Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου περνούν σταδιακά από το στάδιο της ανάπτυξης στην εμπορική εφαρμογή και στον τομέα της αυτοκίνησης.
Η κινεζική Arcfox θα τις χρησιμοποιήσει από το 2027 στα συστήματα χαμηλής τάσης των ηλεκτρικών οχημάτων της, σε μια κίνηση που αναμένεται να ακολουθήσουν και άλλοι κατασκευαστές.
Η κινεζική εταιρεία κατασκευής μπαταριών Xupai θα προμηθεύει την Arcfox με μπαταρίες ιόντων νατρίου για τα συστήματα 12V. Η συμφωνία αφορά τουλάχιστον 200.000 οχήματα, με τον αριθμό να ενδέχεται να αυξηθεί.
- Citroen e-C3 Urban: Προσιτή ηλεκτροκίνηση, από 17.900 ευρώ
- Zeekr 7GT: Πρακτικό shooting brake με επιδόσεις supercar και αυτονομία έως 655 χιλιόμετρα
- Skoda Elroq: Nέα εποχή ηλεκτροκίνησης, με αυτονομία έως 717 χιλιόμετρα
- Nissan Micra: Για πρώτη φορά αποκλειστικά ηλεκτρικό με έως 416 χλμ. αυτονομίας
- MINI Aceman: Ηλεκτρικές επιδόσεις και χαρακτήρας MINI με έως 218 ίππους
Στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, η μπαταρία υψηλής τάσης είναι υπεύθυνη για την κίνηση, όμως ένα ξεχωριστό σύστημα χαμηλής τάσης τροφοδοτεί πολλές από τις ηλεκτρικές λειτουργίες του οχήματος.
Η μπαταρία 12V χρησιμοποιείται, μεταξύ άλλων, για το «ξύπνημα» του αυτοκινήτου πριν ενεργοποιηθεί το σύστημα υψηλής τάσης, τροφοδοτώντας λειτουργίες όπως τα φώτα, τις ηλεκτρικές ρυθμίσεις των καθισμάτων και την κεντρική οθόνη.
Όταν το αυτοκίνητο βρίσκεται σε λειτουργία, λειτουργεί παράλληλα με τον μετατροπέα DC-DC, λειτουργώντας ως αποθηκευτής και εφεδρική πηγή ενέργειας.
Αντοχή σε ακραίες θερμοκρασίες
Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα της χημείας ιόντων νατρίου είναι η αντοχή της σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών.
Σύμφωνα με την Xupai, οι συγκεκριμένες μπαταρίες μπορούν να λειτουργούν από -20 έως 80°C χωρίς ξεχωριστό σύστημα θερμικής διαχείρισης. Αυτό μπορεί να αποτελέσει σημαντικό πλεονέκτημα έναντι των μπαταριών λιθίου που χρησιμοποιούνται σήμερα σε εφαρμογές χαμηλής τάσης.
Η δυνατότητα λειτουργίας χωρίς πρόσθετο σύστημα θερμικής διαχείρισης μπορεί να μειώσει τόσο την πολυπλοκότητα όσο και το κόστος κατασκευής του αυτοκινήτου.
Χαμηλότερο κόστος από τις μπαταρίες λιθίου
Σύμφωνα με την Xupai, οι μπαταρίες υψηλής ισχύος με χημεία λιθίου που χρησιμοποιούνται σε συστήματα χαμηλής τάσης κοστίζουν περίπου 0,12-0,20 δολάρια ανά Wh, ενώ οι αντίστοιχες μπαταρίες ιόντων νατρίου περίπου 0,10 δολάρια/Wh.
Οι μπαταρίες λιθίου που προορίζονται αποκλειστικά για αποθήκευση ενέργειας μπορούν να έχουν ακόμη χαμηλότερο κόστος, όμως δεν προσφέρουν τα χαρακτηριστικά παροχής ισχύος που απαιτούνται στις εφαρμογές χαμηλής τάσης των αυτοκινήτων.
Τα software-defined αυτοκίνητα αυξάνουν τις ανάγκες
Η εξέλιξη των software-defined vehicles (SDV) δημιουργεί αυξανόμενες απαιτήσεις από τα ηλεκτρικά συστήματα χαμηλής τάσης.
Τα σύγχρονα αυτοκίνητα διαθέτουν ολοένα περισσότερες ηλεκτρονικές μονάδες, συστήματα υποβοήθησης οδήγησης, ψηφιακά cockpit, οθόνες και άλλες ηλεκτρικές λειτουργίες. Ως αποτέλεσμα, αυξάνεται η ανάγκη για αξιόπιστη και ισχυρή παροχή ενέργειας στα κυκλώματα χαμηλής τάσης.
Σύμφωνα με τις διαθέσιμες εκτιμήσεις, η παγκόσμια αγορά συστημάτων χαμηλής τάσης για αυτοκίνητα αναμένεται να αυξηθεί από περίπου 2,1 δισ. δολάρια το 2025 σε 2,7 δισ. δολάρια το 2032.
Η μεγαλύτερη υιοθέτηση των ηλεκτρικών συστημάτων αναμένεται επίσης να ενισχύσει τη χρήση αρχιτεκτονικών 48V, οι οποίες μπορούν να παρέχουν περισσότερη ισχύ με χαμηλότερη ένταση ρεύματος. Αυτό επιτρέπει ελαφρύτερη καλωδίωση, μικρότερες ηλεκτρικές απώλειες και μεγαλύτερη δυνατότητα τροφοδοσίας ενεργοβόρων συστημάτων.
Γιατί όχι στις κύριες μπαταρίες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων;
Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου έχουν πλεονεκτήματα σε κόστος, ασφάλεια και συμπεριφορά σε χαμηλές θερμοκρασίες. Ο «ελέφαντας στο δωμάτιο» όμως είναι η ενεργειακή πυκνότητά τους, η οποία παραμένει χαμηλότερη από εκείνη των σύγχρονων μπαταριών ιόντων λιθίου.
Για αυτόν τον λόγο, η συγκεκριμένη τεχνολογία παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον σήμερα για εφαρμογές όπου η ενεργειακή πυκνότητα δεν αποτελεί την απόλυτη προτεραιότητα, όπως τα βοηθητικά συστήματα χαμηλής τάσης.
Η γερμανική εταιρεία μηχανολογίας IAV εκτιμά, μάλιστα, ότι οι μπαταρίες ιόντων νατρίου θα μπορούσαν να καταλάβουν έως και 90% των εφαρμογών χαμηλής τάσης στην αυτοκινητοβιομηχανία μέσα στην επόμενη δεκαετία.
Η συμφωνία Xupai-Arcfox αποτελεί επομένως ένα από τα πρώτα σημαντικά βήματα για την εμπορική αξιοποίηση της τεχνολογίας σε μαζική κλίμακα, ενώ η αυξανόμενη ηλεκτρονική πολυπλοκότητα των αυτοκινήτων δημιουργεί μια αγορά όπου το χαμηλό κόστος, η αντοχή και η αξιόπιστη παροχή ισχύος μπορούν να είναι σημαντικότερα από τη μέγιστη ενεργειακή πυκνότητα.
