Hogyan tartsuk sokáig jó állapotban az elektromos autók akkumulátorát? A helyes töltéssel, vezetéssel és tárolással meghosszabbíthatjuk az élettartamát, és pénzt takaríthatunk meg. Az akkumulátor minden elektromos autó központi eleme – és egyben a legdrágább alkatrésze is. Az akkumulátor gyártási költsége akár a teljes autó gyártási költségének egyharmadát is kiteszi. De egy teli tank benzinnel ellentétben az akkumulátor teljesítménye minden egyes töltési és kisütési folyamattal csökken. A jó hír az, hogy aktívan lassíthatjuk az öregedési folyamatot. Ha okosan töltjük az elektromos autót, óvatosan vezetünk, és betartunk néhány alapvető tanácsot, jelentősen meghosszabbíthatjuk az akkumulátor élettartamát – és hosszú távon sok pénzt takaríthatunk meg.
A legtöbb gyártó ma már nyolc-tíz év garanciát ad az akkumulátoraira, vagy 160.000 – 250.000 kilométeres futásteljesítményt garantál. A valóságban sok tárolóakkumulátor ennél lényegesen többet is kibír. Erre a kanadai Geotab vállalat elemzése mutatott rá: az átlagos éves teljesítményveszteség mindössze 1,8%. Egy akkumulátor még 300.000 kilométer után is messze van attól, hogy az élettartama végére érjen. De miért öregednek egyáltalán az akkumulátorok, és mit tehetünk azért, hogy minél tovább bírja?
Hogyan működik egy elektromos autó akkumulátora?
Az elektromos autó akkumulátora több mint egyszerű energiatároló eszköz – egyszerre tartály és energiaközpont. A gyárak egyelőre jellemzően lítium-ion akkumulátort használnak. Ez úgy tárolja az elektromos energiát, hogy lítiumionokat mozgat oda-vissza két elektróda között: az anód (negatív pólus) és a katód (pozitív pólus) között. A kettőt egy úgynevezett szeparátor, egy áteresztő membrán választja el, amely csak az ionokat engedi át, az elektronokat nem. Töltéskor a lítiumionok a katódról az anódra, majd kisüléskor visszaáramlanak. A folyamat megfordítható és ezerszer megismételhető. Azonban minden mozgás, feszültségingadozás és hőmérsékletváltozás nyomot hagy a cellában. Az akkumulátor számos egyedi cellából áll, amelyek modulokká kapcsolódnak össze. Ezek alkotják az úgynevezett akkumulátorcsomagot, amelyet általában a jármű padlójába szerelnek. A kialakítástól függően megkülönböztetünk hengeres cellákat (pl. Tesla), prizmás cellákat (pl. Audi, VW) és tasakos cellákat, amelyek a lapos mobiltelefon-akkumulátorokra emlékeztetnek.
Miért öregednek az akkumulátorok, és mi köze van ennek a kristályokhoz?
Az emberekhez hasonlóan az akkumulátorok esetében is elkerülhetetlen az öregedés, de befolyásolható. A szakkifejezés a degradáció: a maximális tárolókapacitás csökken. Ennek egyik oka, hogy minden töltéssel mikroszkopikus méretű lítiumkristályok rakódnak le az elektródákon. Ha ezek kicsik maradnak, ez nem jelent problémát. Ha azonban úgynevezett dendritek – tűszerű struktúrák – alakulnak ki, ezek áthatolhatnak a szeparátoron, és rövidzárlatot okozhatnak. Egy másik tényező a hőmérséklet. Ha egy akkumulátort túl sokáig túl melegen vagy túl hidegen üzemeltetnek, az károsítja a cellakémiát. A magas hőmérséklet különösen felgyorsítja az aktív anyagok bomlását. Az úgynevezett ciklusmélység is meghatározó: minél hosszabb a töltési ütem, annál nagyobb a kopás. Ha az akkumulátort rendszeresen 5 és 95% között töltjük, akkor nagyobb igénybevételnek tesszük ki, mint rövidebb töltési intervallumok esetén. A legfontosabb alapelv tehát: minél kíméletesebbek a körülmények, annál tovább bírja az akkumulátor.
Elérhető az elektromos töltőpontok üzemeltetőiről és az elektromobilitási szolgáltatókról szóló nyilvántartás
A Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal (MEKH) közzétette az elektromos töltőpontok üzemeltetői és az elektromobilitási szolgáltatók azonosítására szolgáló nyilvántartását. A MEKH nyilvántartási kötelezettsége azokat a vállalkozásokat és szervezeteket érinti, amelyek elektromos töltőberendezéseket üzemeltetnek, illetve olyan digitális platformokat – például mobilapplikációkat – működtetnek, amelyek lehetővé teszik a töltőpontok elérését és használatát. A nyilvántartás a MEKH honlapján a Villamosenergiaipari-engedélyesek adatait tartalmazó nyilvántartáson belül az Elektromos gépjármű töltése (CPO) és az Elektromobilitás szolgáltatók (eMSP) fül alatt érhető el.
Hogyan kell helyesen tölteni – 20 % és 80 % között?
Gyakori hiba: az elektromos autót rendszeresen 100%-ra töltik. Ez praktikusan hangzik, de nem kíméletes az akkumulátorral szemben. A különösen magas töltési szintek károsítják a cellákat. A cellafeszültség megnő, és a dendritképződésnek kedvez. Az egyszerű szabály: 20 és 80% között töltsünk és vezessünk. Így elkerülhetők a szélsőséges feszültségszintek. A közel nullára való lemerítés szintén kedvezőtlen. Jobb: 20-30%-os feltöltés.
Mi köze van a vezetési viselkedésnek az akkumulátor öregedéséhez?
A vezetési stílus is befolyásolja az akkumulátor élettartamát. Az erős gyorsítás, a nagy sebességek vagy a hideg akkumulátor kíméletlen használata mind-mind igénybevételt jelentenek az akkumulátor-kezelő rendszer számára. Különösen káros a gyorsítás közvetlenül az indulás után télen. A nagy autópálya-sebesség szintén növeli az akkumulátor hőmérsékletét. Az eredmény: gyorsabb öregedés. Jobb az egyenletes tempó szünetekkel.
Hogyan terheli a hőmérséklet az akkumulátort – nyáron és télen?
Az akkumulátorok 20-30 Celsius-fokos hőmérsékleten működnek optimálisan. Ettől való eltérés esetén az akkumulátor-kezelő rendszernek be kell avatkoznia. Ez energiába kerül és megterhelő lehet. Nyáron: Ne hagyjuk a teljesen feltöltött akkumulátorokat a napon. Jobb, ha árnyékban vagy garázsban parkolunk. Télen: Az akkumulátornak energiára van szüksége ahhoz, hogy felmelegedjen, ez csökkenti a hatótávolságot. A töltés hőmérséklet-szabályozott garázsban vagy előmelegítéssel ideális. Fontos: az utazás után töltsük fel, ne előtte. Ekkor az akkumulátor már meleg.
Mennyibe kerül valójában a gyorstöltés?
A 150 vagy 350 kW-os (egyenáramú) gyorstöltés nagy terhelést jelent a celláknak. A hőmérséklet és a feszültség megnő, és az öregedés felgyorsul. Az Aviloo elemzése szerint a rendszeres gyorstöltés akár 17%-kal is növelheti a degradációt. Ezek az értékek modelltől függően érvényesek. Jobb: lassú töltés váltakozó árammal (AC), pl. a wallboxon. Ideális esetben éjszaka, az utazás megkezdése előtt akár 80%-ig.
Amikor az elektromos autó megáll – tippek a hosszabb szünetekhez
Az akkumulátorok álló helyzetben is öregednek. Különösen akkor, ha teljesen feltöltöttek. Két év 100%-os állás 15%-os kapacitásvesztéshez vezet. A veszteség 20%-os töltöttség mellett alacsony marad. Tipp a nyaralási időszakokra: Parkoljuk a járművet 40-50%-os töltöttségi szinttel. Röviddel a használat előtt programozzuk a töltést. Cellakémia: Nem minden akkumulátor öregszik ugyanolyan gyorsan. Két elterjedt cellatípus létezik: NMC (nikkel-mangán-kobalt) és LFP (lítiumvas-foszfát). Az NMC cellák nagy energiasűrűséget (nagyobb hatótávolságot) biztosítanak, de érzékenyek a hőmérsékletre. Az LFP cellákat robusztusabbnak tartják, kevésbé tűzérzékenyek, és nem tartalmaznak kobaltot. Ideálisak sok töltési ciklusra. De: az LFP cellákat lehetőleg nem szabad 90% fölé tölteni. A dendritképződés itt is kockázatot jelent, ha gyakran teljesen feltöltik őket. Az akkumulátorok nemcsak a használat (ciklusos öregedés), hanem az idő (naptári öregedés) révén öregednek. A nem megfelelő körülmények közötti „állni hagyás” is káros. A rendszeres szoftverfrissítések segíthetnek: sok gyártó távolról vezérelt szoftver-frissítésekkel javítja az akkumulátorok kezelését.
Kétirányú töltés: az élettartam rovására?
Egyre több elektromos autót szállítanak ma már azzal a képességgel, hogy nemcsak felveszi az áramot, hanem le is adja azt. A kétirányú töltés a járművet egyfajta guruló villamosenergia-tárolóvá alakítja. Ideális a napelemes rendszerrel rendelkező háztartások számára: a napközben betáplált villamos energia este vagy éjszaka – például egy járműtől házhoz funkcióval (V2H) ellátott wallboxon keresztül – visszaáramolhat az autóból.
Ami az energia-önellátás és a hálózati stabilitás szempontjából ígéretesnek hangzik, annak azonban van egy hátránya: minden töltési és kisütési folyamat egy ciklusnak számít – és ezek összeadódnak. Ha az akkumulátort naponta használják töltésre és kisütésre, ez felgyorsítja a degradációját. Azoknak az autósoknak, akik napközben többnyire parkolva hagyják autójukat, ez eléggé észrevehető lehet. Az ökölszabály ezért a következő: a kétirányú töltést tudatosan és szelektíven használjuk, nem pedig minden energiaigényre szabványos megoldásként. A technológia fejlődik, de az akkumulátor élettartamára gyakorolt hatásáról egyelőre alig van hosszú távú adat.
Javítás helyett csere: az akkumulátorok cseréje helyett a cellák megújítása
Ha a teljesítmény csökken, nem kell rögtön új akkumulátort vásárolni. Sok esetben az egyes hibás cellamodulok kicserélhetők – feltéve, hogy az akkumulátort nem az új „cellákból csomagba” kialakítás szerint gyártják, amelyben az egyes modulokhoz való hozzáférés már nem lehetséges. Erre példaként szolgál a berlini EV Clinic műhely, amely elektromos autókra specializálódott. Nemrég egy Smart ED-t vittek be hozzájuk, amelynek hatótávolsága jelentősen csökkent. A diagnózis: a kapacitás 75%-ra csökkent – tulajdonképpen egy cserére szorul. A szakértők azonban a 93 cellából csak hármat cseréltek ki. Az eredmény: az akkumulátor teljesítménye ismét 95%-ra nőtt – 900 euróért. Az ilyen javításokat még nem szabványosították, és csak néhány szakcég kínálja őket. De a tapasztalatok azt mutatják: célzott cellák cseréjével elkerülhető a drága teljes javítás – és az akkumulátorok sokkal tovább használhatók.
Második élet: amikor az akkumulátor „kirepül” az autóból, de tovább működik
A 70%-os kapacitású akkumulátorok alkalmasak helyhez kötött tárolóként, pl. napelemes rendszerekhez. Az olyan gyártók, mint az Audi és a BMW, a kiselejtezett akkumulátorokat konténerrendszerekben hasznosítják. Előrejelzések szerint 2035-re a második életciklusú akkumulátorok több mint 100 GWh tárolókapacitást biztosíthatnak majd.
Kötelezően újrafeldolgozott anyagok aránya az új akkumulátorokban
Németország nagy újrahasznosító üzemeket épít, Kína már előrébb jár. A grafitra és a kobaltra vonatkozó eljárásokat is fejlesztik. Az akkumulátor-kutatás gyors ütemben halad előre. Jelenleg három fejlesztés áll a középpontban: Szilárdtest akkumulátorok. amikor a folyékony elektrolit helyett szilárd anyagot használnak. Ez csökkenti a tűzveszélyt, nagyobb energiasűrűséget tesz lehetővé, és jelentősen lerövidítheti a töltési időt. Az első szilárdtest-akkumulátoros modellek 2027-re várhatók. Nátrium-ion technológia. Ez az alternatíva nem igényel lítiumot vagy kobaltot, olcsóbb és környezetbarátabb. Hátránya: alacsonyabb energiasűrűség – jelenleg különösen a kisebb járművek vagy a helyhez kötött tárolórendszerek számára érdekes. Száraz akkumulátor-elektróda (DBE) Egy új gyártási eljárás megtakarítja az oldószereket és a szárítási folyamatokat az elektródagyártás során. Ez csökkenti az energiaszükségletet, a CO₂-kibocsátást és a gyártási költségeket, de még nem érett meg a sorozatgyártásra.
Hosszú távon a cél az, hogy az akkumulátorok fenntarthatóbbá, nagyobb teljesítményűvé és olcsóbbá váljanak, ugyanakkor könnyebben javíthatóvá és újrahasznosíthatóak legyenek. Ez a felhasználók számára ez azt jelenti, hogy ha gondosan bánunk járművünkkel, többszörösen is jól járunk – a hosszabb élettartam, jobb újraeladási érték és kisebb környezetterhelés révén.
