Przez lata wokół akumulatorów w samochodach elektrycznych powstał cały zestaw zasad, które kierowca powinien mieć z tyłu głowy. Nie trzymaj auta tygodniami na 100 procentach naładowania, nie rozładowuj go do zera, nie przesadzaj z ultraszybkim ładowaniem, trzymaj się przedziału 20-80% naładowania i nie zostawiaj samochodu na długo w skrajnym upale i na mrozie. Wszystko to ma sens, a teraz dostaliśmy kolejny element układanki, który mówi, jak powinniśmy jeździć samochodami elektrycznymi.
Akumulator elektryka “pamięta” każde ostre przyspieszenie
Wspomniany zespół przeanalizował rok danych z 15 samochodów elektrycznych poruszających się po Guangzhou w 2022 roku. Parametry pokroju prędkości, natężenia prądu, napięcia, temperatury i stanu naładowania były zapisywane co 10 sekund, a następnie do gry wkroczyło uczenie maszynowe do podzielenia kierowców na pięć stylów jazdy.
Czytaj też: Obalili mit, porównując samochody elektryczne i spalinowe. Nowe twarde dane
Wśród najciekawszych danych znalazła się “agresywna jazda” i nie chodziło w niej zwyczajnie o wysoką prędkość. Znacznie większym problemem okazały się częste sytuacje, w których silniki żądały od akumulatora bardzo wysokiego prądu, a więc przede wszystkim mocne przyspieszenia i nagłe korzystanie z wysokiego momentu obrotowego.
Różnica była ogromna. Średnia wartość skuteczna natężenia prądu wyniosła 20,56 A w grupie jeżdżącej najbardziej ekonomicznie i aż 66,02 A w najbardziej agresywnej. Przy najbardziej skrajnym stylu chwilowy wskaźnik stresu związanego ze starzeniem akumulatora był aż 18,4 razy wyższy. Gdy model zmieniał wyłącznie styl kierowcy z agresywnego na ekonomiczny, przy pozostawieniu innych warunków bez zmian, krótkoterminowe obciążenie związane ze starzeniem spadało o 91,3 procent.
Spokojna jazda nie sprawi, że akumulator wytrzyma 2,5 razy dłużej
Po 1000 pełnych cykli ładowania i rozładowania model przewidział utratę 21,15 procent pojemności dla najbardziej oszczędnego stylu jazdy oraz aż 53,22 procent dla najbardziej agresywnego. Różnica przekracza więc 2,5 razy. Tyle że tutaj trzeba postawić bardzo wyraźną gwiazdkę, bo w tym badaniu naukowcy nie wzięli 15 samochodów, nie przejechali nimi w identycznych warunkach po 1000 cykli, a następnie nie zmierzyli degradacji akumulatorów. Podane wartości są zaś wynikiem modelu wykorzystującego dane z rzeczywistej jazdy.
Czytaj też: Samochody elektryczne powodują mdłości których nie było w spalinowych. Rozwiązanie jest prostsze niż myślisz
Zresztą rzeczywiste dane flotowe pokazują znacznie spokojniejszy obraz. Pisałem już o tym przy analizie 22700 samochodów elektrycznych, gdzie średnia degradacja wynosiła około 2,3 procent rocznie. Jednocześnie tam również pojawił się bardzo podobny trop, bo wedle nich auta często korzystające z szybkiego ładowania prądem stałym zużywały akumulatory szybciej. W obu przypadkach wracamy więc do tego samego problemu – dużego prądu i wynikających z niego obciążeń elektrochemicznych oraz cieplnych.
Najlepsza cecha elektryków okazuje się jednocześnie ich słabością
Dla mnie właśnie tutaj badanie robi się najciekawsze. Samochód elektryczny sprzedaje nam bowiem osiągi, które z punktu widzenia akumulatora wcale nie są takie darmowe. Możliwość wciśnięcia pedału przyspieszenia i natychmiastowego otrzymania setek niutonometrów jest fantastyczna dla kierowcy, ale oznacza jednocześnie gwałtowny przepływ energii wewnątrz ogniw. Oczywiście byle pojedyncze przyspieszenie nie zabije akumulatora. Znacznie bardziej martwiłbym się regularnym stylem opartym na ruszaniu spod każdych świateł z pedałem w podłodze, mocnym hamowaniu i ponownym przyspieszaniu.
Ciekawie łączy się to również z pomysłem wykorzystania superkondensatorów w samochodach elektrycznych, o którym pisałem wcześniej. Takie urządzenie nie zastąpi dużego akumulatora, ale potrafi przyjmować i oddawać ogromną moc znacznie lepiej niż klasyczne ogniwa. Jeśli więc częste skoki natężenia rzeczywiście są tak istotnym elementem degradacji, to taki dodatkowy bufor obsługujący najmocniejsze przyspieszenia i odzyskiwanie energii zaczyna mieć jeszcze więcej sensu.
Samochód przyszłości może oceniać kierowcę
Widzę tutaj jeszcze jeden ciekawy kierunek rozwoju. Dzisiejsze samochody potrafią już oceniać ekonomiczność jazdy, przewidywać zasięg i podpowiadać, kiedy zdjąć nogę z pedału przyspieszenia. Następnym etapem mogą być systemy zarządzania akumulatorem, które powiedzą kierowcy nie tylko “zużywasz teraz dużo energii”, ale również “ten styl jazdy przyspiesza degradację pakietu”. Ba, autorzy badania sami wskazują spersonalizowane wskazówki dla kierowców jako jedno z możliwych zastosowań opracowanej metody.
Czytaj też: Samochody elektryczne dla Polaków. Pokazali twarde dane programu NaszEAuto
W przyszłości samochód mógłby więc znać historię obciążeń akumulatora i dynamicznie dostosowywać parametry do jego kondycji. W takim układzie tryb Eco nie służyłby wtedy wyłącznie wyciśnięciu dodatkowych kilometrów z jednego ładowania, ale również dodatkowych lat z całego pakietu.
W ogólnym rozrachunku elektryki nie wymagają od kierowców obchodzenia się z nimi jak z jajkiem. Wymagają jednak zrozumienia, że akumulator zużywa się nie tylko wtedy, gdy podpinamy kabel do ładowarki. Starzeje się również wtedy, kiedy wykorzystujemy tę cechę elektrycznego napędu, którą lubimy najbardziej.
Źródła: Scientific Reports
