Прогуливаясь всего несколько кварталов по Нью-Йорку, вы, вероятно, увидите, как мимо проносится электровелосипед.
В последние годы эти транспортные средства набирают популярность, особенно среди курьеров, десятки тысяч которых снуют по улицам Нью-Йорка. Однако наплыв электровелосипедов вызвал волну пожаров, вызванных их аккумуляторами, некоторые из которых оказались смертельными.
Теперь город намерен бороться с этими пожарами с помощью замены батарей. Пилотная программа предоставит небольшому числу курьеров альтернативные варианты питания для их электровелосипедов, включая станции быстрой замены, которые по запросу поставляют полностью заряженные аккумуляторы.
Сторонники утверждают, что программа может заложить основу для нового способа питания малых электрических транспортных средств в городе — удобного и потенциально снижающего риск пожаров. Но путь к пожарной безопасности, вероятно, будет долгим и извилистым, учитывая огромное количество аккумуляторов, интегрируемых в нашу повседневную жизнь, как в электровелосипедах, так и за их пределами.
Решение через замену
Количество пожаров, вызванных аккумуляторами в Нью-Йорке, выросло почти в девять раз с 2019 по 2023 год, согласно репортажу The City. Обеспокоенность по поводу пожаров постоянно растет, и в марте 2023 года мэр Эрик Адамс объявил о плане решения этой проблемы, который включал регулирование электровелосипедов и их аккумуляторов, меры по борьбе с небезопасными практиками зарядки и информационную кампанию для курьеров.
Хотя аккумуляторы могут воспламеняться по ряду причин, многие инциденты, по-видимому, были вызваны тем, что водители электровелосипедов заряжали свои батареи в многоквартирных домах, включая пожар в феврале, в результате которого погиб один человек и пострадали 22.
Самая последняя инициатива города, направленная на решение проблемы зарядки, — это пилотная программа для курьеров, использующих электровелосипеды. В течение шести месяцев 100 водителей будут работать с одной из трех стартапов, которые предложат решение для зарядки, не требующее подключения аккумуляторов в квартирах.
Один из стартапов, Swiftmile, строит станции быстрой зарядки, похожие на велопарковки, которые могут зарядить аккумулятор электровелосипеда в течение двух часов. Две другие участвующие компании, Popwheels и Swobbee, предлагают другое, еще более быстрое решение: замену аккумуляторов. Вместо того чтобы подключать аккумулятор и ждать его зарядки, водитель может заменить разряженный аккумулятор на свежий.
Замена аккумуляторов уже используется для некоторых электромобилей, в основном в Азии. Китайский автопроизводитель Nio управляет сетью станций замены аккумуляторов, которые могут оснастить автомобиль свежей батареей менее чем за три минуты. Gogoro, одна из компаний, отмеченных MIT Technology Review как «Климатические технологические компании 2023 года, за которыми стоит следить», имеет сеть станций замены аккумуляторов для электрических скутеров, способную обрабатывать более 400 000 замен в день.
Концепция должна быть адаптирована для Нью-Йорка и курьеров, говорит Барух Херцфельд, соучредитель и генеральный директор Popwheels. «Но если мы сделаем это правильно, — говорит он, — я думаю, каждый в Нью-Йорке сможет использовать легкие электрические транспортные средства».
Существующие сети замены аккумуляторов, такие как Nio, в основном включали оборудование одной компании, что давало производителю контроль над транспортным средством, аккумулятором и оборудованием для замены. Это связано с тем, что одним из ключей к успешной замене аккумуляторов является общность парка — база многих транспортных средств, которые могут использовать одну и ту же систему.
К счастью, курьеры сформировали нечто вроде де-факто парка в Нью-Йорке, говорит Дэвид Хаммер, соучредитель и президент Popwheels. По оценкам города, около половины из более чем 60 000 городских работников доставки зависят от электровелосипедов, согласно данным Департамента по делам потребителей. Многие из них используют велосипеды марки Arrow, оснащенные съемными аккумуляторами.
Удобство является ключевым фактором для курьеров, работающих по плотному графику. «Для многих людей зарядка аккумулятора, замена аккумулятора — это просто технология. Но для [работников доставки] это их средства к существованию», — говорит Ирен Фигероа-Ортис, советник по политике в Департаменте транспорта Нью-Йорка.
Для пилотного проекта в Нью-Йорке Popwheels строит шкафы для аккумуляторов в нескольких точках города, которые будут включать 16 слотов для зарядки аккумуляторов электровелосипедов. Водители будут открывать дверцу шкафа с помощью мобильного приложения, подключать использованный аккумулятор и брать свежий из другого слота. Основываясь на моделировании компании, каждый шкаф должен поддерживать постоянное использование 40–50 водителями, говорит Хаммер.
«Возможно, это приведет к еще более масштабному видению замены аккумуляторов как части городского будущего, — говорит Хаммер. — Но на данный момент это решает очень реальную и неотложную проблему, с которой сталкиваются курьеры, связанную с тем, как они могут работать полный день, зарабатывать на жизнь и делать это, не подвергая свою жизнь риску из-за пожаров аккумуляторов».
Растущая проблема
Литий-ионные аккумуляторы питают продукцию от ноутбуков и сотовых телефонов до электромобилей, включая автомобили, грузовики и электровелосипеды. Основное преимущество этой аккумуляторной химии — плотность энергии, то есть способность упаковывать много энергии в небольшой контейнер. Но вся эта запасенная энергия также может быть опасной.
Аккумуляторы могут загореться во время зарядки, использования и даже во время хранения. Как правило, пожары возникают, когда температура вокруг аккумулятора поднимается до небезопасного уровня, или если механическая неисправность в аккумуляторе вызывает короткое замыкание, позволяя току течь бесконтрольно. Эти факторы могут запустить опасный процесс, называемый тепловым разгоном.
Большинство аккумуляторов оснащены системой управления батареей для контроля зарядки, что предотвращает скачки температуры и возгорание. Но если эта система выходит из строя или если аккумулятор ее не имеет, зарядка может привести к пожарам, говорит Бен Хофф, руководитель отдела проектирования пожарной безопасности и аппаратного обеспечения в Popwheels.
Некоторые курьеры, посетившие мероприятие по регистрации для участия в пилотной программе зарядки в Нью-Йорке в конце февраля, назвали безопасность причиной, по которой они ищут альтернативные решения для своих аккумуляторов. «Конечно, я беспокоюсь об этом», — сказал на мероприятии Хосе Сармьенто, давний курьер. «Даже когда я сплю, я думаю об аккумуляторе».
Замена аккумуляторов также может стать ключом к более безопасному электрическому транспорту, говорит Хаммер из Popwheels. Компания строго контролирует аккумуляторы, которые она предоставляет водителям, а ее системы мониторинга включают датчики температуры, установленные в зарядных шкафах. Зарядку можно немедленно прекратить, если аккумулятор начинает перегреваться, а система аэрозольного пожаротушения может замедлить возгорание, если оно все же возникнет внутри шкафа.
Аккумуляторы, которые предоставляет Popwheels, также сертифицированы UL, а это означает, что они должны пройти сторонние испытания на безопасность. Нью-Йорк запретил продажу несертифицированных аккумуляторов и электровелосипедов в прошлом году, но многие водители до сих пор ими пользуются, говорит Хаммер.
Некачественные аккумуляторы более склонны вызывать пожары, проблема, которую часто можно проследить до производственного процесса, говорит Майкл Пехт, профессор Мэрилендского университета, изучающий надежность и безопасность электронных устройств.
Производственные мощности для аккумуляторов должны быть такими же чистыми, как операционная в больнице или полупроводниковое производство, объясняет Пехт. Загрязнение пылью и грязью, попадающее в аккумуляторы, со временем может вызвать проблемы, поскольку зарядка и разрядка аккумулятора вызывает небольшие физические изменения. После достаточного количества циклов зарядки даже крошечная пылинка может привести к короткому замыканию, которое вызовет пожар.
Низкое качество производства делает пожары аккумуляторов более вероятными, но жесткий контроль над огромным количеством элементов, производимых ежегодно, является сложной задачей. Крупные производители могут выпускать миллиарды аккумуляторов в год, что делает решение проблемы пожаров аккумуляторов сложным, говорит Пехт: «Я думаю, есть группа, которая хочет простого ответа. На мой взгляд, ответ не так уж прост».
Новые программы, предоставляющие аккумуляторы хорошего качества изготовления и строго контролирующие зарядку, могут снизить опасения по поводу безопасности. Но для реального прогресса потребуется быстрое и резкое масштабирование, наряду с регулированием и постоянной работой с сообществами.
Popwheels потребуется установить сотни своих шкафов для замены аккумуляторов, чтобы обеспечить поддержку значительной части курьеров города. Пилотный проект поможет определить, готовы ли водители использовать новые методы питания для обеспечения своей жизни. Как говорит Хаммер: «Если они не будут использовать это, это не имеет значения».
