A hálózatról tölthető járművekkel kapcsolatos egyik leggyakoribb aggály, hogy meddig bírja az akkumulátor – mármint mikor kell cserélni, vagy beletörődni, hogy csökken a hatótávolság? A modern villanyautók hivatalosan is meggyőző választ adnak erre a kérdésre, a valóság pedig még ennél is sokkal ígéretesebb.
Murphy törvénye szerint, ami elromolhat, az el is romlik. Ezt sokszor emlegetjük bosszankodva, amikor a dolgaink pont a legrosszabbkor szűnnek meg működni, mintha szántszándékkal hátráltatni szeretnének bennünket. Ez természetesen nonszensz, hiszen az élettelen dolgoknak nincs akaratuk. Ha viszont csupán a szó szerinti jelentését nézzük, Murphy törvénye valójában a termodinamika második törvényének egy sajátos értelmezése, miszerint a magukra hagyott rendszerek a rendezetlenség irányába változnak. Ez a természeti dolgokra éppúgy érvényes, mint az ember alkotta rendszerekre, gépekre, tárgyakra, a legegyszerűbbtől a legbonyolultabbig.
Mi köze van ennek a villanyautózáshoz? Nos, annyi bizonyosan, hogy a nagyfeszültségű hajtóakkumulátorok idővel elhasználódnak – ugyanúgy egyébként, mint a jármű minden egyéb eleme, a légbefúvó rostélyoktól a futóműig. Csakhogy az akkumulátor az elektromos hajtáslánc legnagyobb, legnehezebb, legösszetettebb és legköltségesebb eleme. Szervizelése különleges felkészültséget és nagyfokú körültekintést igényel, már ha egyáltalán megoldható, hiszen egyes gyártók eleve megbonthatatlanra, azaz nem javíthatóra tervezik akkumulátoraikat. A csere viszont a fent említett okokból többszörösen is nehézkes és drága eljárás. Ezért a legjobb, amit tehetünk, hogy igyekszünk minél inkább meghosszabbítani a hasznos élettartamát – de vajon kinek jut ebben szerep, a felhasználónak vagy a gyártónak?
Kezdjük a rossz hírrel. Amikor azt mondjuk, minden rendszer rendezetlenségre törekszik, az akkumulátorok esetében ez nem kevesebbet jelent, mint hogy összeszerelésük pillanatától fogva elkezd csökkenni a töltésmegtartó képességük. Minden egyes használati ciklus (töltés és lemerítés) után valamivel kevesebb lesz a következő töltésnél felvehető energiamennyiség. A hőmérsékletre is érzékenyek a modern nagyfeszültségű akkumulátorok: ha hideg van, csak átmenetileg csökken a kapacitásuk, tartós melegben (akár az időjárás, akár a bennük termelődő hő hatására) azonban maradandó károsodást szenvedhetnek. Ráadásul az sem segít, ha nem töltjük az akkumulátorokat: az idő is ellenük dolgozik ugyanis. Mindezen jelenségek hátterében az áll, hogy az akkumulátorban vegyi folyamatok játszódnak le, amelyek hatással vannak az akku belső szerkezeti elemeire – ha nagyon drámaian szeretnénk fogalmazni, az akkumulátor szép lassan felfalja saját magát.
A jó hír – nos, abból több is van. Az egyik, hogy a fent említett folyamatok tényleg lassan, nagyon lassan mennek végbe. Egy előző generációs villanyautókkal (2018-ban) végzett, valós életből vett adatokon alapuló kutatás szerint évente átlagosan 2,3 százalék a romlás üteme – ennek a jelentőségéről később még szót ejtünk. A másik, hogy ez a leépülés odafigyeléssel még inkább lelassítható.
Odafigyelés alatt természetesen nem az idő lelassítását értjük, hanem az ideális töltési és hőmérsékleti körülmények biztosítását. Ez főleg a gyártók feladata: rohamtempóban fejlesztik azokat a vezérlő rendszereket, amelyek az akkumulátor töltését és energialeadását szabályozzák. Ezeket jóval könnyebb frissíteni, mint mondjuk egy belső égésű motor üzemanyag-ellátó rendszereit (hiszen ott adott esetben a hardvert is cserélni szükséges), egy modellcikluson belül akár többször is előfordulhat, hogy ilyen változtatásokat eszközölnek a gyártásban, vagy akár utólag a már értékesített járműveken.
Míg régen elfogadott volt, ha egy elektromos autó akkumulátora csak passzív hűtést (menetszél, hőelvezetés) alkalmazott, a modern rendszerekben egyre inkább folyadékhűtéssel készülnek az akkumulátorok. Ez nem csak hatékonyabb hűtést tesz lehetővé intenzív kisütés (azaz nagy teljesítményleadás), intenzív töltés (egyenáramú gyorstöltő alkalmazása), illetve magas környezeti hőmérséklet esetén, hanem hideg időben az akkucsomag felmelegítését is, így több töltést tud felvenni az akkumulátor.
Gyakorlati szempontból a legfontosabb kérdés, hogy tehet-e a felhasználó annak érdekében, hogy a hőterhelés minél kisebb mértékben károsítsa akkumulátorát. Tehet, de keveset – szerencsére, tegyük hozzá, hiszen egy modern akkumulátor vezérlése rendkívül összetett, többtényezős feladat, éppen ezért fejlett számítógépek és (folyamatosan tökéletesített) szoftverek gondoskodnak erről. Az a minimum, ami mégis rajtunk múlik, az ugyanaz az észszerű megközelítés, ami a belső égésű motorokkal szerelt autóknál (sőt, minden gépnél) segít meghosszabbítani az élettartamot. Ha tartósan intenzív igénybevételt követően nagy teljesítményű gyorstöltőre csatlakoztatjuk autónkat, miközben tombol a kánikula, a vezérlő szoftver kevesebbet tehet az állapotromlás minimalizálása érdekében, mint ha odafigyelve, a körülményeket figyelembe véve töltjük és használjuk autónkat.
Szintén érdemes az ajánlott tartományon belül tartani az akkumulátor töltöttségi szintjét – azaz ne engedjük 20% alá merülni, és ne töltsük 80% fölé. Így csökken ugyan a gyakorlati hatótávolság (hiszen a teljes kapacitás mindössze 60%-át használjuk ki), viszont jelentősen megnövelhető az élettartam.
Mindez nagyon szép, de a felhasználók egy részét nem érdekli a tudományos háttér, hanem csak egy dolog: hogy végső soron meddig használhatja zavartalanul elektromos autóját. Az Európai Unióban hatályos előírások szerint a hálózatról tölthető (tisztán elektromos és plug-in hibrid) járművek akkumulátorainak 5 év és 100 ezer kilométer megtétele után az eredeti kapacitás 80 százalékát, nyolc év és 160 ezer kilométer után a 72 százalékát kell biztosítaniuk. A fent említett 2,3 százalékos átlagos éves degradáció viszont azt jelenti, hogy 8 év elteltével a legtöbb villanyautó akkumulátora nem 72, hanem 83 százalékon fog állni – azaz a valóság jóval kedvezőbb, mint amit a törvény előír.
A jogszabálynak megfelelően a gyártók többsége, így a Peugeot is 8 év, illetve 160 000 kilométer kapacitásgaranciát vállal akkumulátoraira: ha ennyi idő, illetve ekkora futásteljesítmény után az eredeti kapacitás 70%-a alá esik az akkumulátor töltésmegtartó képessége, az az akkumulátor hibájára utal, ezért garanciában, ingyen javítják vagy cserélik azt.
A világ útjain közlekedő elektromos járművek többsége ma még túl fiatal ahhoz, hogy tulajdonosaiknak ezzel a problémával kelljen foglalkozni, ám előbb vagy utóbb minden autó kifut a garanciális periódusból. De vajon utána mire számíthatunk? Nos, a Stanford egyetem kutatói szerint sokkal jobb a helyzet, mint azt korábban gondoltuk volna.
A tudósok 92 különböző gyártmányú lítium-ion akkumulátort teszteltek két éven át, méghozzá olyan mérési ciklusokban, amelyek sokkal jobban igazodtak a valós használati körülményekhez, mint a szabványos tesztek – az utóbbiak egyenletes terhelése helyett dinamikusan változó igénybevételnek tették ki az akkumulátorokat. A rövid, intenzív gyorsításokat és az egyéb, „nem szabványos” használati módokat szimuláló üzemeltetés a jelek szerint a vártnál sokkal kisebb mértékben vette igénybe az akkumulátort. A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a modern akkumulátorok élettartama akár 40 százalékkal is magasabb lehet az elvártnál. Ez igazolni látszik azokat az iparági meglátásokat is, amelyek szerint egy modern villanyautó akkumulátora biztonsággal kiszolgálhatja a törvényben előírt futásteljesítmény akár kétszeresét, az időbeli élettartam akár másfélszeresét anélkül, hogy kapacitása a hasznos élettartam végének tekintett (azaz a mindennapi használat során már kompromisszumokat követelő) 70 százalék alá esne. Ez pedig tizenkét évet és 320 ezer kilométert jelent, ráadásul biztonsági ráhagyással – a benzines és dízelautók körében az ilyen értékek kiemelkedőnek számítanak, az elektromos járművek azonban úgy tűnik, ezen a téren is magasabbra emelik a mércét.
