ŻYWOTNOŚĆ BATERII W SAMOCHODACH ELEKTRYCZNYCH

O BATERIACH SAMOCHODÓW ELEKTRYCZNYCH SŁÓW KILKA

Na polskich drogach coraz częściej można spotkać różne modele pojazdów z charakterystycznymi, zielonymi tablicami rejestracyjnymi, które jednoznacznie wskazują, że dane auto dysponuje całkowicie bezemisyjnym napędem elektrycznym. Wiele osób rozważających zakup auta z napędem elektrycznym ma wątpliwości w kwestii żywotności baterii trakcyjnej takiego samochodu. Przypomnijmy – bateria auta elektrycznego jest kluczowym elementem, takim jak bak paliwowy auta spalinowego – dostarcza ona energii elektrycznym komponentom napędowym pojazdu ładowanego prądem. Nic zatem dziwnego, że kwestia jej żywotności rozpala internetowe dyskusje pasjonatów elektromobilności.

Obecnie, praktycznie we wszystkich seryjnie produkowanych samochodach elektrycznych wykorzystuje się baterie, czy też zespoły akumulatorów trakcyjnych zbudowane w oparciu o ogniwa litowo-jonowe. Baterie litowo-jonowe są nam już dość dobrze znane, są powszechnie stosowane nie tylko w elektromobilności, ale w sprzęcie mobilnym, czy elektronice użytkowej. Pierwsze tego typu baterie trafiały do elektroniki użytkowej, a konkretnie kamer cyfrowych firmy Sony w 1991 roku. Od tamtej pory obserwujemy postęp tej technologii w różnych gałęziach gospodarki – także w elektromobilności.

Zaletą baterii litowo-jonowych jest wysoka gęstość energii przechowywanej w tego typu bateriach w stosunku do alternatywnych technik budowy baterii (np. ogniw niklowo-kadmowych, czy niklowo-wodorkowych). Wysoka gęstość energetyczna już na początku rozwoju ogniw Li-Ion pozwalała zgromadzić co najmniej dwa razy więcej energii w tej samej objętości baterii, co w przypadku innych technik produkcji akumulatorów. Dodatkową zaletą tego typu baterii jest brak efektu „pamięci” (pozwala to na ich bezpieczne doładowywanie), zdolność do szybszego ładowania niż w alternatywnych technikach wytwarzania akumulatorów, czy większa żywotność baterii litowo-jonowych względem innych typów. Większa, czyli jaka?

Sprawdź, jak ładować auto elektryczne w publicznym punkcie ładowania

ILE LAT WYTRZYMUJE AKUMULATOR W SAMOCHODZIE ELEKTRYCZNYM?

Absolutnie każdy akumulator – bez względu na to, w jakiej technice elektrochemicznej został wykonany – jest podatny na starzenie. Dotyczy to również baterii litowo-jonowych (dla uproszczenia przyjmijmy, że terminów „akumulator” i „bateria” będziemy tu używać zamiennie, choć nie jest to ścisłe w sensie naukowym). Producenci aut elektrycznych zapewniają o żywotności stosowanych przez nich baterii, pośrednio oferując odpowiednio długi okres gwarancyjny na baterię. Na przykład w przypadku obsypanego wieloma nagrodami modelu Ford Mustang Mach-E producent oferuje 8-letnią ochronę gwarancyjną (lub do limitu przebiegu 160 tys. km, zależnie co nastąpi szybciej). Jednak to absolutnie nie znaczy, że bateria takiego pojazdu po 8-latach jest niezdatna do użytku! Prawidłowo eksploatowane auto elektryczne, którego właściciel dba o swój pojazd i wie jak prawidłowo korzystać z akumulatorów trakcyjnych samochodu, posłuży znacznie dłużej! Znane są egzemplarze aut elektrycznych, które pokonały już dystans pół miliona kilometrów i wciąż dzielnie służą swoim właścicielom. Żywotność baterii litowo-jonowych zależy od wielu czynników, a to stawia przed nami kolejne pytanie.

CO WPŁYWA NA ŻYWOTNOŚĆ BATERII SAMOCHODU ELEKTRYCZNEGO?

Największym błędem jaki możemy popełnić korzystając z jakiegokolwiek urządzenia wyposażonego w akumulator litowo-jonowy (dotyczy to nie tylko samochodu elektrycznego) to dopuszczenie do całkowitego rozładowania takiej baterii i pozostawienie jej w tym stanie przez dłuższy czas. Prawa fizyki są nieubłagane, jakikolwiek akumulator całkowicie pozbawiony energii przestaje być akumulatorem. Oczywiście skomplikowane układy systemów BMS (Battery Management System – zintegrowana w baterii elektronika zarządzająca energią przechowywaną w ogniwach) czuwają nad tym, by do tego nie dopuścić, w efekcie nawet jak kierowca rozładuje auto „do zera”, de facto w baterii wciąż zostaje odrobina energii. Jednak każdy akumulator z czasem traci energię – więc pozostawienie prawie rozładowanego akumulatora litowo-jonowego przez dłuższy czas może skutkować tym, że… przestanie on pełnić swoją funkcję. Dużo lepszym pomysłem jest eksploatacja auta elektrycznego w taki sposób, by pojazd zawsze był naładowany w zakresie od 20 do 80% objętości energii. Regularne ładowanie „do pełna” również nie jest dobrym pomysłem, ze względu na ryzyko przegrzania ogniw, choć bez żadnych obaw możemy ładować do 100 procent baterię tuż przed ruszeniem w dłuższą podróż – w takim przypadku jest to nawet wskazane, wszak dzięki temu mamy większy zasięg.

Kolejna istotna kwestia to ładowanie samochodu elektrycznego „wolniejszym” prądem przemiennym (AC) w domu (zarówno z gniazdka, jak i szybciej, za pomocą domowej stacji ładowania wallbox). Takie stosunkowo łagodne ładowanie oznacza, że bateria będzie służyć znacznie dłużej niż akumulator, który jest regularnie ładowany wyłącznie na bardzo szybkich stacjach ładowania prądem stałym (DC). Jest też druga, bardziej pragmatyczna zaleta takiego ładowania – ładowanie „domowe” jest tańsze niż na publicznych, szybkich ładowarkach DC. To w rzeczy samej najtańszy sposób na jazdę w ogóle, czyniący z samochodów elektrycznych pojazdy znacznie tańsze w eksploatacji od aut z jakimkolwiek innym napędem. Ale znowu – jeżeli jesteś w dłuższej podróży, bez obaw ładuj auto na szybkiej stacji DC – takie sporadyczne, szybkie ładowanie twojemu elektrykowi nie zaszkodzi!

Dowiedz się więcej na temat samochodów elektrycznych i hybrydowych Ford

REGENERACJA BATERII W AUCIE ELEKTRYCZNYM – OPŁACA SIĘ?

Choć to odległa perspektywa, bateria z czasem będzie tracić swoje właściwości. Jednak, czy to oznacza, że będzie trzeba ją całkowicie wymienić? Absolutnie nie! Dzięki modułowej konstrukcji baterie litowo-jonowe można regenerować, co jest znacznie tańsze od zakupu całego nowego akumulatora. Akumulator litowo-jonowy auta elektrycznego nie jest monolitem - to modułowa konstrukcja, w której bateria składa się z szeregu modułów zasilających, wypełnionych pojedynczymi ogniwami litowo-jonowymi. Ogniwa te nie muszą zużywać się identycznie i równomiernie, ale w sytuacji, gdy system zarządzający energią baterii (BMS) wykryje spadek parametrów ogniwa w module, może dla bezpieczeństwa użytkownika i pojazdu odciąć cały moduł, co komputer pokładowy pojazdu pokaże oczywiście jako spadek pojemności i krótszy zasięg. W takim przypadku zamiast wymieniać całą baterię znacznie lepszym i tańszym rozwiązaniem jest poddanie jej regeneracji. Na czym to polega? Uszkodzeniu czy zużyciu zazwyczaj ulegają pojedyncze ogniwa – regeneracja baterii to nic innego jak wymiana pojedynczych ogniw i przeprogramowanie BMS-a, by ten „widział” ponownie właściwą pojemność baterii i przywrócił do działania odcięty wcześniej moduł z uszkodzonymi/zużytymi ogniwami. Przeciętnie koszt takiej regeneracji to kilka tysięcy złotych, zakup całej nowej baterii to koszt wielokrotnie wyższy. Trzeba pamiętać, że koszt regeneracji jest uzależniony od wielu czynników, dlatego ostateczną kwotę poznamy w specjalistycznym serwisie, zajmującym się regeneracją baterii litowo-jonowych pojazdów elektrycznych i hybrydowych.

CZY ZA KILKA LAT AUTA ELEKTRYCZNE BĘDĄ BEZUŻYTECZNE?

W zasadzie na to pytanie już odpowiedzieliśmy: nie. Wręcz przeciwnie, dzięki dynamicznemu rozwojowi technologii produkcji ogniw do baterii aut elektrycznych, ich cena systematycznie spada – to oznacza, że regeneracja czy nawet wymiana za kilka lat będzie tańsza niż dziś. Niemniej warto pamiętać jeszcze o jednej rzeczy. Dla samochodów elektrycznych średnia żywotność ogniw szacowana jest na 900 cykli ładowania (w istocie ogniwa Li-Ion wytrzymują bez większych problemów nawet 1500 cykli i więcej), przy czym pojedynczy cykl oznacza naładowanie rozładowanej baterii do pełna lub kilka mniejszych doładowań. W rezultacie przy założeniu średniego zasięgu na poziomie 300 km (wiele aut ma znacznie większy zasięg, np. Ford Mustang Mach-E RWD z baterią 98 kWh oferuje nawet 610 km zasięgu!) oznacza to możliwość pokonania niemal 300 tys. km. To dystans, który według danych Głównego Urzędu Statycznego po uwzględnieniu średnich rocznych przebiegów wykonywanych przez polskich kierowców wystarczy na… 20 – 25 lat użytkowania auta. Jeżeli ktoś twierdzi, że za kilka lat samochód elektryczny nie będzie się do niczego nadawał to… nie ma pojęcia o czym mówi. A epatowanie skrajnymi przypadkami nieodpowiedzialnej eksploatacji to tworzenie fałszywego obrazu rzeczywistości. Wszak silnik spalinowy też możemy zniszczyć nawet w ciągu kilkunastu minut – czy to świadczy o trwałości auta, czy raczej o „umiejętnościach” jego użytkownika?

JAKI JEST KOSZT WYMIANY BATERII W SAMOCHODZIE ELEKTRYCZNYM?

Obecnie bateria stanowi jeden z najdroższych elementów samochodu elektrycznego. Jej koszt jest zależny od pojemności, ale może wynosić nawet kilkadziesiąt tysięcy złotych. W nowym pojeździe nie mamy się czego obawiać – chroni nas gwarancja (w przypadku Forda Mustanga Mach-E – 8-letnia), a za dekadę swoje zrobi rozwój technik wytwarzania akumulatorów i ekonomia skali – baterie będą lepsze i tańsze. Oczywiście wymiany należy dokonywać tylko w specjalistycznych punktach, które zatrudniają certyfikowanych fachowców z uprawnieniami do pracy z wysokimi napięciami i korzystających z renomowanych dostawców. Tu nie ma co oszczędzać – chodzi o nasze bezpieczeństwo.

NOWA BATERIA CZY REGENERACJA?

Uczciwa odpowiedź na to pytanie brzmi: to zależy. Jeżeli auto ulegnie wypadkowi i w jego wyniku naruszona zostanie struktura baterii – regeneracja nie ma sensu, bateria powinna być całkowicie wymieniona. To kwestia naszego bezpieczeństwa. Jeżeli natomiast komputer pokładowy wyświetla komunikat „sprawdź baterię” lub sygnalizuje spadek pojemności, należy zacząć od fachowej diagnostyki. W większości przypadków zużycia czy awarii pojedynczych ogniw optymalnym rozwiązaniem będzie znacznie tańsza regeneracja.