Istraživanje: Koji je životni vek baterije u električnim automobilima?

Reč  je o najkritičnijoj i najskupljoj komponenti na električnom vozilu. Na sreću, trebalo bi da bude sposobna da prevali velike distance.

Po mnogim principima, električni automobil je s mehaničkog aspekta jednostavniji od konvencionalno pogonjenog vozila. U elektromotoru imamo daleko manje pokretnih delova nego u benzinskom, a pored toga, elektromobili mahom koriste jednostepenu transmisiju, zaobilazivši upotrebu dvadesetak uobičajenih komponenti, koje se vremenom troše i zahtevaju zamenu.

Jedna od oblasti koja izaziva zabrinutost i dalje je prisutna kada se pogledaju ankete vezane za baterije električnih automobila, a odnosi se na njihov životni vek. U nedavnoj studiji koju je sproveo Cox Automotive, 46 odsto ispitanika je imalo bojazan da će paket paterija trajati 100.000 kilometara ili manje. Naravno, zamena baterije na električnom automobilu je veoma skupa. Primera radi, ona u Chevrolet Boltu EV košta preko 15.000 dolara, i to bez „ruku“.

Međutim, dok će baterija u električnom automobilu na kraju izgubiti sposobnost da se napuni u potpunosti, ona neće otkazati, već će jednostavno vremenom postepeno gubiti na kapacitetu. Tek treba da budemo svedoci slučaja da jedan elektromobil ode na otpad zbog baterija koje su ispustile dušu. Nissan je saopštio da je morao da zameni tek šačicu baterija u Leafu, uprkos tome što ih je prodao na hiljade u proteklih osam godina.

Baterijske osnove

Litijum-jonski paketi baterija koji se koriste za potrebe automobila, slični su onima koje svi imamo u pametnim mobilnim telefonima i laptopovima, samo što je naravno, velika razlika u veličini. One se u velikoj meri razlikuju od teških akumulatora koji se koriste u konvencionalnim automobilima i imaju veću energetsku gustinu od nikl-metal hidridnih baterija. One su takođe, u odnosu na druge baterije, manje sklone gubitku kapaciteta kada se ne koriste. Paketi baterija u električnim automobilima se generalo sastoje od serija povezanih individualnih ćelija, po nekoliko stotina njih, u zavisnosti od modela. Dakle, ne radi se o jednoj masivnoj jedinici.

Kapacitet baterije u električnom automobilu se izražava u kilovat časovima (kWh). U ovom slučaju je više bolje. Kada kupite automobil s baterijom koja poseduje više kilovat časova, isto je kao da kupite vozilo s većim rezervoarom goriva, što znači da ćete moći da prevalite veću distancu bez dodatnog punjenja. Pritom, imajte na umu da sistem menadžmenta električnog automobila sprečava da baterija bude 100 odsto napunjena, odnosno 100 odsto prazna, , da bi se očuvala njena efikasnost i produžio životni vek.

EPA rangira električne automobile u skladu s njihovom energetskom efikasnošću i procenjuje operativnu autonomiju za svaki od njih pri potpuno napunjenoj bateriji. Međutim, kilometraža može da varira. Ukoliko posedujete električni automobil i jednostavno uviđate da ni „ne dobacujete“ do nominalne autonomije, to ne mora da znači da je baterija ozbiljno degradirala.

Za početak, vožnja pri konstantno višim brzinama će zahtevati više energije od „stani-kreni“ vožnje po gradu. To je suprotno onome na šta smo navikli kada je o konvencionalno pogonjenim vozilima reč, koja koriste manje goriva prilikom krstarenja na auto-putu nego  u gustom saobraćaju. Naravno, potrebno je više energije da se pokrene automobil pun putnika i prtljaga nego onaj u kojem se nalazi samo vozač.

Ono što je takođe veoma važno, ekstremne temperature, posebno kada je veoma hladno, mogu negativno da utiču na performanse baterije i njenu sposobnost punjenja. Korišćenje grejanja ili klima uređaja takođe „isisava“ energiju iz baterije. Istraživanje koje je sprovela AAA, utvrdilo je da kada spoljna temperatura padne na -7 stepenih Celzijusa ili niže, a grejanje kabine je u funkciji, prosečna autonomija električnog automobila pada za 41 odsto. Kada živa termometra dostigne 35 stepeni Celzijusa, a klima uređaj je u funkciji, vlasnik može da očekuje da autonomija padne u proseku za 17 odsto.

Trajnost baterije

Mada neki kupci električnih automobila uzimaju produženu garanciju, da bi na taj način ublažili „baterijsku fobiju“, to baš i nije preko potrebno. Baterije u električnim automobilima su pokrivene garancijom od najmanje 8 godina i 160.000 milja, kada govorimo o SAD. Kia daje garanciju na pakete baterija u svojim vozilima od 10 godina, odnosno 160.000 kilometara, dok je Hyundai otišao još dalje sa doživotnom garancijom. Ipak, treba biti oprezan, jer neki proizvođači pokrivaju samo slučaj kada baterija potpuno degradira i ne može da održi bilo kakav kapacitet, što je veoma redak slučaj. Drugi, poput BMW-a, Chevroleta, Nissana, Tesle (Model 3) i Volkswagena, zameniće bateriju ukoliko njen kapacitet padne ispod određenog procentualnog nivoa određenog garancijom, što je obično 60-70 odsto.

Međutim, koliko će vremena proći pre nego što električni automobil izgubili sposobnost da održava pun kapacitet? Kao što je spomenuto prethodno, dok baterije u električnim automobilima imaju tendenciju da postepeno degradiraju sa svakim sledećim ciklusom punjenja i pražnjenja, to je ekstremno spor proces. Primera radi, po podacima koje je sakupila organizacija Plug In America, paket baterija u Tesla Modelu S, izgubi oko pet odsto prvobitnog kapaciteta nakon pređenih prvih 80.000 kilometara, s tim što se od tog momenta stopa degradiranja usporava. Mnogi vlasnici Tesle su prijavili gubitak od samo nekoliko procentnih poena u odnosu na inicijalni kapacitet baterije nakon sedam godina eksploatacije.

S negativne strane, električni automobili koji se koriste u oblastima gde vladaju velike vrućine, verovatno će gubiti kapacitet baterija nešto brže u odnosu na one koji se voze u umerenijim klimatskim pojasima. Ekstremna vrućina je neprijatelj hemije u litijum-jonskim baterijama, što je razlog zašto mnogi električni automobili poseduju sistem hlađenja uz pomoć tečnosti. Takođe, stariji električni automobili, s relativno kraćom autonomijom, mogu da pate od ubrzane degradacije. Razlog je redovno crpljenje većine ili kompletnog kapaciteta, što ima tendenciju da ubrzano degradira bateriju vremenom. Taj problem je u mnogo manjoj meri izražen sa današnjim modelima, posebno onim s produženom autonomijom, koji se poslovično samo dopunjavaju.

Prekomerno korišćenje javnih DC Fast Charging stanica nivoa 3 (one mogu da napune do 80 odsto kapaciteta za samo 30 minuta), takođe može uzeti danak na dugoročne performanse baterije. Naravno, što se ona brže puni, to se generiše viša temperatura, koja, kao što smo već spomenuli, nije njen najbolji prijatej.

Međutim, studija koju je sprovela Idaho National Laboratory, zaključila je da taj efekat nije posebno izražen. INL je testirala dva para identičnih Nissan Leaf modea iz 2012., s tim što je jedan koristio punjenje od 240 V nivoa 2 a drugi isključivo DC javne jedinice nivoa 3. Nakon što je svaki od automobila prešao 80.000 kilometara, razlika u degradaciji baterije se svela na samo četiri odsto.

Dakle, suština je u tome da ukoliko se vodi računa o baterijama, one mogu da traju daleko preko 160.000 kilometara pre nego što autonomija počne da se smanjuje. Consumer Reports procenjuje da je prosečan životni vek paketa baterija oko 320.000 kilometara, što u prevodu znači gotovo 17 godina eksploatacije, ukoliko se godišnje prelazi dvadesetak hiljada kilometara.

Tesla kaže da radi na tehnologiji koja će omogućiti da baterije u elektromobilima traju milion milja, što je verovatno više nego što sam automobil može da izdrži. E, to se onda može nazvati „doživotnom“ komponentom.

AutoRepublika

Priredio: Pavle Barta

(7224)