Starzenie akumulatora pojazdu elektrycznego w rzeczywistych warunkach jazdy

Pojazdy z napędem elektrycznym wydają się coraz bardziej realną alternatywą dla pojazdów spalinowych i mogą w znacznym stopniu przyczynić się do zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska oraz emisji gazów cieplarnianych. Jednym z głównych ograniczeń jest wysoki koszt akumulatorów w całym cyklu eksploatacji pojazdu. Zależy on nie tylko od kosztu produkcji akumulatora, ale również postępującej z upływem czasu degradacji jego parametrów.

Starzenie akumulatora jest procesem zależnym od kilku zjawisk, interakcje są złożone,  a w niektórych przypadkach niezbyt dobrze poznane. Proces ten zachodzi w całym okresie eksploatacji akumulatora, zarówno kiedy jest on używany (starzenie wynikające z eksploatacji), jak  i podczas jego przechowywania (starzenie wynikające z upływu czasu).

Raport ten zawiera przegląd istniejącej literatury na temat starzenia akumulatorów litowo-jonowych przeznaczonych do pojazdów z napędem elektrycznym. Opinia publiczna ma dostęp do niewielkiej ilości informacji na ten temat. Niektóre z nich są mylące, a wręcz sprzeczne. Jednak dotychczasowe doświadczenia, symulacje oraz badań laboratoryjne umożliwiają opracowanie ogólnych trendów i wyciągnięcie wniosków.
Za główne czynniki degradacji parametrów akumulatora uważa się temperaturę, poziom naładowania i głębokość rozładowania podczas kolejnych cykli, liczbę cykli oraz wartość prądu.

Zobacz także: 10 faktów nt. elektromobilności

Niektórzy autorzy proponują również inne modele degradacji. Czynniki obciążające akumulator mają charakter zdecydowanie daleki od liniowego i wykazują silne interakcje. Strategia mająca na celu wydłużenie żywotności akumulatora polega na nieustannym utrzymywaniu tych czynników na bezpiecznym poziomie kosztem znacznego zwiększania rozmiarów akumulatorów, systemów kontroli temperatury, mniejszej szybkości ładowania oraz częściowego ładowania.

Doświadczenia koncernów Tesla i Nissan są najlepiej udokumentowane i pokazują różne koncepcje projektowania akumulatorów w taki sposób, aby dążyć do utrzymania utraty pojemności w rozsądnych granicach.

Do wyposażenia swoich pojazdów z napędem elektrycznym koncern Tesla wybrał akumulator, którego skład chemiczny gwarantuje długotrwałą eksploatację, oraz stosuje skomplikowany system zarządzania akumulatorem (BMS), który zawiera kompletny system kontroli temperatury.

System BMS utrzymuje temperaturę akumulatora, poziom naładowania akumulatora oraz wartość prądu  w bezpiecznych granicach w różnych sytuacjach oraz warunkach klimatycznych, skutkiem czego jest dość przyzwoita degradacja parametrów wynosząca 0,15% na tysiąc mil, co odpowiada oczekiwaniom.

Pobierz cały raport: Starzenie-akumulatora-pojazdu-elektrycznego-w-rzeczywistych-warunkach-jazdy