Naukowcy zmienili nasze spojrzenie na akumulatory. Są trwalsze niż myśleliśmy
Akumulatory stosowane w pojazdach elektrycznych mogą mieć w rzeczywistości znacznie dłuższą żywotność, niż wcześniej sądzono. Tak przynajmniej wynika z przełomowych badań przeprowadzonych przez Precourt Institute for Energy na Uniwersytecie Stanforda oraz SLAC National Laboratory. Odkrycie to może zrewolucjonizować nasze spojrzenie na sens kupowania elektrycznego samochodu, bo potwierdza, że zwyczajnie mogą one być trwalsze i tym samym “tańsze”, jeśli idzie o długoterminowe użytkowanie.
Czytaj też: Akumulatory przyszłości już w fazie rozwoju. Gigant motoryzacji odkrywa karty
Badanie wykazało, że standardowe testy laboratoryjne stosowane do przewidywania żywotności akumulatorów pojazdów elektrycznych znacząco zaniżają ich trwałość w warunkach rzeczywistych. Naukowcy odkryli, że te akumulatory mogą działać nawet o 40% dłużej, niż obecnie prognozują producenci i to nawet w przypadku kierowców intensywnie eksploatujących swoje pojazdy. To oznacza, że właściciele takich pojazdów mogą uniknąć kosztownych wymian akumulatorów i cieszyć się dłuższym okresem użytkowania swoich pojazdów.
Musimy pamiętać, że problematyczne akumulatory są jednym z głównych problemów w kwestii samochodów elektrycznych. Tyczy się to nie tylko oferowanego przez nie zasięgu czy szybkości ładowania, ale też wspomnianej trwałości, która jest o tyle problematyczna, że akumulatory kosztują często około 1/3 całkowitej ceny samochodu. Ich cena wprawdzie ciągle spada, ale nadal jest wysoka, a ich trwałość wpływa nie tylko na ogólne koszty eksploatacji, ale też przekłada się na ogólny poziom ekologiczności elektrycznych pojazdów za sprawą konieczności utylizacji lub recyklingu zużytych akumulatorów.
Czytaj też: Toyota Land Cruiser z przełomowym akumulatorem XNO. Ta technologia odmieni całą branżę
Skąd więc bierze się ten błąd, którego zauważyli właśnie naukowcy? Okazuje się, że w laboratorium akumulatory są zazwyczaj testowane w warunkach, które nie odzwierciedlają rzeczywistego użytkowania. Testy te polegają na stałych cyklach rozładowywania i ładowania, które nie uwzględniają zmiennych wymagań rzeczywistej jazdy – takich jak jazda w korkach, poruszanie się po autostradach czy długie okresy spoczynku. Tak się składa, że te zmiany w rzeczywistym użytkowaniu pomagają akumulatorom dłużej zachować sprawność, bo czynności takie jak częste przyspieszanie, hamowanie regeneracyjne oraz przerwy między użytkowaniem przyczyniają się do ich wolniejszej degradacji, niż wcześniej zakładano.
Aby zmniejszyć rozbieżności między testami laboratoryjnymi a warunkami rzeczywistymi, zespół naukowców opracował nowe profile użytkowania akumulatorów, które są oparte na rzeczywistych danych z jazdy. Przez dwa lata testowano 92 komercyjnie dostępne akumulatory litowo-jonowe, symulując cztery różne wzorce rozładowania – od stabilnych po dynamiczne. Wzorce odzwierciedlające rzeczywiste zachowania podczas jazdy konsekwentnie zwiększały trwałość tych magazynów energii, co tyczyło się nawet gwałtownego przyspieszania, które do tej pory uważano za szkodliwe. Pozytywnie na trwałość wpływają też przerwy między okresami użytkowania.
Czytaj też: Ta dysproporcja od lat stała na drodze do rozwoju akumulatorów. Nareszcie udało się znaleźć na nią sposób
Wnioski z tych badań mają zastosowanie nie tylko w pojazdach elektrycznych. Udoskonalone oprogramowanie do zarządzania akumulatorami może optymalizować istniejące systemy energetyczne, a nawet zyskać zastosowanie w implantach medycznych. Dzięki niewielkim poprawkom w systemach zarządzania tymi “sercami elektrycznych urządzeń” producenci mogą bardzo łatwo poprawić wydajność akumulatorów i to bez konieczności wprowadzania zmian sprzętowych.