Donosimo sve što trebate znati, uključujući koliko dugo traju
Večina vlasnika skupocjenih EV reći će da im je trajnost velika i da im ne pada značajno kapacitet, odnosno doseg. Da očekivano, a s time se ne bi složili uopće oni vlasnici čiji su električni automobili izgorili u požaru. Isto tako sadašnji vlasnici negiraju potrebu izmjene baterija, da s njihovog stajališta nepotrebno, jer će u svakom slučaju automobil prije toga prodati pa s tim neće imati problema. Ali novi vlasnik sigurno hoće, a ima ogroman broj slučajeva u svijetu kada zamijena cijele baterije košta više nego novi takav automobil…
Baterijski paketi električnih vozila prilično su otporni, a litij-ionski tip koji se koristi u većini modernih električnih vozila može trajati najmanje desetljeće prije nego što ga je potrebno zamijeniti. U usporedbi s automobilima s motorom s unutrašnjim izgaranjem, električni automobili imaju manje pokretnih dijelova, regenerativno kočenje obično znači rjeđu zamjenu pločica i rotora, a zahtjevi za servisiranjem su znatno smanjeni. Dodajte tome mogućnost jeftinog punjenja tijekom razdoblja niske potražnje i odabir kupnje ili najma električnog vozila ne znači samo smanjenje emisija iz ispušnih plinova, već i trošenje manje teško zarađenog novca na gorivo. Međutim, električna vozila obično koštaju znatno više za kupnju. Ono što električne automobile čini skupljima za kupnju od njihovih konkurenata s motorom s unutrašnjim izgaranjem prvenstveno je trošak proizvodnje velikih litij-ionskih baterijskih paketa. Nada je da će stalna poboljšanja smanjiti cijenu po kWh do te mjere da će električna vozila (EV) i ona pokretana motorom s unutrašnjim izgaranjem (ICE) biti u ravnopravnoj poziciji. No čak i uz paritet, neki potrošači su zabrinuti da bi potencijalni trošak zamjene baterije električnog vozila mogao značiti račune koji će vas u budućnosti koštati sve više. Srećom, s porastom prihvaćanja električnih vozila, rastući broj privatnih električnih vozila pokazuje jasniju sliku o tome koliko dugo bi prosječna baterija električnog vozila mogla trajati. Nadalje, proizvođači već dugo ulažu novac za istraživanje i razvoj kako bi osigurali da moderne baterije mogu dugo trajati.
Kako funkcionira litij-ionska baterija?
Većina električnih automobila koristi litij-ionsku bateriju. Iako se često pojavljuju vijesti o prototipovima kemije baterija koji pokazuju obećanje, infrastruktura za izgradnju litij-ionskih baterija u velikim razmjerima već je ili na mjestu ili u izgradnji. Iako će se litij-ionska baterija nastaviti poboljšavati, malo je vjerojatno da će se industrija u bliskoj budućnosti odmaknuti od dobro razumljive tehnologije.
Litij-ionske baterije imaju sljedeće prednosti:
– Imaju veću gustoću energije od konvencionalnih olovno-kiselinskih baterija koje se koriste u automobilima s unutrašnjim izgaranjem ili nikal-metal hidridnih baterija koje se nalaze u nekim hibridima, poput Toyotinih modela s okvirom karoserije poput Land Cruisera ili 4Runnera.
– Samopražnje je sporije od drugih vrsta baterija, gubeći samo 1 do 2 posto mjesečno (sve dok vremenski uvjeti nisu preekstremni).
– Ne zahtijevaju periodična potpuna pražnjenja niti održavanje elektrolita.
– Pružaju razumno konzistentan napon čak i kada se napunjenost smanjuje.
Međutim, litij-ionske baterije imaju neke nedostatke:
– Skupa je za proizvodnju, a rudarenje kobalta i nikla potrebnog za proizvodnju ima i ekološki i humanitarni značaj.
– Upravljanje baterijom u vozilu ključno je za dugovječnost.
– Potpuno punjenje i potpuno pražnjenje štetni su za vijek trajanja baterije.
– Moguće je pregrijavanje i potencijalno termalno kaskadno zagrijavanje koje dovodi do požara.
Na punjenje i pražnjenje baterije utječu ekstremne temperature.
Kako bi riješili većinu ovih nedostataka, proizvođači automobila razvili su softversko upravljanje stanjem baterije koje uključuje i hlađenje i grijanje kako bi se poboljšala učinkovitost u okruženjima od norveške zime do teksaškog toplinskog vala.
Uzmimo za primjer Audi Q6 e-tron, koji dijeli platformu s električnom verzijom Porsche Macan EV. U usporedbi s ranijim e-tron modelima, stražnji dio baterije Q6 je manji, lakši i sastoji se od manje ćelija. U proizvodnji koristi manje rijetkih metala, a Audi može izraditi ove pakete za otprilike upola manje vremena nego prije. Paket je testiran u ekstremnim vremenskim uvjetima na dugovječnost i ima pametno softversko upravljanje, poput mogućnosti paralelnog punjenja dva virtualna paketa baterija kako bi se smanjili gubici napona.
Očekivano trajanje baterije električnog vozila
Najjednostavniji način za procjenu očekivanog dugovječnosti paketa baterija je vidjeti što proizvođači obećavaju. Svi proizvođači automobila trenutno nude najmanje osmogodišnje jamstvo, odnosno 160.000 km, na pakete baterija za električna vozila.
Tesla nudi osmogodišnje jamstvo na bateriju, a ovisno o dosegu i vrsti vozila, pokriće je od 160.000 do 240.000 km. Ovo jamstvo ne pokriva samo potpuni kvar baterijskog sklopa, već i degradaciju. Kako stare, ciklus punjenja po ciklus punjenja, litij-ionski sklop gubi dio svog ukupnog kapaciteta. Teslin sitni tisak kaže da njihova vozila moraju zadržati najmanje 70 posto svog kapaciteta tijekom jamstvenog razdoblja. Ako padnu ispod tog praga, bit će besplatno zamijenjeni. Čini se da je to sigurna oklada. Studija provedena putem crowdsourcinga među vlasnicima Tesle u Nizozemskoj – koristeći podatke iz cijelog svijeta – pokazala je da vlasnici Modela S primjećuju prosječnu degradaciju od oko 5 posto na 80.000 km vožnje. Krivulja degradacije također počinje pliće, što ukazuje na gubitak od oko 10 posto kapaciteta ili manje nakon 240.000 ili čak 320.000 km. U praksi automobil Model 3, baterija se ispraznila za otprilike 6 posto u prvih 30 000 km, ali se zatim zadržala na toj razini do 64.000 km.
Hyundai i Kia nude slično jamstvo za baterije za svoju flotu električnih vozila, s 10-godišnjim pokrićem od 160.000 km. Isto tako, jamstvo štiti od degradacije ako kapacitet padne za više od 30 posto tijekom jamstvenog roka. Ipak stručnjaci predviđaju kako bi današnje baterije za električna vozila trebale trajati znatno duže od jamstvenog roka, s vijekom trajanja ovih baterija između 12 i 15 godina ako se koriste u umjerenim klimama. Planirajte vijek trajanja između 8 i 12 godina ako se vaše električno vozilo redovito koristi u ekstremnijim uvjetima.
Sigurnost i održavanje vašeg električnog vozila
Električni automobili koji se prodaju podliježu istim sigurnosnim standardima kao i sva ostala putnička vozila. Osim toga, baterijski paketi za električna vozila moraju biti zatvoreni u zatvorenoj školjci te moraju moći podnijeti uvjete ispitivanja povezane s prekomjernim punjenjem, ekstremnim temperaturama, požarima, nesrećama, uranjanjem u vodu, vibracijama i kratkim spojem, prema Ministarstvu energetike. Električna vozila također moraju koristiti “izolirane visokonaponske vodove” i moći deaktivirati svoje električne sustave u slučaju sudara ili kratkog spoja.
Požari u električnim automobilima uzrokovani nekontroliranim toplinskim događajima često dospijevaju na naslovnice jer ih je tako teško suzbiti. Imamo više od 100 godina iskustva u upravljanju zapaljivim benzinom, ali manje vremena u radu s visokonaponskim automobilima visoke energije. Međutim, općenito, električni automobili statistički imaju puno manju vjerojatnost da će se zapaliti od automobila s motorima s unutrašnjim izgaranjem. Nedavna studija iz Švedske, koja je uključivala podatke osiguravatelja, otkrila je da je na 100.000 prodanih vozila bilo 1530 prijavljenih požara za automobile s isključivo motorima s izgaranjem i 3475 požara za hibride. Električna vozila? Samo 25.
Održavanje električnog automobila relativno je jednostavna stvar. Vlasnici moraju paziti na gume, kočione pločice i diskove, iako bi potonji trebali trajati dulje od onih u automobilima s motorima s unutarnjim izgaranjem, jer regenerativna funkcija kočenja električnih vozila manje troši mehaničke dijelove kočnica. Jedino područje gdje električna vozila mogu koštati više od automobila s motorima s unutrašnjim izgaranjem u smislu održavanja su gume. Elektromotori s visokim okretnim momentom mogu s lakoćom podnijeti težinu električnog automobila, ali fizika se nije promijenila. Električna vozila su obično teža od automobila s motorima s unutrašnjim izgaranjem i općenito brže troše gume. Osim toga, gume električnih vozila često počinju s manjom dubinom profila, što su proizvođači automobila nesumnjivo donijeli kako bi poboljšali doseg vozila.
Održavanje zdravlja baterije
Softver može gotovo besprijekorno održavati zdravlje baterije, ali nesreće se i dalje događaju. Većina električnih vozila koristi baterije koje se nalaze ispod poda, što znači da bi nesreća na bilo kojem zavoju mogla uzrokovati fizičku štetu. Moguće je prouzročiti i izuzetno skupu štetu na električnom vozilu prelaskom preko krhotina s ceste. Kamen koji je možda probio korito ulja na automobilu s motorom s unutrašnjim izgaranjem također može probušiti baterijski paket, a troškovi zamjene tog paketa nadmašuju čak i zamjenski motor. No, uzmite Mercedes-Benz G580 kao primjer kako proizvođači ozbiljno shvaćaju zaštitu baterija. G580 nosi svoj paket od 116,0 kWh između nosača okvira i, kako bi se spriječilo probijanje odozdo tijekom vožnje izvan ceste, ima posebnu ploču ojačanu karbonom koja štiti njegov trbuh. Jača je od čelika, ali puno lakša.
Ciklusi punjenja baterije
Malo vlasnika igra bingo s malo goriva i vozi svoje automobile s motorom s unutrašnjim izgaranjem dok ne ostanu bez goriva. Zapravo, mnogi proizvođači ugrađuju malu rezervu kada pokazivač goriva pokazuje prazno, tako da imate taman dovoljno da dođete do benzinske postaje. Tako je i s električnim vozilima. Većina vlasnika neće potpuno isprazniti bateriju svog električnog vozila, a ni ugrađeno upravljanje baterijom vam to neće dopustiti. Audi Q6 e-tron može se napuniti od 10 do 80 posto za samo 21 minutu na punjaču od 800 volti. To je sporije od punjenja spremnika goriva na konvencionalnoj pumpi, ali samo popijte kavu i provjerite e-poštu. Poznato je da brzo punjenje brže degradira litij-ionske baterije od sporijih metoda punjenja poput spajanja na kućni punjač razine 2, ali čini se da je učinak vrlo malen s modernim softverskim upravljanjem. Razlika je samo nekoliko postotnih bodova od desetaka tisuća prijeđenih kilometara.
Sustavi za upravljanje toplinom baterije
Aktivni sustav za upravljanje toplinom ključan je za održavanje litij-ionskih baterija električnog automobila na vrhunskim performansama. Litij-ionske baterije imaju optimalni radni raspon temperature u kojem većina modernih električnih vozila pokušava održavati svoje baterije pomoću kruga hlađenja/grijanja. Slično kao i grijanje i hlađenje unutrašnjosti automobila, grijanje i hlađenje baterijskog paketa električnog vozila sagorijeva energiju. Stoga očekujte da će ukupni doseg vožnje donekle patiti pri vožnji na ekstremnim temperaturama. Barem s ovim sustavima, baterije električnih vozila manje su vjerojatno da će se degradirati znatno većom brzinom nego što bi to bilo na manje ekstremnim temperaturama. Istina je da će današnje baterije električnih vozila neizbježno trebati zamjenu u budućnosti. Srećom, moderni baterijski paketi električnih vozila trebali bi se pokazati bez problema gotovo prvog desetljeća korištenja – možda čak i dulje. Do trenutka kada današnjim električnim vozilima bude potrebna zamjena baterijskog paketa, vjerojatno će troškovi proizvodnje i materijala biti daleko manji nego što su danas. Ne kažemo da će zamjena litij-ionskog baterijskog paketa vašeg električnog vozila za deset godina biti jeftina, ali nadamo se da će to biti puno pristupačnije nego što je danas.
Davor Kindy
Foto: Arhiva AM
