierung.

Unsere Analyse zeigt, dass es bei der Entwicklung elektrischer Zweiräder drei wichtige Nachteile gibt: Speicherkapazität des Akkus, die sich in Reichweite niederschlägt; die Durchschnittsgeschwindigkeit der Fahrer; und die Kosten pro Kilowattstunde. Elektromotorroller werden bereits von Hunderttausenden von Verbrauchern in Asien gekauft - es gibt sogar eine elektrische Version des Der legendäre indische Roller heißt Bajaj Chetak. Sobald die Hersteller Zweiräder herstellen können, die eine Reichweite von 100 Kilometern zu einem mit gasbetriebenen Fahrzeugen vergleichbaren Preis erreichen, werden sich unseres Erachtens noch mehr Verbraucher für die elektrische Option entscheiden.

Über den Autor

Venkat Viswanathan, außerordentlicher Professor für Maschinenbau, Carnegie Mellon University und Shashank Sripad, Ph.D. Kandidat im Maschinenbau, Carnegie Mellon University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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