Vad händer härnäst för elbilen? Trådlös ström, litium-luftbatterier och mer

De första generationens elbilar kom i början av förra seklet och dog ut till stor del för att batterier inte kunde konkurrera med bensintankar. Den andra generationen uppstod till stor del under det senaste decenniet, ledd av Tesla, men även om batterierna har förbättrats avsevärt under det senaste århundradet, är de fortfarande den begränsande faktorn. Samtidigt har ekonomin för bensinbilar också förbättrats avsevärt, vilket ger el hårdare konkurrens än gasslukarna för decennier sedan.

Medan den tredje generationens el kommer att medföra ett antal förbättringar, kommer de viktigaste att ta itu med den akuta frågan om kraft. Det finns ett antal tekniker som, var för sig eller tillsammans, äntligen kan få elfordon att sparka gasdrivna bilar från spelplanen.

Induktiv laddning

Induktiv laddning gör att en enhet – oavsett om det är en smartphone eller en elbil – kan laddas utan fysisk anslutning till en strömkälla. Intressant, Nissan och Infiniti kommer att vara bland de första att erbjuda det, även om Tesla har lett i stort sett alla andra aspekter av elfordon sedan det lanserades 2003. (Detta är särskilt ovanligt eftersom en av de första

demonstrationer av denna teknik på en bil var med en Tesla Roadster, men uppenbarligen utan stort intresse från Tesla.)

Qualcomm har en version av induktiv laddning, kallas Halo, designad för både parkeringsplatser och mellanstatliga motorvägar. Det kräver närhet, men inte kontakt, vilket fortfarande skulle vara en stor förbättring jämfört med att faktiskt koppla in bilen. En del av förbättringen är att enheten kan begravas helt, vilket gör det mycket svårare att vandalisera eller för oerfarna förare att skada. I de flesta fall parkerar du helt enkelt din bil och all ström din bil förbrukar är antingen gratis (som ett incitament för att få dig att parkera där, något ett köpcentrum eller en återförsäljare kan göra) eller så får du en räkning i slutet av månaden för vad du än förbrukad.

Om inte denna teknik installerades på vägar, som Qualcomm marknadsför, skulle den inte lösa problemet batterilivsproblem, men det skulle minska de relaterade problemen, vilket gör laddningen mycket mer transparent och pålitlig. Det kan dock finnas ett problem med motstridiga standarder (ett problem som redan plågar elbilsindustrin) vilket kan innebära att du måste leta efter en parkeringsplats som din bil kommer att fungera med och göra gatulösningar omöjliga. Detta kan vara det som håller Tesla uppe. Just nu har Tesla en unikt inbyggt laddningssystem mycket snabbare än den implementerade standarden, och jag förväntar mig att den vill göra samma sak initialt för induktiva laddare.

Litium-luftbatterier

IBM och andra arbetar på en lovande teknik som heter litiumluft, som närmar sig energitätheten hos en gastank. Det har skett betydande framsteg inom metallurgin under de senaste åren, vilket gör att ett batteri baserat på litium-luft-teknik är livskraftigt inom ett decennium. Om du kan ha samma energikapacitet i ett batteri som bara måste ha samma storlek som en bensintank, och var för att placera den i den massiva batteribanken i en Tesla S, kan du förmodligen ta bilens räckvidd och fyrdubbla Det. Med en räckvidd på 1 000 mil behöver du inte oroa dig mycket för laddare. Mer sannolikt skulle ingenjörer bara använda ett mindre batteri, vilket i slutändan gör bilen lättare och billigare. Tillsammans med vanligare laddare skulle detta vara en game changer för elbilsindustrin och representerar potentialen för energieffektivitet bättre än gas.

Superkondensatorer och ultrakondensatorer

Superkondensatorer och ultrakondensatorer är ett alternativ till batterier som faktiskt redan implementeras i kommersiella fordon. Kondensatorer är solid state, de har en nästan obegränsad cykellivslängd och de kan både ladda och ladda ur tusentals gånger snabbare än ett litiumjonbatteri utan skador. På ett sätt är kondensatorer för vanliga batterier vad flashminne är jämfört med magnetiska hårddiskar. Inledningsvis fungerade blixt mycket bättre, men var mycket dyrare än magnetiska medier. Även iPods hade från början hårddiskar. Men i takt med att blixten sjönk i pris tog den över mer och mer av marknaden, och nu håller magnetiska enheter på att fasas ut.

Tyvärr är kondensatorer fortfarande i början av den övergången. Just nu är de bara fruktansvärt dyra, de tappar laddning med tiden och de har låg energitäthet även jämfört med batterier. Allt detta gör dem till en osannolik lösning på kort sikt, men som flash förväntas priserna sjunka kraftigt bör energitätheten öka, och självurladdningshastigheten (troligen det största problemet) kommer att göra det förbättra. Med tiden och de kunde kringgå batteriproblemet tillsammans. Hur de än är redan används i hybridkonfigurationer, där du kan ladda kondensatorerna snabbt, säg på minuter, sedan laddar de batterierna medan du kör. Det här är en fascinerande teknik som jag inte tror att folk tittar noga på.

Var är nästa Tesla?

Jag syftar inte på Tesla företaget, utan Tesla mannen. Han var fram till sin mystiska och alltför tidiga död (uppenbarligen kopplad till en mystisk dödsstråle), arbetar med sändningskraft. Intel och andra har gjort stora inbrytningar i detta på sistone, men de är fortfarande troligen år ifrån att få detta att fungera med personlig elektronik, och decennier från att få det att fungera med bilar. Men när det väl utvecklats skulle detta ta bort batterier som ett problem för alltid och vi skulle leva i en elektrisk värld. Visst, det finns några hälsoproblem som måste övervinnas: även om tanken på att lysa i mörkret kan vara lite cool, måste vi komma runt "dödsstrålen". Hur som helst tror jag att sändningskraft kommer att förebåda den sista, varaktiga generationen av elfordon. Om vi ​​flyttar till något annat efter det kommer det inte att vara elektriskt, och de flesta av oss kommer troligen inte att finnas där.

Redaktörens rekommendationer

• Vilka olika typer av elbilsladdare finns det?
• VW förhandsgranskar sin nästa elbil i trippy kamouflerad form
• Volvo presenterar den elektriska 2022 C40 Recharge med Android-driven bilteknik
• Se när Sony börjar testa sin Vision-S elbil på europeiska vägar
• CES 2021 och bilar: Vad vi förväntar oss i autonoma bilar, elbilar och mer