Podle současných odhadů vydrží většina baterií elektromobilů 15–20 let, než bude nutné je vyměnit. Vzhledem k tomu, že dnešní průměrná životnost auta je zhruba 12 let, baterie vašeho elektromobilu pravděpodobně přežije vaše auto.
Tento článek vyvrací nejběžnější mylné představy o životnosti baterie EV, vysvětluje, jak dlouho baterie EV skutečně vydrží, co můžete udělat pro prodloužení její životnosti, upozorňuje na některé úžasné aplikace druhé životnosti, které nabízejí, a říká vám, zda jsou recyklovatelné.
Životnost baterie elektromobilu je odolnější, než si myslíte
Elektromobily (EV) nebyly nikdy populárnější než dnes. Celosvětově prodej elektromobilů v roce 10 přesáhl 2022 milionů a s více než 2.3 miliony elektromobilů prodanými v prvním čtvrtletí roku 2023 se očekává, že prodeje do roku 2023 výrazně porostou.
Navzdory tomuto rychlému nárůstu má mnoho řidičů stále výhrady – a jedna z nejčastějších obav se týká baterií elektrických vozidel. Vedle úzkosti z dojezdu je důležitou obavou 33 % potenciálních řidičů elektromobilů v našem nedávném výzkumu Mobility Monitor strach z vybití baterie.
I když je tento strach pochopitelný, vzhledem k našim zkušenostem s bateriemi telefonů a notebooků ztrácí kapacitu rychleji, než bychom chtěli, baterie EV jsou navrženy a vyrobeny tak, aby byly mnohem odolnější. Výzkumy ve skutečnosti ukazují, že baterie elektromobilů pravděpodobně přežijí vozidlo, ve kterém jsou (a i tak mohou mít druhý život).
Tento článek zkoumá běžné mylné představy o životnosti baterie pro elektromobily, o tom, jak dlouho skutečně vydrží a co můžete udělat pro prodloužení jejího životního cyklu.
Životnost baterie elektromobilů: Pochopitelný (a přesto nemístný) nedostatek důvěry
Baterie nás obklopují v našem každodenním životě: od našich telefonů, tabletů a notebooků až po skútry a elektrické zubní kartáčky. Také dobře známe pocit, že se kapacita baterie vašeho zařízení časem zmenšuje: po několika letech se zdá, že váš telefon nevydrží na jedno nabití ani zdaleka tak dlouho, jako když jste si jej poprvé koupili.
Je tedy pochopitelné, že bychom měli stejné obavy, pokud jde o baterie pro elektromobily.
Pojďme prozkoumat, jak funguje baterie EV a proč může být váš strach neopodstatněný.
Z čeho jsou vyrobeny baterie pro elektromobily?
Typická baterie pro elektromobily je vyrobena z tisíců dobíjecích lithium-iontových článků, které jsou vzájemně spojeny a tvoří baterii vozidla. Lithium-iontové baterie mají mnohem vyšší hustotu energie než většina ostatních typů baterií, což znamená, že dokážou uložit více energie v daném objemu. Jsou také efektivnější při vybíjení energie a nevyžadují téměř žádnou údržbu.
Ale i když jsou lithium-iontové baterie účinné, nevydrží věčně. Stejně jako mnoho jiných částí baterie s používáním stárnou, přičemž články jsou schopny pojmout méně energie, než byly původně. Časem to může způsobit znatelné snížení celkové kapacity baterie.
Baterie elektrického auta vs baterie telefonu
Zatímco váš telefon nebo notebook může během několika let ztratit až 20 % své kapacity, baterie pro elektromobily jsou od začátku navrženy tak, aby vydržely déle. Mají také tendenci se používat jinak než většina ostatních osobních elektronických zařízení a mají vestavěné ochranné mechanismy, což znamená, že se opotřebovávají méně rychle.
Za prvé, i při mírném používání se baterie EV nemusí nabíjet ani zdaleka tolik jako jiná elektronika. Například při průměrné vzdálenosti ujeté v EU může typický elektromobil vydržet několik dní bez nutnosti nabíjení.
Za druhé, baterie pro elektromobily mají systém, který zabraňuje degradaci baterie, nazývaný systém správy baterií (BMS). BMS řídí nabíjení a vybíjení baterie a zajišťuje to způsobem, který je nejméně škodlivý pro články baterie. Může například vyhradit určitou kapacitu pro ochranu baterie nebo přerozdělit energii, aby bylo zajištěno rovnoměrné využití článků.
Životnost baterie EV: Jak dlouho vydrží baterie v elektromobilech?
Avšak i když baterie EV stárnou, jejich velká počáteční kapacita v kombinaci s menšími ztrátami kapacity baterie znamená, že stárnutí je pro řidiče téměř nepostřehnutelné. V současnosti se odhaduje, že elektromobily ztratí v průměru 2.3 % kapacity baterie ročně. Abychom to uvedli do kontextu, pokud si dnes koupíte elektromobil s dojezdem 240 km (150 mil), po pěti letech ztratíte pouze asi 27 km (17 mil) dostupného dojezdu.
I když je tato teoretická ztráta zajímavá, můžeme se podívat na stávající EV, abychom viděli, jak jejich baterie v posledních letech stárly.
To je o dost více, než je průměrná životnost automobilu, která je pouhých 12 let. Jinými slovy, předpovídá se, že baterie EV přežijí životnost vozidla, ve kterém se nacházejí. A aby byl ještě klidnější, téměř všichni výrobci elektromobilů nabízejí na svou baterii přibližně 8–10letou záruku, která zajišťuje bezplatnou výměnu baterie, pokud předčasně selže.
Jak prodloužit životnost baterie vašeho elektromobilu
Zlepšení za poslední desetiletí u lithium-iontových baterií bylo významné. Pokroky prodloužily životnost baterie, zvýšily bezpečnost a snížily hmotnost a cenu bateriových sad. Nicméně jako o všechny technologie, pokud se o ně staráte správným způsobem.
Nejlepší postupy pro nabíjení baterie EV
1. Nenabíjejte svůj elektromobil každou noc
Bez ohledu na to, zda dobíjíte baterii pouze o několik procent nebo vozidlo plně nabíjíte, pokaždé, když se baterie nabíjí, zatěžujete baterii. V důsledku toho se kapacita baterie sníží o zlomek. Abyste se vyhnuli této směsi v průběhu času, neměli byste své vozidlo zapojovat každou noc. Pokud své vozidlo nabíjíte, jen když je to nutné, a nepřipojíte vozidlo hned po příjezdu domů, můžete prodloužit životnost baterie.
2. Zůstaňte mezi 20 a 80 procenty nabití
Stejně jako byste neměli své vozidlo zapojovat každou noc, neměli byste jej doplňovat na 100 procent, když nemusíte. Lithium-iontová baterie je navržena tak, aby ukládala velké množství energie s nábojem, který klesá a proudí. Časté příliš časté vybíjení článků nebo jejich úplné zaplnění však může časem snížit kapacitu baterie jako celku. Běžnou radou je zůstat mezi 20 a 80 procenty nabití a nikdy nenechat baterii úplně vybít.
3. Kontrolujte optimální stav nabití baterie během dlouhého skladování
A konečně, k degradaci přispívá také ponechání vašeho EV zaparkovaného příliš dlouho s plnou (nebo prázdnou) baterií. Abyste tomu zabránili, pokud budete trávit značné množství času mimo své vozidlo, doporučujeme, abyste jej naplnili někde mezi 25 a 75 procenty. Existují chytré nabíjecí stanice, které vám s tím pomohou a zajistí, že vaše baterie nepřekročí tyto limity.
Kolik stojí baterie elektromobilu?
Zdaleka nejdražší součástí každého EV je jeho baterie. V současné době stojí baterie EV podle agentury Reuters kolem 10,000 12,000 až 150 2023 USD (nebo XNUMX USD za kWh podle Global EV Outlook XNUMX IEA). Tato vysoká cena je z velké části způsobena cenou materiálů potřebných k výrobě baterie, z nichž mnohé jsou vzácné nebo obtížně dostupné.
Naproti tomu náklady na výrobu buněk se v roce 2022 oproti roku 2021 zvýšily a vrátily se na úroveň z roku 2019. Je to způsobeno rostoucími cenami vzácných materiálů, které tvoří významnou část ceny článků, a rostoucí cenou elektřiny, která ovlivňuje výrobní náklady.
Bloomberg New Energy Finance (BNEF) očekává, že cena baterií začne znovu klesat v roce 2024, kdy se očekává, že ceny lithia poleví, protože bude online více těžební a rafinační kapacity. Na základě aktualizované pozorované míry učení předpovídá průzkum BNEF 2022 Battery Price Survey, že průměrné ceny balení by měly do roku 100 klesnout pod 2026 $/kWh.
Jsou baterie elektromobilů recyklovatelné?
Když baterie dosáhnou konce své životnosti, co s nimi lze dělat? Dopad použitých baterií na životní prostředí je nepochybně rostoucím problémem a znepokojením mnoha elektromobilů.
Zatímco recyklace je často zmiňována jako hlavní řešení pro nakládání se starými bateriemi, v praxi lze baterie EV často znovu použít pro jiné účely, než je nutné je recyklovat, a to díky jejich velké kapacitě a schopnosti rychle se nabíjet a vybíjet.
Co se stane se starými bateriemi elektromobilů?
Jedním z hlavních perspektivních použití starých baterií EV je skladování elektřiny – jak pro jednotlivé budovy, tak pro celou síť. Potřeba skladování je totiž klíčovou výzvou pro vyvážení variability mnoha obnovitelných zdrojů energie a zajištění stálých dodávek.
Mobility House již implementoval takový obousměrný inteligentní nabíjecí systém pomocí starých bateriových sad Nissan Leaf k vyhlazení špiček poptávky po elektřině z Johan Cruijff ArenA v Amsterdamu, domovu fotbalového klubu Ajax.
Recyklace baterií elektromobilů
Po druhém – nebo dokonce třetím či čtvrtém – životě již baterie nemusí sloužit funkčnímu účelu. Zde přichází na řadu recyklace. Zatímco recyklace lithium-iontových baterií je náročná, rostoucí poptávka po jejich surovinách katalyzuje nové procesy, přičemž některé techniky umožňují získat zpět až 95 % surovin.
Zjistěte více o nabíjení EV
Životnost baterie je pochopitelně jedním z hlavních hledisek pro potenciální řidiče EV, vzhledem k významným investicím, které baterie EV obnáší. V praxi jsou moderní baterie EV navrženy s ohledem na dlouhou životnost a s největší pravděpodobností přežijí vozidlo, ve kterém jsou.
Pokud uvažujete o přechodu na elektrickou mobilitu, možná budete mít mnohem více otázek týkajících se elektromobilů a nabíjení elektromobilů. Podívejte se na našeho podrobného průvodce nabíjením EV, kde se dozvíte vše, co o nabíjení EV potřebujete.
Přihlaste se k odběru našeho newsletteru: The Current a získejte exkluzivní informace o všech věcech elektrické mobility přímo do vaší schránky.
Tato funkce se původně objevila ve vydání Fleet News z července 2022. Klikněte zde a přečtěte si článek v digitálním vydání časopisu.
Všichni jsme měli z první ruky zkušenosti s degradací baterie – čerstvě vybalená baterie v novém smartphonu vypadá, že vydrží věčně.
Postupem času je ale potřeba telefon nabíjet častěji, protože se jeho kapacita baterie snižuje. To platí také pro baterie používané v elektrických vozidlech (EV), které sdílejí podobnou chemii.
V případě EV však snížená kapacita znamená, že vozidlo utrpí snížení dojezdu, přičemž existují také obavy, že stav baterie nepříznivě ovlivní zbytkovou hodnotu EV (RV).
To však není problém, o který by se v současné době mnoho spotřebitelů obávalo, říká Chris Plumb, hlavní editor ocenění v cenovém průvodci Cap HPI.
Dodává: „Věříme, že v budoucnu budou údaje o degradaci baterií u ojetých elektrických vozidel pravděpodobně stejně důležité jako u vozidel s motorem ICE (spalovací motor), protože kupující ojetých vozů bude chtít znát zdravotní stav svého vozu. baterie/vozidlo, které kupují.
“Nicméně na dnešním trhu, kde jsou téměř všechna nová BEV (bateriová elektrická vozidla) dodávána s osmiletou zárukou na baterii, se zdá, že spotřebitelé jsou méně znepokojeni.”
V této funkci se podíváme na pět velkých otázek, které by si měli klást tvůrci vozového parku ohledně degradace baterie.
Co je degradace baterie a proč k ní dochází?
Degradace je ztráta kapacity a výkonu v baterii a nastává v důsledku řady chemických procesů v jejích článcích.
Dochází k tomu buď stárnutím baterie v průběhu času, kdy se nepoužívá – tzv. kalendářní stárnutí – nebo jejím nabíjením a vybíjením – známé jako cyklistické stárnutí.
Obojí je nevyhnutelné.
Kalendářní stárnutí je nejvíce ovlivněno stavem nabití baterie a dobou, po kterou je baterie ponechána, a také teplotou, ve které je vozidlo skladováno. Cyklické stárnutí je důsledkem chemických procesů při používání baterie a je obvykle ovlivněno teplotou okolí , počet a typ nabíjecích cyklů a hloubka a rychlost vybíjení.
Skutečná kapacita baterie během její životnosti se označuje jako její zdravotní stav (SoH) a vypočítává se pomocí procenta ve srovnání s dobou, kdy byla nová, a na 100 %.
Jednoduše řečeno, baterie s dojezdem 200 mil, když je nová, ale nyní s 90% SoH by měla dojezd 180 mil.
Zatímco pro mnoho uživatelů nemusí mírný pokles kapacity znamenat velký rozdíl, čím závažnější je snížení, tím větší je možnost, že vozidlo nebude schopno plnit povinnosti, pro které bylo pořízeno.
Baterie je považována za na konci své životnosti ve vozidle, když klesne na 70 % SoH. Většina odborníků očekává, že toho baterie dosáhne přibližně po 10 letech, i když existuje potenciál, že vydrží mnohem déle.
Po tomto okamžiku mohou být baterie buď použity v aplikacích druhé životnosti, jako je domácí nebo průmyslové skladování energie, nebo recyklovány.
Jak rychle se vybíjejí baterie EV?
Na to neexistuje jednoduchá odpověď. Rychlost degradace je ovlivněna mnoha faktory, včetně stáří, okolních podmínek a způsobu nabíjení a vybíjení baterie.
Výzkum společnosti Altelium, který provedl výzkum údajů o bateriích elektromobilů, zdravotních a záručních specialistů, zjistil, že standardní automobilový článek by mohl mít 80% SoH ve svém profilu tvrdého použití po přibližně čtyřech letech, ale trvá 15 let, než se dostane do stejného stavu při snadném používání.
„Skutečně velká věc je váš případ použití,“ říká Alex Johns, manažer rozvoje obchodu ve společnosti Altelium, který také předsedal letošnímu Evropskému summitu o bateriích elektrických vozidel.
„Pokud jedete naprázdno, prudce brzdíte a vždy rychle nabíjíte, vybijete si baterii.
„Pokud baterii používáte natvrdo, může mít čtvrtinovou životnost ve srovnání s tím, kdy ji provozujete rozumně. Vím to, protože jsem provozoval taxislužbu na letišti Gatwick, kde jsme měli pět Tesl Model S.
„Na každém jsme najezdili 100,000 300,000 mil ročně po dobu tří let, takže jsme každou najezdili XNUMX XNUMX mil.
„Na konci toho, protože jsme zavedli různá pravidla kolem stejnosměrného nabíjení maximálně 30 %, auta byla v režimu chlazení/eko, takže je nebylo možné řídit jako tažné auto a podobné věci. Byli řízeni poměrně jemně.
„Po ujetí 82 300,000 mil nám zbylo XNUMX % zdravotního stavu, ať už dáme nebo vezmeme velmi málo, auto od auta. To je úžasný.
“Není to jen otázka několika desetin procenta nebo několika procent mezi těžce opracovanou a nepracovanou baterií, jsou to stovky procent.” Mohli byste vidět o 400 % více života, pokud s ním budete jezdit jemně.“
Johns říká, že jelikož se průměrné auto ve Spojeném království používá pouze jednu hodinu denně, v mnoha případech může být primární příčinou degradace baterie stárnutí v kalendáři.
„Může to být jen 0.4 % SoH ročně nebo tak nějak, ale pokud si hodláte ponechat své auto deset let, očividně to dá dohromady 4 %,“ dodává.
Jak ovlivní stav baterie zbytkové hodnoty?
Cap HPI očekává, že RV budou ovlivněny SoH baterie EV, ale rozsah zatím není jasný.
„Ve své nejjednodušší podobě můžete mít dvě identická vozidla s odpovídajícím počtem najetých kilometrů, stářím a stavem.
„U jednoho je však zachován stav baterie 90 % a u druhého 70 %,“ říká Plumb.
„Na dnešním trhu přitahují stejnou hodnotu, ale vozidlo s menší degradací by mělo mít vyšší cenu.
„V tuto chvíli je příliš brzy komentovat finanční dopad zdraví baterie na obytné vozy. Nicméně toto je něco, co aktivně sledujeme a Cap HPI jedná s řadou stran, které mají zájem s námi spolupracovat.“
British Vehicle Rental & Leasing Association (BVRLA) se také touto otázkou zabývá a spolupracuje s dalšími organizacemi, včetně Úřadu pro vozidla s nulovými emisemi (OZEV).
„Je důležité, aby byly na celém trhu přijaty univerzálně dohodnuté standardy, které každému umožní rychle, jasně a konzistentně porozumět stavu vozidla,“ říká Toby Poston, ředitel pro korporátní záležitosti ve společnosti BVRLA.
„Společný přístup k hodnocení stavu baterie, poskytovaný prostřednictvím zdravotního certifikátu baterie, by pomohl operátorům efektivně spravovat svůj vozový park a zároveň by měl mít předvídatelnější hodnoty vozidel na obou koncích životního cyklu.“
Poston říká, že BVRLA také aktualizuje své průmyslově uznávané standardy Fair Wear & Tear s novou verzí vozu, která má být vydána koncem tohoto roku.
„V souladu s – a předvídáním – měnícím se vozovým parkem bude nová norma obsahovat více pokynů týkajících se elektrických vozidel,“ dodává.
Situace je dále komplikovaná, říká Liam Mifsud, programový manažer ve společnosti Silver Power Systems, specialista na analýzu baterií, protože ačkoli dvě baterie mohou mít stejnou SoH, „jedna vám vydrží dalších pět let; zbývajících šest měsíců“.
Je to proto, že způsob, jakým se s baterií do té doby zacházelo, ovlivní i její budoucí degradaci.
Pokud byl například neustále rychle nabíjen, jeho SoH bude v budoucnu klesat rychleji, než kdyby se baterie nabíjela jen pomalu. Proto je důležité, aby flotily měly přístup k údajům o historii baterie, říká Mifsud.
„Pokud máte záznam o tom, jak bylo s baterií zacházeno, pak máte pravděpodobně lepší RV, protože můžete ukázat, že baterie je lepší než ta, kde nemáte k dispozici žádná data,“ dodává.
„V příštích letech jsem viděl vývoj scénáře, kdy by lidé upřednostňovali nákup ojetého vozidla z vozového parku, který má politiku zpoplatnění návratu do depa, takže nabíjení bylo aktivně řízeno vlastníkem tak, aby odpovídalo určitá kritéria, na rozdíl od vozového parku, kde vozidla mizí každý den a jsou účtovány náhodným způsobem a náhodně.”
Jak může správce vozového parku minimalizovat degradaci baterie?
Baterie BEV již mají vestavěné technologie správy, které je chrání před nejhoršími extrémy degradace.
Patří mezi ně systémy tepelného managementu, které zajišťují, že baterie funguje a nabíjí se při optimálních teplotách: to je důvod, proč jsou baterie schopny rychle nabít až 80 % kapacity, než zpomalí zbytek, protože to zabrání jejich přehřátí.
Dalším způsobem, jak výrobci chrání životnost baterií, je zachování zbytkové kapacity, aby nebyly nikdy zcela vybity, protože to může také poškodit baterii.
To je důvod, proč výrobci vozidel někdy uvádějí jak celkovou velikost baterie, tak i o něco menší použitelnou kapacitu.
Existují však také akce, které mohou učinit osoby, které rozhodují o vozovém parku a řidiči.
„Jedním z důvodů degradace baterií je teplo,“ říká Johns. „Například místo nabíjení 4 kW doma byste mohli nabíjet 100 kW, což je 25krát vyšší rychlost, a to bude vytvářet teplo.
„Jedním doporučením je nabíjet co nejpomaleji. To ocení baterie.“
V závislosti na případu použití vozidla to nemusí být možné, protože řidič si může vzít vozidlo domů v noci a nebude mít přístup k pomalejším nabíječkám, nebo pokud vozidlo najede přes den mnoho kilometrů, je rychlé nabíjení nevyhnutelný.
„Některé flotily budou mít obchodní omezení, která budou potenciálně v rozporu s osvědčenými postupy pro zdraví baterií,“ říká Pete Bishop, technologický ředitel společnosti Silver Power Systems.
Za těchto okolností může být užitečné sledování stavu baterií.
“Můžete to vyvážit tím, že přepnete vozidla na jiné řidiče, změníte trasu, po které jezdí, abyste zachovali průměrný zdravotní stav ve svém vozovém parku, takže když přijdete k vyjetí, všechna vozidla jsou v podobném stavu.” on přidává.
“Nyní můžete začít přizpůsobovat schopnosti vozidla účelu, ke kterému bude použito, a tím potenciálně prodloužit jeho životnost.”
Získání dat však nemusí být jednoduché. Johns říká, že výrobci jsou „velmi citliví, pokud jde o povolování dat“, ačkoli téměř všechny moderní EV monitorují stav baterie.
Silver Power Systems je jednou ze společností třetích stran, které mohou tato data shromažďovat, a to pomocí malého zařízení IoT (internet věcí) umístěného ve vozidle.
To přenáší data do cloudového softwaru a umožňuje analýzu baterie, včetně aktuálního stavu a způsobu používání a nabíjení po celou dobu její životnosti.
Flotily by se také měly vyvarovat úplného nabití baterie nebo jejího příliš nízkého vybití, protože to má také negativní vliv na zdraví baterie.
„Pokud máte auto, které dokáže ujet 300 mil a málokdy ujedete více než 100 mil, stačí jej nabít na 50 %,“ říká Johns.
„To výrazně prodlouží jeho životnost.
„Řidičům bychom doporučovali používat spodní část kapacity baterie místo horní části, ale snažte se vyhnout používání spodních 10 %,“ říká Johns.
Pokud se BEV skladuje, pak „někde kolem poloviny plné a při teplotě kolem 20 °C je místo, kde je možné jej uchovat pro maximální životnost“, říká Bishop.
Jaké záruky jsou poskytovány na baterie BEV?
Téměř všichni výrobci nabízejí záruku na baterie v délce osmi let/100,000 XNUMX mil, která se vztahuje na vady materiálu a zpracování i na degradaci.
Například v rámci osmileté záruky Audi/100,000 70 mil, kde je SoH baterie měřena autorizovaným servisem Volkswagen a je zjištěno, že je nižší než XNUMX %, bude opravena nebo vyměněna v rámci záruky podle následujících kritérií .
Snížení obsahu energie baterie nesmělo být způsobeno faktory mimo kontrolu výrobce automobilů, včetně, ale nejen:
■ Neoprávněná manipulace, odstranění nebo opětovná instalace vysokonapěťové baterie.
■ Vysokonapěťová baterie není používána, není s ní manipulováno, není nabíjena ani udržována podle doporučení výrobce v uživatelské příručce.
■ Vysokonapěťová baterie přichází do přímého kontaktu s otevřeným ohněm.
■ Vysokonapěťová baterie přichází do přímého kontaktu s nadměrným množstvím vody, včetně čištění vysokotlakými čističi nebo kapalinami aplikovanými přímo na vysokonapěťovou baterii.
Oprava vrátí vysokonapěťovou baterii zpět do následujícího stavu v závislosti na ujetých kilometrech/stáří vozidla v době diagnózy:
■ Až do ujetí 40,000 78 mil nebo tří let po první registraci bude energetický obsah baterie opraven tak, aby měřila minimálně XNUMX % počáteční hodnoty.
■ Až do ujetí 60,000 74 mil nebo tří let po první registraci bude energetický obsah baterie opraven tak, aby měřila minimálně XNUMX % počáteční hodnoty.
■ Až do ujetí 80,000 70 mil nebo tří let po první registraci bude energetický obsah baterie opraven tak, aby měřila minimálně XNUMX % počáteční hodnoty.
- baterie
- elektrická flotila – nabíjení a infrastruktura
- Nabíjení a infrastruktura
