Degradarea bateriilor prin încărcarea rapidă frecventă este o preocupare pentru noii posesori de mașini electrice, dar există o mulțime de factori care influențează durata de viață a bateriei, scrie Euronews.
Inițial, studiile arătau că încărcarea rapidă regulată ar putea degrada capacitatea bateriei în timp. Totuși, cercetările recente contestă această ipoteză, în special în cazul modelelor echipate cu sisteme avansate de gestionare a bateriei.
Într-un studiu recent, cercetătorii Recurrent au analizat datele de la peste 13.000 de vehicule electrice pentru a evalua efectele încărcării rapide frecvente.
Contrar previziunilor de laborator, datele obținute în urma a peste 160.000 de încărcări reale nu au evidențiat nicio diferență semnificativă în ceea ce privește degradarea autonomiei bateriei între Tesla care se încarcă rapid frecvent și cele care fac acest lucru cu moderație.
Cu toate acestea, studiul include în principal date de la vehicule mai noi (începând cu 2018, majoritatea din 2021 sau mai târziu), acoperind doar aproximativ cinci până la șase ani de utilizare. Prin urmare, efectele pe termen lung ale încărcării rapide rămân incerte.
Toate bateriile litiu-ion prezintă o pierdere treptată a autonomiei în timp, iar bateriile Tesla – încărcate rapid sau nu – prezintă o degradare preconizată a autonomiei, indiferent de obiceiurile de încărcare. Pierderea autonomiei în lumea reală poate varia din cauza unor factori precum terenul și vremea.
Cum combat mașinile electrice moderne degradarea bateriei
Sofisticarea sistemelor de gestionare termică și a bateriilor din vehiculele electrice a evoluat până la un punct în care multe vehicule pot face față încărcării rapide fără o degradare semnificativă. Mai mulți factori contribuie la această reziliență.
În primul rând, tehnologia avansată a sistemului de gestionare a bateriei (BMS) monitorizează și ajustează în timp real tensiunea, curentul și temperatura fiecărei celule.
Prin această observare constantă, BMS se asigură că acești parametri rămân în limite sigure, prevenind supraîncălzirea și supraîncărcarea. Dacă temperaturile cresc prea mult, BMS încetinește încărcarea sau activează sistemul de răcire pentru a proteja sănătatea bateriei.
Căldura este inamicul bateriei, mai ales în timpul încărcării la viteză mare. Vehiculele electrice moderne utilizează sisteme de gestionare termică (TMS) – răcire cu lichid sau chiar aer condiționat – pentru a menține celulele bateriei la o temperatură stabilă, reducând astfel presiunea pe care o poate exercita încărcarea rapidă asupra bateriei.
Sistemele de răcire cu lichid, de exemplu, permit celulelor să rămână la o temperatură sigură chiar și în timpul sesiunilor prelungite de încărcare rapidă.
Împreună cu BMS-urile, TMS-urile aplică limitele de curent și atenuează riscurile precum scăparea termică, prelungind durata de viață a bateriei și făcând încărcarea rapidă mai sigură și mai eficientă.
Chimia bateriei este, de asemenea, foarte influentă. Diferitele compoziții chimice ale bateriilor prezintă grade diferite de rezistență în condiții de încărcare rapidă.
Bateriile litiu-fier-fosfat (LFP), adoptate din ce în ce mai mult de Tesla și de alții, sunt deosebit de robuste la viteze de încărcare ridicate.
Bateriile nichel-mangan-cobalt (NMC), în schimb, sunt mai predispuse la uzură, în special în condiții de căldură ridicată. Cu toate acestea, producătorii de automobile fac progrese în ceea ce privește ambele chimicale, utilizând un BMS pentru a compensa o parte din stresul generat de încărcarea rapidă.
În cele din urmă, selectarea chimiei potrivite presupune echilibrarea capacității de încărcare rapidă, a durabilității și a densității energetice. Accentul se pune pe dezvoltarea de baterii care să poată suporta o putere mai mare fără a se degrada rapid, fiind în același timp rentabile și ecologice.
Când încărcarea rapidă poate suprasolicita bateriile mașinilor electrice
Deși încărcarea rapidă este, în general, sigură pentru majoritatea vehiculelor electrice, unele condiții pot prezenta riscuri pentru longevitatea bateriei.
Încărcarea la temperaturi extreme – fie la temperaturi foarte ridicate, fie la temperaturi foarte scăzute – poate crește stresul asupra bateriei, în special dacă bateria nu este precondiționată. Datele de la Geotab arată că încărcarea rapidă în condiții de căldură poate accelera degradarea bateriei.
Bateriile se confruntă cu o rezistență mai mare atunci când sunt încărcate din stări foarte scăzute sau aproape pline, ceea ce poate contribui la degradare, așa că evitați încărcarea rapidă atunci când bateria mașinii dvs. este extrem de fierbinte, înghețată sau într-o stare de încărcare ridicată sau scăzută.
Din acest motiv, mulți producători recomandă evitarea încărcării rapide atunci când bateria este aproape goală sau aproape de 100%.
Utilizarea la kilometraj mare este, de asemenea, un aspect de luat în considerare. Vehiculele care se încarcă rapid de mai multe ori pe zi pe parcursul unui număr mare de kilometri parcurși pot prezenta o uzură ușor mai mare, deși impactul este de obicei minim dacă BMS funcționează bine.
Încărcarea rapidă constantă până la 100% solicită mai mult bateria decât oprirea la 80%, deoarece etapa finală de încărcare tinde să încălzească mai mult celulele. Pentru a maximiza durata de viață a bateriei, mulți producători sugerează limitarea încărcării rapide la aproximativ 80 la sută.
Precondiționarea bateriei – încălzirea sau răcirea acesteia la o temperatură optimă înainte de încărcare – permite un proces de încărcare mai blând. Încărcarea rapidă fără precondiționare, în special la temperaturi extreme, poate fi mai dăunătoare.
Sfaturi pentru minimizarea degradării bateriei
În concluzie, pentru a proteja mai bine bateriile mașinilor electrice în timpul încărcării rapide, ar trebui să încercați următoarele:
– Precondiționați bateria în condiții meteorologice extreme înainte de încărcare.
– Evitați încărcarea regulată la 100%; tindeți mai degrabă la 80%.
– Echilibrați încărcarea rapidă cu încărcarea mai lentă de nivel 2, atunci când este posibil.
– Urmați recomandările producătorului pentru practici optime de încărcare.
Viitorul încărcării rapide
Studiile recente sugerează că este posibil ca încărcarea rapidă frecventă să nu deterioreze semnificativ bateriile vehiculelor electrice, ceea ce contrazice ipotezele anterioare.
Vehiculele electrice de astăzi sunt echipate cu BMS avansat, management termic îmbunătățit și substanțe chimice rezistente, precum LFP, pentru a combate degradarea.
Încărcătoarele ultrarapide, care vor depăși în curând 350 kW, ar putea reduce drastic timpul de încărcare, ajungând la 80 % în doar 15 minute.
Datorită progreselor continue în domeniul bateriilor litiu-ion, solid-state și litiu-sulfur, alături de infrastructura inteligentă de încărcare, vehiculele electrice sunt pregătite să devină mai rapide, mai sigure și mai fiabile la încărcare.