W internetowych “dyskusjach” często padają argumenty jakie tragiczne dla środowiska są akumulatory litowo-jonowe wykorzystywane obecnie w samochodach na prąd. Przeciwnicy elektromobilności straszą, że osoby, które zdecydują się na auto elektryczne będą musiały co kilka lat wymieniać baterię. Brak wiedzy podsycany rozgłaszanymi mitami na temat żywotności akumulatorów sprawia, że wielu obawia się przejścia na elektryki. Czy faktycznie jest się czego obawiać? Jak długie jest życie akumulatorów aut elektrycznych? Czy ładowanie elektryka to skomplikowana sprawa?
Surowce do akumulatorów – skąd pochodzą?
Życie akumulatorów a cykle ładowania
Praktycznie wszystkie samochody elektryczne, jakie dziś są oferowane przez producentów wyposażone są w ogniwa litowo-jonowe. To znana od dziesięcioleci technologia gromadzenia energii (pierwsze akumulatory Li-Ion w komercyjnym produkcie trafiły do kamery Sony CCD TR1 w 1991 roku – 30 lat temu). Technologia ta jest systematyczne rozwijana, wciąż ma potencjał na większą gęstość i wytrzymałość, ale skupmy się na dzisiejszych parametrach.
Przyjmuje się, że każdy dziś dostępny samochód elektryczny powinien bez najmniejszych problemów wytrzymać 900 – 1000 cykli ładowania przy akceptowalnym poziomie całkowitej ich pojemności (co najmniej 80 proc. pojemności po 1000 cykli). Co prawda Samsung w testach laboratoryjnych swoich ogniw SDI uzyskał zachowanie 80 proc. pojemności po wykonaniu aż 4600 cykli ładowania/rozładowania, wiadomo też, że istnieje technologia ogniw litowo-jonowych z anodą z tytanianu litu, które są w stanie wytrzymać nawet 10 000 cykli, ale ze względu na zbyt małą gęstość energii nie nadają sie do zastosowań w elektrycznych samochodach. Pozostańmy zatem sceptykami i wybierzmy najniższą wartość: 900 cykli.
Doładowanie to nie to samo co cykl
Tutaj istotna uwaga: cykl ładowania to nie to samo co jednorazowe podłączenie auta do gniazdka/ładowarki. Cykl oznacza pełne rozładowanie/naładowanie auta. Najczęściej ładowanie elektryka przebiega w ten sposób, że użytkownik doładowuje kilkadziesiąt procent pojemności lub nawet mniej. W takim przypadku ilość doładowań przekładana na żywotność jest nawet kilkukrotnie większa od liczby cykli, na jakie przewidziano żywotność danego typu ogniw litowo-jonowych. Nikt też raczej nie rozładowuje samochodu elektrycznego do zera, zresztą, jest to ekstremalnie trudne. Fakt, że samochód np. sygnalizuje zasięg 0 km, absolutnie nie oznacza rozładowanego akumulatora trakcyjnego. Tak samo przecież nie spalamy paliwa do ostatniej kropli jeżdżąc autem spalinowym. Nadmierne zużycie w obu przypadkach jest szkodliwe, bądź to dla akumulatorów w autach elektrycznych, bądź też dla silnika spalinowego.
Samochody elektryczne i emisje CO2
Ładowanie elektryka. 900 cykli, czy to koniec?
Krótka odpowiedź na tak postawione pytanie brzmi: nie. Ale rozwińmy ją. Ile przejedzie elektryk na 900 cyklach ładowania? To oczywiście zależy od zasięgu konkretnego pojazdu. Przyjmijmy tutaj, że pełne naładowanie elektryka daje nam średni zasięg 300 km (dokładniejsze dane poszczególnych modeli dostępnych w Polsce znajdziecie w naszym serwisie). Jak łatwo policzyć 900 cykli oznacza możliwość pokonania autem elektrycznym o zasięgu 300 km dystansu 270 000 km. Ale to przecież nie koniec! To nie jest tak, że wraz z 900 cyklem ładowania bateria “elektryka” nadaje się do wyrzucenia. Auto wciąż może jeździć, co najwyżej jego zasięg, w wyniku spadku pojemności akumulatora będzie mniejszy, zatem faktyczny, możliwy przebieg jest jeszcze większy.
Samochody elektryczne i ich zasięgi – zobacz modele dostępne w Polsce
Przykład? W serwisie otomoto znalazłem wystawiony na sprzedaż egzemplarz Nissana Leaf z rocznika 2012 roku z przebiegiem przekraczającym 300 tys. km. Zatem 11-letni pojazd, który nie bał się dłuższych dystansów i w którym akumulator wciąż ma jeszcze 72% SOH, czyli swojej nominalnej, fabrycznej kondycji. Wyrzuciłbyś sprzęt, który jest o niespełna 30% słabszy od nowego? Nie. A może uważasz, że kilkunastoletnie auta spalinowe dysponują 100-procentową, fabryczną sprawnością? No cóż, to przecież pytanie retoryczne.
Pamiętajmy o gwarancji
Nie zapominajmy o ochronie gwarancyjnej oferowanej na zespoły akumulatorów. Większość producentów aut elektrycznych oferuje ośmioletnią gwarancję na akumulator lub do 160 tys. km przebiegu – zależnie co uzyskamy wcześniej. Przy czym jeżeli w trakcie okresu/przebiegu gwarancyjnego pojemność baterii spadnie poniżej 70 proc. to najczęściej oznacza to bezpłatną możliwość wymiany zespołu akumulatorów na nowe.
Jednak nawet, gdy okres gwarancyjny już minie, to w bardzo rzadkich przypadkach naprawa akumulatora trakcyjnego auta elektrycznego sprowadza się do kompletnej wymiany tego podzespołu (co jest oczywiście bardzo drogie). W absolutnie każdym aucie elektrycznym akumulator trakcyjny składa się z wielu modułów, które dodatkowo zawierają jeszcze wiele mniejszych ogniw litowo-jonowych. W przypadku awarii czy uszkodzenia najczęściej możliwa jest wymiana tylko uszkodzonych elementów, a nie całości. A to jest już znacznie tańsze.
Słowo klucz: eksploatacja
Żywotność akumulatora w aucie elektrycznym bardzo zależy od tego, w jaki sposób eksploatujemy taki pojazd. Tak jak w samochodzie spalinowym musimy dbać o wiele rzeczy (wymiana oleju i innych płynów eksploatacyjnych, rozrząd, skrzynia biegów itp.), tak w “elektryku” należy dbać o akumulator – to się naprawdę opłaci. Zasady są znane od lat.
Ładowanie elektryka. Zasady
- Nie ładuj do 100 proc. pojemności za każdym razem – np. Nissan Leaf był wyposażony w tryb Long Battery Life, który automatycznie odłączał ładowarkę przy osiągnięciu 80 proc. poziomu naładowania. Starajmy się, żeby ładowanie elektryka rzadko było do 100 proc. Tesla np. zaleca takie pełne naładowanie co najmniej raz na trzy miesiące. Hyundai z kolei radzi, by przynajmniej raz w miesiącu naładować do pełna. Po naładowaniu do pełna warto jednak od razu trochę pojeździć. Np. w instrukcji testowanego przez nas Renault Zoe znaleźliśmy informację, by nie zostawiać w pełni naładowanego auta przez dłuższy czas (miesiąc) nieużywanego, zwłaszcza w upalne dni. Zasada ta ma też sens o tyle, że gdy ładujemy do pełna, to marnujemy potencjał rekuperacji – ta po prostu nie zadziała, dopóki bateria się trochę nie rozładuje. Gdy jednak ruszamy w dalszą trasę (co nie zdarza się codziennie w większości przypadków) oczywiście jak najbardziej możemy naładować auto do pełna, tylko najlepiej robić to powoli, i tak dochodzimy do kolejnej zasady
- Ładuj auto raczej w domu (powoli) niż na szybkich stacjach ładowania (powyżej 22 kW mocy) – częste korzystanie z szybkich stacji ładowania skraca żywotność akumulatora. Najlepsze, najzdrowsze dla baterii ładowanie elektryka jest we własnym domu, bądź to z gniazdka, bądź z wallboxa – po pierwsze takie rozwiązanie jest najtańszym sposobem “tankowania” samochodu na prąd, a po drugie zyskujemy dłuższy czas życia akumulatora.
- Stanowczo unikaj całkowitego rozładowania akumulatora! – to fizyka – akumulator kompletnie rozładowany nie jest już akumulatorem. Producenci uniemożliwiają kompletne rozładowanie (stąd różnica pomiędzy pojemnościami brutto, a netto baterii), ale i tak dla ogniw litowo-jonowych najbezpieczniej jest mieć te 20 proc. zapasu. Starajcie się zatem, żeby nie schodzić z poziomem naładowania poniżej tego poziomu. To również wpłynie korzystnie na żywotność akumulatora.
- Temperatura ma znaczenie – akumulatory aut elektrycznych mają największą sprawność w ograniczonym zakresie temperatur. W trakcie jazdy dbają o to systemy kontroli temperatury, ale gdy auto stoi, a temperatury są bardzo niskie lub bardzo wysokie, proces ładowania może się znacznie wydłużyć, wszystko dlatego, że zanim ładowanie elektryka się rozpocznie, akumulatory będą musiały być najpierw podgrzane lub schłodzone – to też powód, dla którego warto wybierać auta z aktywnym systemem utrzymania temperatury, a nie pasywnym chłodzeniem, a także by dbać o to, by po zakończeniu poprzedniej jazdy (np. zimą) w akumulatorach pozostało jeszcze trochę energii (na podgrzanie baterii przed kolejnym ładowaniem).
Test Renault Zoe Intens R135 ZE 50
Już stosowanie się tylko do powyższych zaleceń pozwoli realnie wydłużyć żywotność akumulatora w samochodzie elektrycznym. Oczywiście pozostaje jeszcze kwestia tego, co dzieje się z akumulatorem po tym, jak dojdzie do konieczności jego wymiany (nikt go nie wyrzuca na śmietnik!), a także tego, jakie są realne koszty eksploatacyjne aut elektrycznych vs spalinowych, te tematy również poruszamy w naszym serwisie.