Viena iš priežasčių, kodėl kai kurie žmonės nenori pirkti elektromobilių, yra tariamai ribotas akumuliatorių tarnavimo laikas. Naujas SLAC-Stanfordo baterijų centro tyrimas rodo, kad šių baterijų tarnavimo laikas gali būti ilgesnis, nei manyta anksčiau.
Ką tyrimo metu nustatė mokslininkai?
Tyrimo metu nustatyta, kad elektromobilių akumuliatoriai realiomis važiavimo sąlygomis gali tarnauti gerokai ilgiau, nei manyta anksčiau.
Paskelbtame tyrime teigiama, kad elektromobilių savininkai potencialiai galėtų naudotis savo transporto priemonėmis dar kelerius metus, kol prireiks pakeisti akumuliatorių bateriją arba įsigyti naują automobilį.
Tyrimo išvados paneigia įprastą nuomonę apie akumuliatorių bandymus. Tradiciškai mokslininkai akumuliatoriaus tarnavimo laiką vertino naudodami nuolatinius iškrovimo ir įkrovimo ciklus laboratorijose.
Tačiau šis metodas tiksliai neatspindi įvairių sąlygų, kuriomis gyvena kasdieniai elektromobilių naudotojai.
„Elektromobilių akumuliatorius bandome netinkamai. Mūsų nuostabai, realus važiavimas, kai dažnai greitėjama, stabdoma, šiek tiek įkraunant akumuliatorius, sustojama užsukti į parduotuvę ir leidžiama akumuliatoriams pailsėti kelias valandas, padeda akumuliatoriams tarnauti ilgiau, nei manėme remdamiesi standartiniais laboratoriniais bandymais“, – sakė Simona Onori, vyresnioji autorė ir Stenfordo Doerr tvarumo mokyklos docentė.
Tyrėjų grupė sukūrė keturių tipų elektromobilių iškrovos profilius – nuo standartinės nuolatinės iškrovos iki dinaminės iškrovos, pagrįstos realaus vairavimo duomenimis.
Per dvejus metus jie išbandė 92 komercinius ličio jonų akumuliatorius, naudodami šiuos profilius. Rezultatai parodė, kad kuo labiau profiliai atspindėjo tikrąjį vairavimo elgesį, tuo ilgesnė buvo elektromobilio eksploatavimo trukmė.
Netikėtas atradimas
Vienas iš netikėtų atradimų – ryšys tarp staigaus ir trumpo elektromobilio pagreitėjimo ir lėtesnio akumuliatoriaus degradacijos. Tai prieštarauja ilgai vyravusiai prielaidai, kad greitėjimo pikai kenkia elektromobilių akumuliatoriams.
Tyrimo metu paaiškėjo, kad stiprus pedalo spaudimas koja senėjimo nespartina.
Tyrime taip pat nagrinėti skirtumai tarp akumuliatoriaus senėjimo dėl įkrovimo ir iškrovimo ciklų ir senėjimo dėl laiko. Vartotojų elektromobilių, kurie daug laiko praleidžia stovėdami, senėjimo priežastis yra laikas, o ne ciklai.
„Mes, akumuliatorių inžinieriai, manome, kad ciklinis senėjimas yra daug svarbesnis nei laiko nulemtas senėjimas.
Tai dažniausiai pasakytina apie komercinius elektromobilius, pavyzdžiui, autobusus ir krovininius mikroautobusus, kurie beveik visada yra naudojami arba įkraunami“, – sakė Geslinas.
Pasak jo, vartotojams, kurie savo elektromobilius naudoja nuvykti į darbą, pasiimti vaikus, nueiti į maisto prekių parduotuvę, bet dažniausiai jų nenaudoja ir net neįkrauna, laikas tampa pagrindine senėjimo priežastimi, o ne ciklas.
Tyrime nustatyta vidutinė iškrovos sparta, kuri suderina senėjimą dėl laiko ir senėjimą dėl ciklo, ir kuri, laimei, patenka į realaus vartotojų važiavimo elektromobiliu intervalą.
Šis atradimas gali padėti atnaujinti elektromobilių akumuliatorių valdymo programinę įrangą, kad realiomis sąlygomis būtų maksimaliai padidintas akumuliatoriaus ilgaamžiškumas.
Energetikos mokslų ir inžinerijos podoktorantūros stažuotoja Le Xu pabrėžė, kad svarbu vertinti naujas akumuliatorių chemines medžiagas ir konstrukcijas pagal realius poreikių profilius.
„Dabar tyrėjai gali peržiūrėti numanomus senėjimo mechanizmus chemijos, medžiagų ir elementų lygmenimis ir pagilinti jų supratimą. Tai palengvins pažangių valdymo algoritmų, optimizuojančių esamų komercinių akumuliatorių architektūrų naudojimą, kūrimą“, – teigė L. Xu.
Tyrimo reikšmė neapsiriboja vien akumuliatoriais, bet gali turėti įtakos ir kitoms energijos kaupimo reikmėms bei medžiagų mokslo sritims, kuriose senėjimas yra labai svarbus veiksnys.
