Η P3 (η γερμανική εταιρεία που προσφέρει ολοκληρωμένες συμβουλές στον τομέα των τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας, από την προμήθεια πρώτων υλών έως την αξιολόγηση διαφόρων τεχνολογιών κυψελών και την ανάπτυξη αποδοτικών συστημάτων αποθήκευσης), ανέλυσε τώρα δεδομένα από περισσότερα από 7.000 ηλεκτρικά αυτοκίνητα, παρέχοντας πληροφορίες για την πραγματική γήρανση της μπαταρίας. Και τα δεδομένα επί του πεδίου, δίνουν μια εντελώς διαφορετική εικόνα.
Το διαδίκτυο είναι γεμάτο από ψευδείς δηλώσεις και μισές αλήθειες, για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και τις μπαταρίες τους. Μόλις ένα θέμα διαψευσθεί από τα γεγονότα, ή καταστεί ξεπερασμένο από μεγαλύτερες πλέον αυτονομίες και καλύτερα δίκτυα φόρτισης, η επόμενη φήμη διαδίδεται. Ένας από αυτούς τους μύθους, είναι η γήρανση της μπαταρίας: τα μεταχειρισμένα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, θα είναι σχεδόν αδύνατο να πουληθούν, καθώς η μπαταρία γερνάει γρήγορα, χάνει αυτονομία και στη χειρότερη περίπτωση, πρέπει να αντικατασταθεί, όπως υποτίθεται.
Όποιος λοιπόν θέλει να μάθει περισσότερα για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, αργά ή γρήγορα θα συναντήσει τέτοιες ιστορίες. Ένα πράγμα είναι ξεκάθαρο: η μπαταρία είναι το πιο ακριβό εξάρτημα ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου, γι’ αυτό τίθεται το εύλογο ερώτημα, σχετικά με το πώς αυτό επηρεάζει την υπολειμματική αξία του αυτοκινήτου, ή πόσο συχνά πρέπει να αντικαθίστανται οι μπαταρίες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων και ποιες οικονομικές συνέπειες αυτό έχει.
Η εταιρεία P3 λοιπόν, η οποία ειδικεύεται στην ηλεκτρική κινητικότητα, διεξήγαγε μια μελέτη, για να δώσει μια απάντηση βασισμένη στα γεγονότα και να αντιμετωπίσει τους μύθους για τις μπαταρίες. Στο πρώτο βήμα, η P3 εξέτασε 50 ηλεκτρικά αυτοκίνητα από τον δικό της στόλο και αργότερα ανέλυσε τα πραγματικά δεδομένα μετρήσεων, από 7.000 ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Η P3 θέλει να χρησιμοποιήσει τα αποτελέσματα για να παρέχει στους καταναλωτές, ολοκληρωμένες πληροφορίες για την εξάλειψη των παρεξηγήσεων, σχετικά με την ηλεκτρική κινητικότητα και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
«Η παραπληροφόρηση μπορεί να έχει αρνητικό αντίκτυπο στη μετάβαση στην ηλεκτρική κινητικότητα, τροφοδοτώντας αβάσιμους φόβους και μειώνοντας έτσι την κοινωνική αποδοχή και τη διείσδυση στην αγορά των ηλεκτρικών οχημάτων. Ως εκ τούτου, η παροχή αξιόπιστων και διαφανών δεδομένων, είναι ζωτικής σημασίας για την παροχή μιας ρεαλιστικής εικόνας της πραγματικής διάρκειας ζωής της μπαταρίας και κατά συνέπεια, την ενίσχυση της εμπιστοσύνης στα ηλεκτρικά οχήματα».
P3: Η κατάσταση της υγείας ως βασικός δείκτης
Πριν φτάσουμε στα αποτελέσματα, ας διευκρινίσουμε εν συντομία μερικούς όρους. Η «κατάσταση της υγείας», ή SoH για συντομία, είναι κεντρικής σημασίας για τη γήρανση της μπαταρίας. Δεν υπάρχει τυποποιημένος ορισμός εδώ. Στη δημοσίευση που έκανε, η P3 αναφέρεται καθαρά στη χωρητικότητα της μπαταρίας. Το SoH ορίζεται ως ο λόγος της τρέχουσας, μετρούμενης χωρητικότητας, προς αυτή που υπάρχει σε καινούργια κατάσταση. Η καθαρή χωρητικότητα σε κάθε περίπτωση, δηλαδή το ενεργειακό περιεχόμενο, που μπορεί να χρησιμοποιήσει ο πελάτης.
Η μικτή χωρητικότητα, δηλαδή το ενεργειακό περιεχόμενο που είναι εγκατεστημένο στο όχημα, είναι υψηλότερο, αλλά είναι άσχετο εδώ. Στο τέλος μετράει μόνο η ενέργεια που διαθέτει ο πελάτης στο ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Με άλλα λόγια, η καθαρή χωρητικότητα όταν η μπαταρία είναι καινούργια αντιστοιχεί σε SoH 100%. Εάν η τρέχουσα χωρητικότητα πέσει αργότερα, το SoH πέφτει επίσης κάτω από το 100%. Οι όροι εγγύησης του κατασκευαστή, συχνά προσδιορίζουν το 70 ή 80%, μετά από μια συγκεκριμένη χιλιομετρική απόσταση ή περίοδο χρήσης.
Για μεγαλύτερη σαφήνεια, γίνεται συχνά λόγος για «ημερολογιακή» και «κυκλική» γήρανση. Κατά τη διάρκεια της ημερολογιακής γήρανσης μιας μπαταρίας, οι χημικές δομές στις κυψέλες της μπαταρίας αλλάζουν, ακόμη και χωρίς ενεργή χρήση. Η κυκλική γήρανση προκαλεί πρόσθετη πίεση, λόγω της φόρτισης και αποφόρτισης της μπαταρίας. Και οι δύο παράγοντες, δεν μπορούν να αποφευχθούν εντελώς και δεν μπορούν να διαχωριστούν σαφώς ο ένας από τον άλλο. Για αυτόν τον λόγο, ο ορισμός του SoH, δεν περιλαμβάνει τιμές όπως το ιστορικό φόρτισης και εκφόρτισης, αλλά μόνο τη χωρητικότητα, η οποία είναι σχετική για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, από την άποψη επιλογής του πελάτη.
P3: Αναλύθηκαν δεδομένα από περισσότερα από 7.000 οχήματα
Το νέο σε αυτή τη μελέτη, είναι το γεγονός ότι βασίζεται σε πραγματικά δεδομένα από οχήματα στο δρόμο. Τα δεδομένα από τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, αναλύουν όχι μόνο τους εξωτερικούς παράγοντες, όπως οι περιβαλλοντικές επιρροές και η συμπεριφορά οδήγησης όπως και φόρτισης, αλλά και τον προγραμματισμό του συστήματος διαχείρισης των μπαταριών, αλλά και τις στρατηγικές γήρανσης που εφαρμόζουν οι κατασκευαστές των αυτοκινήτων, όσον αφορά τον τρόπο με τον οποίο καταπονούν ή και προστατεύουν τις μπαταρίες τους.
Η P3 ακολούθησε δύο προσεγγίσεις, για να λάβει τα πολύ σημαντικά δεδομένα του οχήματος: Πρώτον, μετρήθηκαν 50 οχήματα από τον στόλο της εταιρείας, η μπαταρία εξετάστηκε για προηγούμενη γήρανση και το SoH συσχετίστηκε με τη χρήση και τη συμπεριφορά φόρτισης. «Τα οχήματα επιλέχθηκαν για να αποκτήσουν πληροφορίες για όσο το δυνατόν περισσότερα διαφορετικά προφίλ οδήγησης και φόρτισης και για να εντοπίσουν διαφορές μεταξύ των κατασκευαστών», λέει η P3.
Για να υποστηρίξουμε αυτές τις ποιοτικές μεμονωμένες αναλύσεις με περισσότερα ποσοτικά δεδομένα, το δεύτερο βήμα, αφορούσε την αυστριακή startup εταιρεία διαγνωστικών μπαταριών Aviloo. Σύμφωνα με την τελευταία, έχει ήδη πραγματοποιήσει πάνω από 60.000 δοκιμές χωρητικότητας. Η Aviloo προσφέρει δύο διαφορετικές αναλύσεις, το «Flash Test» και το «Test Premium». Και στις δύο περιπτώσεις, το λεγόμενο Aviloo Box, ένα dongle OBD, συνδέεται στη θύρα OBD του οχήματος.
Για τη Δοκιμή Premium, η μπαταρία φορτίζεται στο 100% και εξαντλείται στο δέκα% με το συνδεδεμένο dongle. Με αυτόν τον τρόπο, αμέτρητα δεδομένα σχετικά με την μπαταρία μετρώνται και αναλύονται στους διακομιστές της Aviloo. Το «Flash Test» πραγματοποιείται μόνο όταν το όχημα είναι σταματημένο και αναλύει τις διαθέσιμες τιμές μέτρησης με βάση τη βάση δεδομένων, που έχει ρυθμιστεί για τον αντίστοιχο τύπο μπαταρίας μέσω του «Premium Test».
Για την ανάλυσή του, η P3 χρησιμοποίησε τα αρχεία δεδομένων για περισσότερα από 7.000 οχήματα, τα οποία αναλύθηκαν όλα με τη χρήση του «Premium Test», ενώ αυτή η διαδικασία είναι πιο περίπλοκη αλλά και πιο ακριβής. Αυτό το σύνολο δεδομένων, περιελάμβανε επίσης οχήματα με χιλιόμετρα στο κοντέρ, άνω των 300.000 χλμ. «Αυτό επέτρεψε να αξιολογηθεί η γήρανση της μπαταρίας με περισσότερες λεπτομέρειες και πιο ποσοτικά, σε σχέση με τα χιλιόμετρα», αναφέρει η εταιρεία. «Αυτό συμπληρώνει συγκεκριμένα την ανάλυση του στόλου μας και παρέχει μια ευρύτερη βάση δεδομένων για μια καλά τεκμηριωμένη αξιολόγηση».
Και η αξιολόγηση έχει ένα σαφές αποτέλεσμα: στα πρώτα 30.000 χιλιόμετρα περίπου, η απώλεια χωρητικότητας επιταχύνεται, πράγμα που σημαίνει ότι η κατάσταση της υγείας πέφτει σχετικά γρήγορα από 100 σε περίπου 95%. Τα καλά νέα είναι ότι η πραγματική υποβάθμιση, μειώνεται με την αύξηση των χιλιομέτρων. Τα δεδομένα της Aviloo από τα 7.000 οχήματα δείχνουν ένα (μέσο) SoH περίπου 90% στα 100.000 χιλιόμετρα. Και μετά από αυτό, η γραμμή τάσης είναι σχεδόν οριζόντια. Μεταξύ 200.000 και 300.000 χιλιομέτρων, είναι σχεδόν σταθερή και είναι πολύ πάνω από το 70 έως 80% από την εγγύηση της μπαταρίας. Στην πραγματικότητα, είναι πιο κοντά στο 87%.
Υπάρχει μια απλή εξήγηση για την ταχεία απώλεια SoH στην αρχική φάση: ένα λεγόμενο στρώμα SEI (ενδιάμεση φάση στερεού ηλεκτρολύτη), σχηματίζεται στην άνοδο (δηλαδή στον αρνητικό ακροδέκτη), στην κυψέλη της μπαταρίας κατά τους πρώτους κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης. Πρόκειται για εναποθέσεις προϊόντων αντίδρασης από τον ηλεκτρολύτη, που σχηματίζονται πάντα. Ανάλογα με το όχημα και τη χημεία της μπαταρίας, αυτό μπορεί να συμβεί με πολύ διαφορετικούς τρόπους, γι’ αυτό και υπάρχει μεγάλη διακύμανση στα δεδομένα. Ωστόσο, η γραμμή τάσης από τα 7.000 συνολικά δεδομένα των οχημάτων παρέχει μια καλή εκτίμηση.
Και τα δεδομένα από τα 50 οχήματα της P3 ταιριάζουν επίσης, με τα αποτελέσματα από την ανάλυση της Aviloo. Ορισμένα από αυτά τα οχήματα, χρησιμοποιήθηκαν επίσης για άλλες δοκιμές, επομένως το προφίλ οδήγησης και φόρτισης αυτών των οχημάτων, μπορεί να είναι πιο ακραίο από αυτό ενός εταιρικού αυτοκινήτου, που χρησιμοποιείται κυρίως για απλές μετακινήσεις. Ωστόσο, οι μπαταρίες τους έχουν αποδειχθεί μακροχρόνιες: «Σχεδόν όλα τα οχήματα της P3 που δοκιμάστηκαν, έχουν SoH πάνω από 90%. Υποδεικνύει έτσι, ότι οι μπαταρίες συνεχίζουν να αποδίδουν πολύ καλά, παρά τους διαφορετικούς κατασκευαστές, τα διαφορετικά προφίλ χρήσης και την εντατική χρήση».
Ένα άλλο ενδιαφέρον εύρημα από τα 7.000 σύνολα δεδομένων: Τα δεδομένα πεδίου υποδηλώνουν, ότι η πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας, διατηρείται περισσότερο από ό,τι υποτίθεται σε πραγματικές συνθήκες, ειδικά με τα συχνά αναφερόμενα υψηλά χιλιόμετρα των 200.000 χιλιομέτρων και άνω. Με βάση τις δοκιμές του κυτταρικού εργαστηρίου, το μοντέλο SoH που δημοσιεύτηκε από την P3 το 2023, έδωσε μια πολύ πιο απαισιόδοξη πρόβλεψη για την υγεία της μπαταρίας.
Μέχρι περίπου 50.000 χιλιόμετρα, το εργαστηριακό μοντέλο και τα δεδομένα πεδίου, είναι περίπου τα ίδια με εκείνα των πάνω από 100.000 χλμ. Ωστόσο, οι γραμμές τάσης αποκλίνουν σημαντικά. Η P3 καταλήγει στο συμπέρασμα, ότι το προφίλ χρήστη και ο έλεγχος των κυψελών από το σύστημα διαχείρισης των μπαταριών στο πεδίο, μειώνουν σημαντικά τη γήρανση.
Πώς όμως μπορεί να εξηγηθεί η παρατηρούμενη παραλλαγή; Ορισμένα οχήματα εξακολουθούν να έχουν εξαιρετικά υψηλό SoH, μετά από περισσότερα από 50.000 χιλιόμετρα, ενώ κάποια οχήματα εξακολουθούν να βρίσκονται στο 98% μετά από σχεδόν 200.000 χιλιόμετρα και άλλα πέφτουν γρήγορα κάτω από το 90%. Στην πραγματικότητα, αυτό το επηρεάζει, η συμπεριφορά φόρτισης, όπως και χρήσης των οδηγών των οχημάτων, αλλά επίσης και οι διαφορετικοί κατασκευαστές των μπαταριών.
Από τη μία πλευρά, το προβλεπόμενο buffer (δηλαδή, η διαφορά μεταξύ μεικτής και καθαρής χωρητικότητας) παίζει σημαντικό ρόλο όσον αφορά το μέγεθος και τη χρήση του buffer. Αυτό συμβαίνει, επειδή μπορεί να χρησιμοποιηθεί, για παράδειγμα, για τη μείωση της αισθητής γήρανσης, κατά τη διάρκεια της περιόδου εγγύησης, απελευθερώνοντας λίγο περισσότερη καθαρή χωρητικότητα, με την πάροδο του χρόνου.
Από την άλλη πλευρά, η συμπεριφορά φόρτισης, μπορεί να προσαρμοστεί μέσω μιας ενημέρωσης λογισμικού. Από τη μία πλευρά, αυτό μπορεί να είναι υψηλότερη ισχύς φόρτισης για μικρότερους χρόνους φόρτισης, γεγονός που οδηγεί σε μεγαλύτερη πίεση στην κυψέλη. Από την άλλη πλευρά, είναι επίσης πιθανό μια ενημέρωση, να βελτιώνει τον έλεγχο των κυψελών, για παράδειγμα, βελτιστοποιώντας την προετοιμασία, για τη μείωση της πίεσης κατά τη γρήγορη φόρτιση, κάτω από τις βέλτιστες συνθήκες.
P3: Η βάση δεδομένων υποβαθμίζεται με υψηλότερα χιλιόμετρα
Δύο σημεία κριτικής των συνόλων των δεδομένων, δεν πρέπει να παραλείπονται: η ίδια η P3 επισημαίνει ότι η βάση δεδομένων για οχήματα με περισσότερα από 200.000 χιλιόμετρα, είναι σημαντικά μικρότερη, από ό,τι για οχήματα με χαμηλότερα χιλιόμετρα. Πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη η «προκατάληψη της επιβίωσης». Σε τελική ανάλυση, μετρήθηκαν μόνο οχήματα μεγάλης χιλιομετρικής ένδειξης, που εξακολουθούν να είναι αξιόπιστα στα 200.000 ή και 300.000 χιλιόμετρα. Δεν περιλαμβάνονται οχήματα που δεν χρησιμοποιούνται πλέον λόγω βλάβης της μπαταρίας.
Αλλά το μεγάλο πρόβλημα είναι, ότι ακόμη και αν ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο αποτύχει πρόωρα, σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία βλάβης της ADAC από το 2023, αυτό οφείλεται μόνο περιστασιακά στην μπαταρία του. «Μεμονωμένες περιπτώσεις, όπως αστοχίες που προκαλούνται από ειδική συμπεριφορά χρήσης ή σφάλματα της παραγωγής, μπορούν να συμβούν και συχνά συμβαίνουν εντός της περιόδου εγγύησης και επομένως σπάνια αποτελούν οικονομικό κίνδυνο για τους καταναλωτές», γράφει η P3.
Λοιπόν, τι μπορούν να κάνουν οι καταναλωτές για να βελτιώσουν την υγεία της μπαταρίας και να επιβραδύνουν τη διαδικασία γήρανσης; Σε γενικές γραμμές, με προσεκτική οδήγηση και συμπεριφορά φόρτισης. Πρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ ημερολογιακής και κυκλικής γήρανσης, για μια πιο λεπτομερή απάντηση.
Στην περίπτωση της ημερολογιακής γήρανσης με την πάροδο του χρόνου, οι κύριοι παράγοντες είναι η θερμοκρασία και η κατάσταση φόρτισης. Όταν δεν χρησιμοποιούνται, οι μπαταρίες, προτιμούν χαμηλές έως μεσαίες θερμοκρασίες κάτω από 25 βαθμούς, σύμφωνα με το P3. Η πολύ υψηλή θερμοκρασία (αναφέρεται πάνω από 60 βαθμούς), είναι «κινητήρια δύναμη για χημικές αντιδράσεις, η οποία οδηγεί σε επιταχυνόμενη υποβάθμιση της χωρητικότητας»
Το επίπεδο φόρτισης στο οποίο ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο είναι σταθμευμένο για μεγάλο χρονικό διάστημα είναι επίσης σημαντικό. Ένα υψηλότερο επίπεδο φόρτισης, σημαίνει υψηλότερη τάση στην κυψέλη, η οποία επιταχύνει τη γήρανση. Η P3 συνιστά να σταθμεύετε το όχημα με χαμηλό έως μεσαίο επίπεδο φόρτισης (10 έως 50%) για πολύ μεγάλες περιόδους στάθμευσης.
P3: Η ήπια συμπεριφορά οδήγησης και φόρτισης βοηθούν την μπαταρία
Η θερμοκρασία παίζει επίσης ρόλο στην κυκλική γήρανση, δηλαδή στη χρήση, αλλά σε διαφορετική περιοχή. Εάν η μπαταρία χρησιμοποιείται, δεν πρέπει να είναι ούτε πολύ ζεστή ούτε πολύ κρύα. Αυτό ισχύει για τη (γρήγορη) φόρτιση και οδήγηση. Τα υψηλά ρεύματα (γρήγορη φόρτιση, μεγάλη επιτάχυνση, οδήγηση με υψηλή ταχύτητα), γενικά δεν ευνοούν το SoH, ειδικά σε ακραίες θερμοκρασίες. Με άλλα λόγια, η μέτρια οδηγική συμπεριφορά με σταθερές, χαμηλές ταχύτητες και σπάνια γρήγορη φόρτιση, θα ήταν ιδανική και με χαμηλό βάθος εκφόρτισης, δηλαδή εάν το επίπεδο φόρτισης παραμείνει μεταξύ 20 και 80%. Δεν είναι το τέλος του κόσμου αν παρεκκλίνετε από αυτό σε μεμονωμένες περιπτώσεις (γιατί απαιτείται γρήγορη φόρτιση και κατά μήκος του αυτοκινητόδρομου το χειμώνα). Ωστόσο, μια κυρίως ήπια συμπεριφορά οδήγησης και φόρτισης, μπορεί να επιβραδύνει τη γήρανση της μπαταρίας.
Η έρευνα δείχνει επίσης ότι η πραγματική γήρανση της μπαταρίας, σπάνια παραβιάζει τους όρους της εγγύησης της μπαταρίας. Η τυπική εγγύηση για τα συστήματα μπαταριών EV, είναι επί του παρόντος πάνω από οκτώ χρόνια ή 160.000 χιλιόμετρα, με τους πρώτους κατασκευαστές να ξεπερνούν τα 250.000 χιλιόμετρα και δέκα χρόνια. Η Lexus προσφέρει ακόμη και επέκταση εγγύησης σε ένα εκατομμύριο χιλιόμετρα ή δέκα χρόνια στο UX300e.
Έτσι, η μπαταρία διαρκεί γενικά πολύ περισσότερο από την εγγύηση, ή άλλα μέρη του οχήματος. Με την δεδομένη μεγάλη διάρκεια ζωής, μια δεύτερη χρήση της μπαταρίας μετά την «πρώτη διάρκεια ζωής» στο όχημα είναι φυσικά δυνατή, για παράδειγμα ως σταθερή αποθήκευση ενέργειας, ως η «δεύτερη ζωή». Μόνο μετά από αυτή τη δεύτερη χρήση, δηλαδή περίπου 20 χρόνια ή περισσότερο, μια μπαταρία περνά στην ανακύκλωση. Τουλάχιστον αυτό είναι το μοντέλο.
Για να απαντηθεί το ερώτημα που τέθηκε στην αρχή σχετικά με την υπολειμματική τιμή, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τρέχουσα φάση χρήσης. Εντός της περιόδου εγγύησης του κατασκευαστή, είναι φυσικά υψηλότερη από ό,τι μετά τη λήξη της εγγύησης, ακόμα κι αν η μπαταρία του οχήματος εξακολουθεί να λειτουργεί. Η υπολειμματική αξία μειώνεται καθώς δεν αντικαθίσταται ή επισκευάζεται πλέον στο πλαίσιο της εγγύησης. «Εντός της περιόδου εγγύησης, η απώλεια αξίας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό, από τη γήρανση και την υπολειπόμενη χωρητικότητα», γράφει η P3. «Μετά τη λήξη της εγγύησης, αναμένεται μεγαλύτερη απώλεια αξίας. Στο τέλος της πρώτης διάρκειας ζωής, ανάλογα με το κόστος των νέων μπαταριών, η μπαταρία μπορεί να έχει ακόμα σημαντική υπολειμματική αξία, μέσω μιας δεύτερης χρήσης».
Πηγή: electrive.com
Ακολουθήστε το Carselectric.gr στο Facebook
Ακολουθήστε το Carselectric.gr στο Google news
