Degradacja akumulatora samochodu elektrycznego: czy warto się tym martwić?

Każdy, kto planuje zakup samochodu elektrycznego, w taki czy inny sposób, bierze pod uwagę trzy kluczowe kryteria przyszłego zakupu: cenę, zasięg i żywotność baterii.

Sądząc po wpływie na charakterystykę eksploatacyjną samochodu elektrycznego, najważniejszym kryterium tego trio jest żywotność akumulatora, na którą składają się: cykl życia, wydajność i stan akumulatora.

Jak długo wytrzyma bateria samochodu elektrycznego?

Odpowiedź na to pytanie może być bardzo niejednoznaczna, jeśli weźmiemy pod uwagę, jaki stopień degradacji akumulatora kierowca uważa za akceptowalny.

Producenci zazwyczaj wskazują standardowe zobowiązania gwarancyjne na wszystkie akumulatory, określając je jako średnio 8 lat lub 160 000 km przebiegu. Liczby te mogą się różnić w zależności od producenta i kraju sprzedaży, ale w każdym razie bardzo znaczący okres deklarowany przez producentów budzi pewien optymizm wśród kupujących.

Jednak nie będzie dla nich zbyteczne, aby dowiedzieć się, jak szybko akumulator się degraduje, biorąc pod uwagę, że po pierwszym roku eksploatacji zasięg auta elektrycznego zmniejszy się. Nie będzie również zbyteczne, aby dowiedzieć się, jak zmniejszyć te straty.

Stan baterii: jaki jest proces degradacji baterii?

Degradacja baterii to proces, który znamy podczas korzystania ze smartfonów, laptopów i innych gadżetów z bateriami litowo-jonowymi. Wszyscy zauważamy, że z biegiem lat nasze gadżety ładują się coraz mniej, a ich żywotność stale się zmniejsza. Wszystko to wiąże się z degradacją baterii. Pod tym względem samochody elektryczne nie różnią się od smartfonów i laptopów, ponieważ ich baterie również są podatne na degradację.

Degradacja baterii to proces zmniejszenia ilości energii, na przechowywanie i wydanie której zdolna bateria.

Do określenia stanu (zdrowia) baterii (stopień degradacji) służy specjalny parametr o nazwie «State Of Health» (SOH). W zdrowej baterii SOH na początku pracy wynosi 100% i stale spada w miarę używania baterii.

Należy tu zrobić zastrzeżenie i powiedzieć, że SOH to nie to samo, co zasięg samochodu elektrycznego, który zależy od wielu czynników niekoniecznie związanych ze stanem “akumulatora”.

Co wpływa na stan baterii?

Zgodnie z wieloma praktycznymi badaniami, a także doświadczeniami użytkowników ogromnej liczby właścicieli samochodów elektrycznych określono następujące czynniki wpływające na SOH akumulatora:

• żywotność;
• eksploatacja przy wysokich temperaturach;
• częsta eksploatacja auta elektrycznego przy minimalnym naładowaniu;
• częste korzystanie ze źródeł energii prądu stałego.

Jak wynika z przeprowadzonych badań i analizy danych, akumulatory w trakcie eksploatacji wytwarzają stabilny poziom swojego stanu, który przy prawidłowej eksploatacji może pozostawać względnie stabilny przez długi czas. Oznacza to, że nawet biorąc pod uwagę nieuniknioną degradację, akumulatory nowoczesnych samochodów elektrycznych mogą działać dłużej, niż twierdzą producenci.

Należy również zauważyć, że średnia degradacja baterii wynosi 2,3%. Innymi słowy, samochód elektryczny o zasięgu około 250 km straci mniej niż 30 km przebiegu w ciągu pięciu lat degradacji akumulatora.

Badania wykazały, że proces degradacji akumulatora samochodu elektrycznego jest nieliniowy. Sama degradacja przebiega następująco: w pierwszym roku eksploatacji obserwujemy najbardziej zauważalny spadek pojemności baterii, a następnie pogorszenie stanu zdrowia następuje w umiarkowanym tempie, ponieważ wytwarzany jest wspomniany stabilny poziom stanu baterii.    

Chemia baterii oraz obecność/brak systemów kontroli temperatury, które mogą być powietrzem lub cieczą, mają decydujący wpływ na szybkość degradacji. Na przykładach wygląda to następująco, akumulator Tesla Model S 2015 z chłodzeniem cieczą ulega degradacji w średnim rocznym tempie 2,3%. Ale akumulator Nissana Leaf 2015, ale już z chłodzeniem powietrzem, degraduje się w tempie 4,2%. Wniosek nasuwa się sam, akumulatory z chłodzeniem cieczą wytrzymają dłużej pod względem utrzymywania ładunku.

Rozładowanie baterii do zera, nie jest najlepszą opcją, jeśli chcesz zminimalizować stopień degradacji. Dlatego prawie wszyscy producenci samochodów elektrycznych ubezpieczają od tego kierowców oferując“ (SOC), czyli tzw. bufor. Przejawia się to tym, że producenci zapewniają niższą pojemność roboczą akumulatora, tym samym spowalniając tempo degradacji.

Wielu ucieszy wiadomość, że intensywna jazda nie zwiększa tempa degradacji, dlatego posiadacze aut elektrycznych mogą czasem pozwolić sobie na wciśnięcie pedału gazu”.

Reżim temperaturowy użytkowania ma krytyczne znaczenie dla degradacji baterii. Powszechnie wiadomo, że pojazdy elektryczne eksploatowane w wysokich temperaturach szybciej ulegają degradacji baterii niż te używane w klimacie umiarkowanym.

Ładowanie prądem stałym na stacjach szybkiego ładowania zwiększa tempo degradacji. Nie dzieje się tak w żadnych krytycznych wskaźnikach, ale ustalono, że każde ładowanie prądem stałym, szczególnie przy wysokiej temperaturze na zewnątrz, powoduje degradację akumulatora. Nawet producenci samochodów uwzględniają ten aspekt poprzez oprogramowanie ograniczające moc ładowania, gdy poziom naładowania baterii osiąga określone wskaźniki.

Podsumowując, możemy powiedzieć, że jeśli jako właściciel samochodu elektrycznego rozważysz wszystkie opisane aspekty, będziesz w stanie wykorzystać zasoby baterii tak racjonalnie, jak to możliwe. Oznacza to zminimalizowanie poziomu degradacji akumulatora i zachowanie maksymalnego zasięgu samochodu elektrycznego.