Desať rokov od nástupu elektromobility sa diskusia o životnosti batérií stále nekončí. Rýchlonabíjanie sa stalo symbolom komfortu a praktickosti, no zároveň vyvoláva otázky o dlhodobom dopade na akumulátor.

Nová rozsiahla analýza telematickej spoločnosti Geotab, na ktorú upozornil portál Tech Spot, teraz prináša zatiaľ najkonkrétnejšie odpovede. Dáta z viac ako 22 700 vozidiel naprieč 21 modelmi ukazujú, že spôsob nabíjania má zásadný vplyv na tempo starnutia batériových balíkov.

Výsledky sú pritom pomerne jednoznačné. Elektromobily, ktoré pravidelne využívajú nabíjanie s výkonom nad 100 kilowattov, degradujú citeľne rýchlejšie než tie, ktoré sa spoliehajú najmä na pomalšie AC nabíjanie typu Level 2.

Hranica 100 kW ako bod zlomu

Podľa analýzy je priemerná strata kapacity batérie elektromobilu približne 2,3 percenta ročne. V prípade vozidiel, ktoré vo väčšej miere využívajú ultra rýchle DC nabíjanie, sa však ročná degradácia môže vyšplhať až na 2,5 percenta.

Naopak, rovnaké modely, ktoré rýchlonabíjanie používajú len sporadicky, dosahujú pokles kapacity bližšie k úrovni 1,5 percenta ročne. K výraznejšiemu zrýchleniu starnutia dochádza v momente, keď viac ako 12 percent všetkých nabíjacích cyklov prebieha na staniciach s výkonom nad 100 kW.

Práve hranica 100 kilowattov predstavuje podľa odborníkov bod, kde sa nabíjanie z bežného rýchleho režimu mení na elektrochemicky agresívny proces. Tlačenie elektrónov do článkov takýmto tempom urýchľuje jav známy ako lítiové pokovovanie. Ide o situáciu, keď sa kovové lítium usádza na anóde namiesto toho, aby sa ióny rovnomerne difundovali cez elektródu. Výsledkom je zníženie počtu dostupných nosičov náboja a postupné zmenšovanie využiteľnej kapacity batérie.

Tento efekt sa týka oboch hlavných lítium iónových chemických zložení, teda článkov LFP aj NMC. Analýza však ukázala, že batérie typu LFP znášajú záťaž ultra rýchleho nabíjania citeľne lepšie než ich NMC alternatívy. Pre výrobcov aj zákazníkov je to dôležitý signál, najmä v kontexte rastúceho podielu LFP batérií v dostupnejších modeloch.

Teplota a štýl používania

Geotab zároveň upozorňuje, že degradácia nie je len otázkou výkonu nabíjania. Významným faktorom je aj klíma. V regiónoch, kde priemerné teploty presahujú 25 stupňov Celzia, sa ročná degradácia zvyšuje približne o 0,4 percenta. Na opačnom konci spektra môže rýchlonabíjanie pod bodom mrazu spôsobiť trvalé štrukturálne poškodenie článkov. Aj preto sú dnes systémy predohrevu batérie štandardom vo väčšine moderných elektromobilov.

Bjorn Nilland/FonTech

Zaujímavým zistením je, že po úvodnom poklese kapacity sa väčšina batérií stabilizuje na úrovni približne 1,4 percenta ročnej degradácie. To naznačuje, že najvýraznejšie opotrebovanie prichádza v prvých rokoch používania a následne sa tempo starnutia spomaľuje.

Dôležitú úlohu zohrávajú aj systémy riadenia batérie. Moderné Battery Management Systems kontrolujú úroveň nabitia, teplotný profil aj vyváženie jednotlivých článkov tak, aby sa pohybovali v bezpečných medziach.

Napriek tomu má vodič stále významný vplyv na celkovú životnosť. Výskum ukázal, že batérie, ktoré dlhodobo zotrvávajú pod hranicou 20 percent alebo nad 80 percentami stavu nabitia, degradujú rýchlejšie. Udržiavanie kapacity v strednom pásme tak nie je len teoretickým odporúčaním, ale praktickou cestou k dlhšej životnosti.

Gemini

Rozdiely sa objavili aj medzi typmi vozidiel. Viacúčelové modely a dodávky, ktoré často pracujú pod vyššou záťažou a v náročnejších prevádzkových cykloch, vykazovali priemernú ročnú stratu kapacity na úrovni 2,7 percenta. Ľahké osobné vozidlá sa pohybovali bližšie k dvom percentám.

Spoločným menovateľom však zostáva jednoduché pravidlo: čím vyšší výkon a čím vyššia teplota pri nabíjaní, tým väčšiu časť kapacity vodič v dlhodobom horizonte obetuje.

Geotab pritom nevyzýva na úplné odmietnutie vysokovýkonných nabíjačiek. Možnosť dobiť energiu za približne 20 minút počas dlhých ciest je pre rozvoj elektromobility kľúčová. Analýza však jasne ukazuje, že pohodlie má merateľnú cenu. Aj mierne obmedzenie frekvencie ultra rýchleho nabíjania môže predĺžiť využiteľnú životnosť batérie o niekoľko rokov.

Čítajte viac z kategórie: Elektromobilita