Membaiki bateri kereta dan e-basikal menjimatkan wang dan sumber, tetapi masalah menghalang pertumbuhan industri
Rich Benoit menerima panggilan kira-kira tiga kali sehari daripada pemilik Tesla Model S lama yang baterinya mula rosak di kedai keretanya, The Electrified Garage.Bateri yang boleh memberikan jarak ratusan batu secara tiba-tiba hanya boleh bertahan 50 batu apabila dicas.Kenderaan ini selalunya tidak disertakan dengan jaminan, dan penggantian bateri boleh menelan kos melebihi $15,000.
Bagi kebanyakan produk, pembaikan adalah pilihan yang lebih menjimatkan daripada penggantian.Benoit, yang mengendalikan salah satu daripada beberapa kedai pembaikan Tesla bebas di AS, berkata banyak bateri Tesla secara teori boleh dibaiki.Tetapi disebabkan masa dan latihan yang terlibat, kebimbangan keselamatan dan kerumitan pembaikan, Benoit berkata membaiki bateri kereta di kedainya boleh menelan kos sehingga $10,000, lebih banyak daripada yang sanggup dibayar oleh kebanyakan pengguna.Sebaliknya, ramai orang memilih untuk menjual atau membuang kereta lama mereka dan kemudian membeli Tesla serba baharu, katanya.
"[Kereta] hampir seperti barang habis pakai sekarang, seperti TV," kata Benoit.
Pengalaman Benoit menunjukkan masalah yang mula dihadapi oleh pengguna awal kenderaan elektrik dan peranti mikromobiliti elektrik seperti e-basikal dan e-skuter: Kenderaan ini mengandungi bateri yang besar dan mahal yang menjadi tidak mampu dibeli dari semasa ke semasa.Pengilangan semula bateri ini boleh memberikan faedah kemampanan dengan menjimatkan tenaga dan sumber yang sebaliknya akan digunakan untuk membuat bateri baharu.Ini amat penting untuk kenderaan elektrik, yang mengandungi bateri yang sangat besar yang mesti digunakan selama bertahun-tahun untuk mengimbangi pelepasan karbon dioksida yang dijana semasa pengeluarannya.Tetapi banyak kenderaan elektrik dan bateri kenderaan elektrik direka untuk menjadi sukar untuk dibaiki, dan sesetengah pengeluar secara aktif tidak menggalakkan amalan itu, memetik kebimbangan keselamatan.Isu reka bentuk, keperluan keselamatan dan kekurangan alat ganti menyukarkan beberapa mekanik bebas yang ditugaskan untuk menservis kenderaan elektrik atau bateri e-basikal untuk membayar pembaikan.
"Terdapat banyak bateri di dalam tong sampah yang boleh diperbaharui," kata Timothée Rouffignac, yang mengendalikan syarikat pembaikan bateri e-basikal kecil bernama Daurema di Brussels, Belgium.Tetapi "kerana ia tidak dimaksudkan untuk dibaiki, sukar untuk mencari harga yang baik."
Bateri litium-ion dalam telefon pintar mengandungi "sel" yang terdiri daripada anod grafit, katod logam dan elektrolit cecair yang membolehkan ion litium bergerak dari satu sisi ke sisi yang lain, mewujudkan potensi elektrik.Bateri basikal elektrik biasanya mengandungi berpuluh-puluh sel.Sementara itu, bateri kenderaan elektrik boleh mengandungi ratusan hingga ribuan sel individu, yang sering dibungkus ke dalam "modul" dan kemudian digabungkan ke dalam pek bateri.Selain sel dan modul, bateri kenderaan elektrik dan e-basikal selalunya termasuk sistem pengurusan bateri yang memantau kesihatan bateri dan mengawal kadar pengecasan dan nyahcas.
Semua bateri litium-ion merosot dari semasa ke semasa dan akhirnya memerlukan penggantian.Walau bagaimanapun, apabila bateri mengandungi banyak sel individu dan komponen lain, hayatnya kadangkala boleh dilanjutkan melalui pembaikan, proses yang melibatkan mengenal pasti dan menggantikan sel atau modul yang rosak, serta membaiki komponen lain yang rosak, seperti sistem pengurusan bateri yang rosak.Dalam sesetengah kes, hanya satu modul perlu diganti.Menggantikan modul ini, dan bukannya menggantikan keseluruhan bateri, mengurangkan keperluan untuk logam seperti litium, serta pelepasan karbon yang berkaitan dengan menghasilkan bateri gantian (atau kereta baharu).Ini menjadikan pengubahsuaian bateri "ideal untuk ekonomi bulat (sistem yang menjimatkan dan menggunakan semula sumber)," kata Gavin Harper, seorang penyelidik yang mengkaji kemampanan bateri di Universiti Birmingham di UK.
Walaupun ia tidak semestinya murah, anda boleh menjimatkan wang dengan membaiki bateri anda.Biasanya, membaiki bateri EV menelan belanja kira-kira separuh daripada kos bateri baharu.Cox Automotive menganggarkan bahawa sejak ia mula menawarkan perkhidmatan pembaikan bateri EV pada 2014, ia telah menjimatkan lebih daripada 1 gigawatt-jam bateri, cukup untuk menggerakkan kira-kira 17,000 kenderaan elektrik baharu daripada pelupusan pramatang.
"Terdapat banyak sebab mengapa pembaikan lebih menjimatkan kos daripada penggantian," kata Helps kepada Grist.
Tetapi pakar mengatakan pembaikan bateri berbahaya dan tidak boleh dilakukan di rumah atau oleh orang yang pertama kali melakukannya.Jika bateri rosak semasa pembaikan, ia boleh menyebabkan litar pintas, yang boleh mengakibatkan kebakaran atau letupan.Kegagalan memakai sarung tangan voltan tinggi yang sesuai semasa cuba pembaikan boleh mengakibatkan renjatan elektrik.Jika anda tidak tahu apa yang anda lakukan, "anda bermain dengan api," kata John Matna, pemilik kedai pembaikan e-basikal Chattanooga Electric Bike Co. Beliau menyatakan bahawa beberapa bateri basikal elektrik mengandungi "arus yang cukup untuk membunuh seorang."
Ia membantu untuk mengatakan bahawa pemulihan bateri memerlukan sekurang-kurangnya latihan voltan tinggi, pengalaman elektrik, peralatan pelindung diri dan "pemahaman asas tentang seni bina dan cara bateri berfungsi."Mereka yang ingin membaiki bateri EV juga memerlukan peralatan untuk mengangkat kenderaan dari tanah dan mengeluarkan bateri secara fizikal, yang boleh menimbang beribu-ribu paun.
"Sangat sedikit orang yang boleh atau patut mencuba sesuatu seperti ini," kata Benoit.
Tetapi mereka yang mempunyai latihan yang betul sering mengalami kesukaran untuk membaiki kenderaan elektrik atau bateri e-basikal kerana reka bentuk mereka.Banyak bateri e-basikal datang dalam kotak plastik tahan lama yang sukar, jika tidak mustahil, dibuka tanpa merosakkan komponen dalaman.Di dalam bateri e-basikal atau modul bateri EV individu, sel sering digam atau dikimpal bersama, menjadikannya sukar atau mustahil untuk diganti secara individu.Selain itu, seperti laporan 2021 daripada Agensi Alam Sekitar Eropah, sesetengah bateri EV mengandungi perisian yang boleh menyebabkan bateri dimatikan jika terdapat tanda-tanda gangguan.
Pengilang mendakwa bahawa bateri mereka direka untuk meningkatkan keselamatan, ketahanan dan prestasi, tetapi ini mungkin melibatkan kebolehbaikan, kerana banyak pengeluar yang meliputi tempoh jaminan (biasanya dua tahun untuk jenama utama dan jenama e-basikal) menawarkan penggantian secara percuma atau dengan diskaun.bateri.Kenderaan elektrik bertahan 8 hingga 10 tahun atau 100,000 batu).Penyokong pembaikan, sebaliknya, berpendapat bahawa reka bentuk modular dengan pengikat boleh balik seperti klip boleh tanggal atau pita pelekat tidak semestinya menjejaskan keselamatan dan faedah reka bentuk pembaikan jauh melebihi kos.
Ahli politik Eropah mula mendengar peguam bela.Pada bulan Ogos, Kesatuan Eropah menerima pakai peraturan baharu yang bertujuan menjadikan bateri lebih mesra alam.Antara lain, ia termasuk peruntukan yang memerlukan bateri yang digunakan dalam e-basikal dan "kenderaan ringan" lain seperti e-skuter untuk diservis oleh profesional bebas, sehingga ke peringkat sel individu.Industri e-basikal Eropah telah menentang keras peraturan itu kerana kebimbangan tentang keselamatan, pensijilan bateri dan liabiliti undang-undang, dan kini sedang bergelut dengan cara mematuhinya.
"Kami masih melihat bagaimana kami boleh memenuhi keperluan peraturan bateri EU baharu sambil mematuhi peraturan keselamatan yang terpakai dan piawaian kualiti tinggi kami," kata pembuat bateri e-basikal Bosch kepada Grist.Bosch menyatakan cabaran yang dihadapi pengeluar."Trend sebaliknya dilihat di Amerika Syarikat," di mana "peraturan yang lebih ketat dan standard yang lebih tinggi diperkenalkan untuk bateri dan sistem e-basikal."
Malah, Suruhanjaya Keselamatan Produk Pengguna Persekutuan baru-baru ini mengumumkan bahawa ia sedang menyemak peraturan untuk e-basikal dan baterinya.Ia berlaku selepas kejadian kebakaran bateri e-basikal baru-baru ini juga mendorong tindakan dasar tempatan.Majlis Bandaraya New York baru-baru ini menukar kod kebakarannya untuk melarang "pemasangan atau pembaikan bateri lithium-ion" daripada bateri terpakai daripada bateri lain, yang kadangkala dilakukan oleh pembaikan.
Bandar ini juga baru-baru ini meluluskan undang-undang yang menghendaki pengeluar kenderaan elektrik memastikan bateri produk mereka diperakui dengan standard reka bentuk UL 2271, yang bertujuan untuk meningkatkan keselamatan.Bateri yang dikilang semula memenuhi keperluan ini, kata Ibrahim Jilani, pengarah global teknologi pengguna untuk UL Solutions, sebuah syarikat multinasional yang menguji piawaian pensijilan keselamatan untuk pelbagai produk dan bahan industri dan pengguna.Satu Standard.Tetapi Gilani berkata syarikat pembaikan perlu "mengekalkan reka bentuk seperti sebelum pembaikan," termasuk menggunakan bateri dan komponen elektronik daripada pembuatan dan model yang sama.Kedai pembaikan bateri juga mesti menjalani pemeriksaan UL di tapak empat kali setahun, yang akan menelan kos lebih daripada $5,000 setahun, kata Jilani.*
Berbanding dengan basikal elektrik, penggubal undang-undang agak santai tentang membaiki bateri EV.Tiada undang-undang atau peraturan khusus di Amerika Syarikat yang menangani isu ini.Peraturan bateri baharu EU juga tidak menangani pembaikan bateri kenderaan elektrik, tetapi hanya mengesyorkan agar penggubal undang-undang mengemas kini peraturan kenderaan individu "untuk memastikan bateri ini boleh ditanggalkan, diganti dan dibongkar."
Persatuan insurans Jerman GDV "sangat menyokong" idea itu, seorang jurucakap memberitahu Grist.Pada bulan Oktober, kumpulan itu menerbitkan hasil kajian yang mendapati bahawa kenderaan elektrik kos pembaikan satu pertiga lebih tinggi daripada kenderaan berkuasa petrol yang setanding, hasilnya sebahagiannya dijelaskan oleh kos pembaikan atau penggantian bateri yang tinggi.
"Banyak pembuat kereta tidak akan membenarkan pembaikan bateri walaupun kotak bateri rosak sedikit," kata jurucakap GDV kepada Grist.Pengeluar kereta kadangkala memutuskan untuk menggantikan bateri jika kereta itu mengalami kemalangan di mana beg udara digunakan.Kedua-dua amalan "mungkin mengakibatkan peningkatan kos pembaikan" dan akhirnya premium insurans yang lebih tinggi, kata jurucakap itu.
Peraturan baharu mengenai kebolehbaikan bateri kenderaan elektrik datang pada masa kritikal.Cox Automotive's Helps berkata terdapat dua aliran serentak dalam reka bentuk bateri EV: "Bateri sama ada akan menjadi sangat mudah untuk diselenggara atau mereka tidak akan dapat menyelenggaranya sama sekali."
Sesetengah bateri, seperti bateri Volkswagen ID.4, mempunyai modul gaya Lego yang mudah ditanggalkan dan diganti.Pek bateri lain, seperti pek bateri Tesla 4680 baharu, tidak mengandungi modul sama sekali.Sebaliknya, semua sel dilekatkan dan dilekatkan pada pek bateri itu sendiri.Membantu menerangkan reka bentuk ini sebagai "tidak boleh diperbaiki."Jika pek bateri yang rosak ditemui, keseluruhan bateri mesti diganti.
"Ia masih bateri yang boleh dikitar semula sepenuhnya," kata Helps."Anda tidak boleh membetulkannya."
Artikel ini pada asalnya diterbitkan oleh Grist, sebuah organisasi media bukan untung yang meliputi iklim, keadilan dan penyelesaian.
Scientific American ialah sebahagian daripada Springer Nature, yang memiliki atau mempunyai hubungan komersial dengan beribu-ribu penerbitan saintifik (kebanyakannya boleh didapati di www.springernature.com/us).Scientific American mengekalkan dasar kebebasan editorial yang ketat dalam melaporkan kemajuan saintifik kepada pembaca kami.
Masa siaran: Dis-26-2023