Najsłabszym, nomen omen, ogniwem w autach elektrycznych, są ich baterie. Klienci nie są przekonani do długich postojów na ładowarkach, a osoby, kupujące z drugiej ręki, odstraszają starzejące się akumulatory trakcyjne, którym spada zasięg na jednym ładowaniu. Naukowcy postanowili zbadać, jak sposób obchodzenia się z ogniwami wpływa na ich zużycie.
Jak wyglądało badanie akumulatorów?
Eksperyment przeprowadzono na Uniwesytecie Stanforda w Californii. Głównym bohaterem badań były 92 baterie litowo-jonowe, które przypominają konstrukcją te stosowane w samochodach elektrycznych. Przez ponad dwa lata badano różne cykle ładowania i rozładowania, aby przeanalizować różnice w starzeniu się ogniw.
Zastosowano w tym celu kilka scenariuszy. Część zakładała stałą dynamikę rozładowania oraz cykle ładowania, inne przypominały bardziej realistyczne obchodzenie się z akumulatorami – chodziło głównie o szybkie rozładowanie połączone z jazdą stop-and-go, dłuższymi zatrzymaniami czy postojem w nocy. Pojawiło się także nieregularne ładowanie o różnym natężeniu prądu.
Jaki był efekt?
Wyniki nieco zaskoczyły badaczy. Okazuje się bowiem, że wolniejsze zużycie ogniw osiągnięto przy dynamicznym rozładowywaniu akumulatora. Ogniwo woli również krótkie i szybkie rozładowania, związane np. z dynamicznym przyspieszaniem. Z pierwszym wnioskiem wiąże się jeden mały problem – do teraz architektura ogniw trakcyjnych była projektowana tak, aby umożliwić jak największą liczbę płynnych cykli ładowania.
Jak bardzo sposób jazdy może wpłynąć na akumulatory, przy założeniu spadku pojemności akumulatorów do 85% oryginalnej wartości (około 10-15 lat używania)? W przypadku równomiernie rozładowywanej baterii punkt został osiągany po 900 cyklach ładowania, natomiast realistyczny scenariusz, zakładający dynamiczne rozładowywanie się ogniw, osiągał wskazany limit po 1200 ładowaniach.
Jaki zatem scenariusz lubią auta elektryczne?
Podsumowując – wystarczy zmienić nieco sposób obchodzenia się z autem elektrycznym, aby baterie służyły nam dłużej. Badanie częściowo potwierdza jednak, że elektryki czują się najlepiej w warunkach miejskich – wtedy możemy często wprowadzić gwałtowne skoki zużycia prądu przy ruszaniu spod świateł, połączone z postojami pod ładowarką w sklepie czy uzupełnianiem akumulatorów w nocy. Badanie może pomóc także producentom aut w opracowaniu lepszych systemów zarządzania baterią, co jeszcze bardziej poprawi ich żywotność.
Oczywiście warto zapamiętać, że uśredniając zasięg 250 kilometrów na jednym ładowaniu, 1200 cykli przekłada się na osiągnięcie 85% pojemności baterii po ok. 300 tysiącach kilometrów. Niektórzy powiedzieliby żartobliwie, że stare auta, bez względu na to czy były zasilane benzyną czy ropą, dopiero docierały silnik po takiej odległości. Na szczęście branża nie stoi w miejscu i możliwe, że do końca dekady wytrzymałość ogniw ulegnie znacznej poprawie.
No i niewykluczone, że może faktycznie najlepszym, zielonym kierunkiem dla branży będzie miks „elektryki do miasta”, połączony z pojazdami wodorowymi pokroju Toyoty Mirai?
