電動汽車充電技術(shù)與電池循環(huán)壽命助力電動汽車革命

“希望在一年內(nèi)，我們能夠開始生產(chǎn)電動汽車?！边@是亨利·福特在 1914 年接受《紐約時(shí)報(bào)》采訪時(shí)所說的話。福特汽車公司在 1908 年推出了汽油驅(qū)動的T型車。然而，與托馬斯·愛迪生的友誼促使福特制定了下一個(gè)宏偉計(jì)劃：推廣電動汽車（EVs）。電動汽車自19世紀(jì)以來就已經(jīng)存在了。甚至連福特的妻子克拉拉也更喜歡駕駛福特的底特律電動車。但這個(gè)想法并沒有流行起來，福特遇到了現(xiàn)代汽車制造商同樣的問題：設(shè)計(jì)一種能夠“在無需充電的情況下行駛長距離”的電池。在福特嘗試之后的一個(gè)多世紀(jì)，電動汽車終于迎來了屬于自己的時(shí)刻，并且由于能源和材料的進(jìn)步，這一次，電動汽車的發(fā)展將勢不可擋。人類活動對氣候的影響已經(jīng)到了一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，全球28%的溫室氣體排放來自交通運(yùn)輸。事實(shí)上，一輛普通汽車每年會向大氣中排放4.6公噸二氧化碳。環(huán)境后果已經(jīng)使天平從化石燃料向電動汽車傾斜。汽車制造商正在以極快的速度生產(chǎn)電動汽車，白宮最近宣布了一項(xiàng)任務(wù)，確保到2030年，50%的汽車銷售是電動汽車。但在電動汽車成為道路上的主要車型之前，仍有一些障礙需要克服。首先，可靠的充電站分布不足，美國每25輛電動汽車才配備一個(gè)公共充電端口，且最低充電時(shí)間約為20分鐘。然后是放棄汽油動力汽車，轉(zhuǎn)而使用鋰離子電池驅(qū)動汽車的權(quán)衡，因?yàn)殇囯x子電池會耗盡地球的礦產(chǎn)資源，并且其開采方式對環(huán)境造成破壞。這些障礙正是富有遠(yuǎn)見的企業(yè)家和創(chuàng)新者看到的機(jī)會，他們希望通過這些機(jī)會來改變汽車行業(yè)，并最終加速電動汽車的廣泛采用。

強(qiáng)化電動汽車充電技術(shù)以吸引買家

根據(jù)皮尤研究中心的數(shù)據(jù)，美國一半的購車者不太可能購買電動汽車。原因之一就是不知道在路上去哪里充電。電動汽車充電站尚未趕上加油站：全國共有14.1萬個(gè)充電站，而加油站則有16.8萬個(gè)（每個(gè)加油站有6到12個(gè)加油泵），這進(jìn)一步強(qiáng)化了人們對汽油動力汽車的依賴。但聯(lián)邦政府正在投資建設(shè)50萬個(gè)電動汽車充電樁，并規(guī)定充電站的正常運(yùn)行時(shí)間需達(dá)到97%——即用戶到達(dá)充電站、插入充電器并成功為車輛充電的時(shí)間比例。然而，加州大學(xué)伯克利分校最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，僅在電動汽車的熱門地區(qū)——舊金山灣區(qū)，就有27%的充電端口無法正常工作，甚至根本無法使用。

ChargerHelp!是由Kameale Terry和Evette Ellis創(chuàng)建的，旨在為電氣化基礎(chǔ)設(shè)施鋪平道路?！拔覀兛吹搅顺潆娬镜闹圃欤晃覀兛吹搅顺潆娬镜牟渴?；我們看到了充電站的安裝，”ChargerHelp!學(xué)習(xí)與發(fā)展高級副總裁Kianna Scott說，“安裝完成后，運(yùn)營和維護(hù)方面存在一個(gè)巨大的缺口?！弊鳛锳utodesk基金會“工作與繁榮”組合的一部分，這家初創(chuàng)公司為充電地點(diǎn)提供可靠性即服務(wù)（RaaS）。充電站運(yùn)營商可以與ChargerHelp!簽訂合同，讓電動汽車供電設(shè)備（EVSE）可靠性技術(shù)人員使用ChargerHelp!的Empwr應(yīng)用程序在移動設(shè)備上重新啟動軟件。

在成立的頭三年里，ChargerHelp!已經(jīng)與充電站進(jìn)行了1.8萬次接觸，從而了解到機(jī)器故障的原因?！皵?shù)據(jù)始終表明，大約96%的情況下，問題出在軟件上，”Scott說，并指出這些分析“減少了技術(shù)人員在現(xiàn)場的時(shí)間，從而有助于實(shí)現(xiàn)97%的正常運(yùn)行時(shí)間?！?/p>

然而，這種高科技的現(xiàn)場工作需要一種許多人尚未掌握的全新技能集?！斑@是一個(gè)需要親臨現(xiàn)場、親手操作機(jī)器的實(shí)地工作職位，”Scott說?！暗蚕笳髦覀冋幱诘霓D(zhuǎn)型過程。你仍然需要螺絲刀；你仍然需要扭矩扳手，可能還需要萬用表。你仍然需要了解一些軟件?！?/p>

盡管ChargerHelp!主要是一家致力于更可持續(xù)汽車行業(yè)的科技公司，但它抓住了這個(gè)獨(dú)特的機(jī)會，為綠色經(jīng)濟(jì)提升人們的技能?！斑@場能源轉(zhuǎn)型實(shí)際上是一場人的轉(zhuǎn)型，”Scott說?！耙?yàn)闆]有用于運(yùn)營和維護(hù)的勞動力，我們不得不培訓(xùn)人員。我們并沒有打算這么做，但這是一次令人驚嘆的嘗試，也是我們真正圍繞其創(chuàng)建愿景和使命的事情。”該公司使命的一部分是確保下一代勞動力更加多元化和包容?！癈hargerHelp!由兩位非裔美國女性經(jīng)營，一個(gè)來自康普頓，一個(gè)來自洛杉磯南中央?yún)^(qū)，這并不是什么秘密，”Scott說。“這些地方本身并不意味著機(jī)會?！?/p>

該公司與勞動力發(fā)展機(jī)構(gòu)合作，為在技術(shù)領(lǐng)域通常被忽視的人群提供再技能培訓(xùn)。ChargerHelp!開發(fā)了一套開創(chuàng)性的課程，汽車工程師學(xué)會（SAE）已將其采納為培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)，并旨在快速讓技術(shù)人員進(jìn)入現(xiàn)場。它正在為人們提供支持電動汽車大規(guī)模采用的技能，同時(shí)也為個(gè)人在這一新的可持續(xù)世界中提供有生活工資的職業(yè)發(fā)展機(jī)會?！?/p>

ChargerHelp!希望繼續(xù)支持人們在電動汽車大規(guī)模采用中所需的信心，”Scott說?！暗覀冋娴姆浅Ｖ匾暎覀兿Ｍ谶@個(gè)領(lǐng)域幫助人們學(xué)習(xí)、成長和提升技能，并賦予他們在氣候修正中發(fā)揮同等影響力的權(quán)力?！?/p>

通過循環(huán)電池技術(shù)推動汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

和大多數(shù)積極的進(jìn)展一樣，汽車行業(yè)向電氣化的轉(zhuǎn)型也伴隨著權(quán)衡。盡管電動汽車減少了溫室氣體排放，但生產(chǎn)它們需要大量的關(guān)鍵資源。電動汽車的制造所需的礦物質(zhì)是傳統(tǒng)汽車的六倍，到2035年，為滿足日益增長的需求，將需要新建300座礦山。

鋰離子電池需要鋰、鎳、鈷、錳和石墨。當(dāng)它們到達(dá)生命周期的盡頭時(shí)，95%的電池被丟棄，這些有價(jià)值的資源也隨之而去。事實(shí)上，到2030年，將有超過1,500萬噸的電池被丟棄，其中的金屬價(jià)值超過180億美元。隨著汽車行業(yè)電氣化的加速推進(jìn)，這些薄弱環(huán)節(jié)正是Nth Cycle看到的機(jī)會，他們可以借此創(chuàng)造資源的循環(huán)利用以及更好的提取方式。

“Nth Cycle與市場上的傳統(tǒng)電池回收商不同，原因有兩個(gè)：我們的分散化商業(yè)模式是關(guān)于與礦商合作，尋找原料所在地，以及我們使用的‘電提取’技術(shù)正在現(xiàn)代化金屬精煉的方式，”Nth Cycle公關(guān)主管Colin Mahoney說，“這使得Nth Cycle能夠與礦商合作，在他們的場地進(jìn)行共址，以確保市場上供應(yīng)的更高純度產(chǎn)品，減少對環(huán)境生產(chǎn)更多資源的依賴。它還為回收商提供了最有效的方式，用于在電池的使用壽命結(jié)束時(shí)精煉金屬，因?yàn)槲覀儾皇菍U舊材料運(yùn)往全球各地進(jìn)行熔煉，而是為國內(nèi)和本地精煉創(chuàng)造了解決方案。在這兩種情況下，通過我們的模塊化資產(chǎn)——牡蠣（Oyster），可以節(jié)省大量的溫室氣體排放?！?/p>

牡蠣（Oyster）可以從手機(jī)、磁鐵和電動汽車電池等原料中靶向提取、回收和精煉特定金屬。其核心技術(shù)由Autodesk Fusion設(shè)計(jì)，僅使用電力和水，其精煉排放量比傳統(tǒng)采礦低92%，比當(dāng)前回收方法低44%。Nth Cycle不僅在俄亥俄州費(fèi)爾菲爾德?lián)碛凶约旱莫?dú)立生產(chǎn)中心，而且由于其模塊化系統(tǒng)的物理占地面積較小（大約2,000平方英尺），它可以輕松安裝在電池制造工廠內(nèi)，用于提取和回收金屬?！拔覀兊纳虡I(yè)模式將與礦商、廢品回收商和原始設(shè)備制造商（OEM）合作，滿足他們的金屬精煉需求，確保他們擁有可持續(xù)的解決方案，”Nth Cycle市場營銷主管Erika Gammon說，“我們的創(chuàng)新設(shè)計(jì)具有快速處理時(shí)間、小占地面積和高回收率的特點(diǎn)，專注于減少浪費(fèi)和自動生成消耗品?！彼€使價(jià)值180億美元的礦物質(zhì)不進(jìn)入垃圾填埋場，而是持續(xù)循環(huán)利用。

憑借其發(fā)明，Nth Cycle成為美國首家生產(chǎn)混合氫氧化物沉淀物（MHP）的公司。這是一種鎳產(chǎn)品，是國產(chǎn)電動汽車電池的必要成分。大多數(shù)MHP來自海外，其純度水平參差不齊，而Nth Cycle的MHP鎳濃度接近90%。

擁有一個(gè)可靠、本地的MHP來源，為即將到來的電動汽車熱潮創(chuàng)造了更強(qiáng)大的供應(yīng)鏈。這同樣符合汽車制造商的利益。2022年的《通脹削減法案》要求加大對國內(nèi)清潔能源的投資，到2029年，汽車制造商必須從國內(nèi)來源獲取100%的電動汽車電池組件。Nth Cycle的技術(shù)將確保這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?！半S著越來越多的法規(guī)付諸實(shí)施，隨著汽車行業(yè)對金屬供應(yīng)的需求不斷增加，我們看到Nth Cycle在他們的循環(huán)經(jīng)濟(jì)中將發(fā)揮更大的作用，”Gammon說。

清潔能源轉(zhuǎn)型終于在汽車行業(yè)站穩(wěn)了腳跟，這已經(jīng)期待已久。交通是實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和減少環(huán)境碳排放的關(guān)鍵因素。像Nth Cycle和ChargerHelp!這樣的公司正在為這個(gè)電氣化的未來鋪平道路，并且正在構(gòu)建勞動力以確保這一未來的發(fā)展。