Petek, 2. 2. 2024, 22.03
10 mesecev, 3 tedne
Degradacija baterij v električnih avtomobilih
Tesle v Sloveniji: razkrivamo realne podatke o “zdravju” baterij
Termometer prikazuje, kako vroč je članek.
Termometer prikaže, kako vroč je članek.
2,64
Podatki o degradaciji baterij iz konkretnih Teslinih avtomobilov, ki se vozijo po slovenskih cestah, so zanimivi, kažejo projekcije za življenjsko dobo baterije in tudi pomembno razliko med glavnima različicama litij-ionske baterije.
Eno najpogostejših vprašanj pri električnih avtomobilih je življenjska doba baterij. Kako dolgo bodo te lahko zagotovile zadostno količino energije, saj gre za najdražji posamezni sklop električnega avtomobila? Morebitna zamenjava celotne baterije ali posameznih sklopov je lahko za lastnika veliko finančno breme.
Električni avtomobili imajo danes dva osnovna tipa litij-ionskih baterij. To sta nikelj-magnezijeva (NMC) in fosfatna baterija (LFP), ki se med seboj razlikujeta tako po sestavi, potrebnih materialih kot tudi po priporočilih, kako naj vozniki ohranijo kar najvišje stanje kapacitete (State of Health oziroma SOH). Zanimiv je pogled na spodaj zbrane podatke glede degradacije baterij v različnih Teslinih avtomobilih, ki so last članov Društva e-mobilnost Slovenije (DEMS). Glede na spodnje podatke je razvidno, da je predvsem baterija LFP v osnovnejših različicah obstojnejša.
Primeri Teslinih avtomobilov v Sloveniji:
|
|
|
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
vir: DEMS
Tovrstnih podatkov lastnik ne pridobi iz vmesnika v avtomobilih. Izvor navedenih podatkov je znana aplikacija Tessie, ki omogoča tovrstno analizo. Mogoča so manjša odstopanja.
Degradacija na sto tisoč kilometrov? Glede na tip baterije od enega do tudi več kot deset odstotkov.
Pri dveh takih baterijah je degradacija od enega do štirih odstotkov na sto tisoč kilometrov, pri zmogljivejših baterijah NMC pa znašajo degradacije na sto tisoč kilometrov od slabih petih do nekaj več kot deset odstotkov.
Teoretično naj bi baterija LFP omogočala šestkrat toliko polnilnih ciklov kot baterija NMC, seveda pa je to povprečje in so pri tem prav tako mogoča odstopanja. Pri slabšem ravnanju z baterijo lahko ta slabše uporabna (s kapaciteto le še 50 %) postane že pri pol milijona prevoženih kilometrih, pri boljših primerih pa lahko baterija z visokim SOH dočaka tudi več kot milijon kilometrov.
Baterije LFP imajo za zdaj manjše kapacitete pod 60 kWh. Tesla jih ponuja v modelu 3 in Y pri različici z enojnim motorjem.
Baterije za tudi več kot milijon prevoženih
Vprašanje je, koliko kilometrov bo zmogel avtomobil in ali lahko baterija tudi "preživi" avtomobil. Medtem ko kapaciteta klasičnega avtomobilskega 12-voltnega akumulatorja ne sme pasti pod 50 odstotkov, je mogoče litij-ionske baterije uporabljati tudi pod mejo 50 odstotkov. Teoretično bi lahko vozili avtomobil s komaj enim odstotkom SOH, kar pa v praksi seveda ne bi bilo mogoče.
Baterija bo po padcu SOH pod 50 odstotkov pogosto vstopila v svoj drugi življenjski cikel – očiten primer so baterijski hranilni sistemi (nepogrešljiva podpora pametnega električnega omrežja) – ali pa se reciklira. Proizvajalci sicer v predpisanem garancijskem roku zagotavljajo vsaj 70 odstotkov SOH.
Pri kemijski sestavi obeh tipov baterij je ključna razlika, da LFP ne vsebuje kobalta in niklja.
LFP: litij, železo, fosfat, kisik
NMC: litij, nkelj, kobalt, magnezij, kisik
Primer krivulje moči polnjenja pri tesli model 3 z baterijo LFP ali NMC.
Kako polniti posamezni tip baterije in kakšne so glavne razlike med LFP in NMC?
- Baterije tipa NMC prek enosmernega toka DC ni priporočljivo pogosteje polniti na več kot 80 odstotkov.
- Baterijo tipa LFP je treba pogosteje napolniti do stotih odstotkov. Na potrebo po takem polnjenju voznika opozori tudi vmesnik avtomobila.
- Baterija NCM ima večjo energijsko gostoto in s tem tudi večji doseg z enim polnjenjem.
- Baterije LFP imajo daljšo življenjsko dobo kot NMC, prav tako imajo kemično stabilnejšo sestavo in so zato manj nevarne za t. i. toplotni pobeg.
- Če se baterija LFP predre (na primer v nesreči), ne izbruhne požar. Nasprotno velja za baterijo NMC.
- Konična polnilna moč baterije LFP je nižja, a krivulja moči polnjenja je načeloma bolj enakomerna.
- Za dobro delovanje baterij, ne glede na tip, je pozimi dobro imeti sistem predgretja. Ta znižuje porabo in povečuje moč polnjenja, prav tako na degradacijo vpliva način vožnje in podobno.
Baterije NMC (ali sorodne NCA) imajo več kobalta. To pomeni višjo moč polnjenja, ki pa je na voljo v krajšem času. Dobre so tudi za visokozmogljive različice avtomobilov, je pa pri njih degradacija hitrejša. V hladnih temperaturah imajo manj težav kot baterije LFP.
Kateri tip baterije ima rabljena tesla?
Kdor danes kupi novo teslo, bo tip baterije načeloma vedel že ob začetni izbiri različice. Tako model 3 kot model Y imata pri osnovni različici RWD tip baterije LFP, pri različici long range pa NMC. Pri rabljenih modelih 3 velja, da so tisti letnikov 2019 in 2020 prihajali iz Freemonta in imeli baterijo NCM. Leta 2021 se je začela proizvodnja v Šanghaju, kjer pa so za osnovno različico modela 3 uporabljali baterijo LFP.
Model Y ima danes v različici RWD vedno baterijo LFP. Najprej so uporabljali baterije kitajske družbe CATL, zdaj pa baterije za model Y – vezano na vozila iz tovarne v Berlinu – že zagotavlja še en kitajski baterijski velikan BYD. Pri različicah long range in performance je dobavitelj baterij NMC za Teslo najpogosteje LG (proizvodnja Berlin in Šanghaj), za nekatere različice Teslinih avtomobilov iz ZDA pa je dobavitelj baterij NCM tudi Panasonic.
