Batéria v elektromobile je kľúčovým prvkom, ktorý ovplyvňuje jeho dojazd. Je dôležité poznať jej zloženie, životnosť, a spôsob údržby. Okrem toho je dôležité vedieť o nákladoch na výmenu batérie a dostupnosti náhradných batérií. Všetky tieto informácie sú kľúčové pre vodičov elektromobilov a nemecký magazín Auto Bild prináša sumár základných informácií o batériách elektromobilov.
V elektromobiloch zohráva batéria kľúčovú úlohu spolu s elektromotorom. Je to úložisko energie a energetické centrum. S narastajúcim počtom elektromobilov sa kapacita batérie stáva stále dôležitejšou. Kapacita batérie v podstate určuje dojazd elektromobilu, pričom väčšia kapacita znamená lepšiu každodennú použiteľnosť. Väčšia kapacita umožňuje vozidlu prejsť dlhšiu vzdialenosť, čo znamená menej častých návštev nabíjacej stanice, čo je časovo náročné.
V súvislosti s rastúcim záujmom o elektromobily sa stáva kľúčovou otázkou aj rýchle nabíjanie a dojazd. Preto je dôležité pochopiť, ako batéria funguje v elektrickom aute. Batérie pre elektromobily transformujú chemickú energiu na elektrickú a slúžia ako zásobník elektrickej energie. Výmena elektrónov medzi elektródami vytvára rozdiely v náboji na anóde a katóde, ktoré sú vyvážené iónmi lítia. Moderné batérie sú tvorené viacerými bunkami a modulmi, ktoré určujú kapacitu celého systému.
Lítium-iónové batérie sú najčastejšie používanými typmi batérií v elektromobiloch kvôli ich vysokým výkonom a hustote energie. Existujú rôzne chemické zloženia, ako napríklad NMC a LFP, ktoré sa líšia vlastnosťami a cenou. Výber batérie môže ovplyvniť nielen výkon, ale aj cenu a bezpečnosť.
Pri výrobe batérií sa používajú suroviny ako lítium, nikel, kobalt, grafit a mangán. Ťažba týchto surovín môže mať negatívne dopady na životné prostredie, a preto výrobcovia vyvíjajú snahy o udržateľnejšie postupy a výrobu. Existujú rôzne formáty batérií, vrátane vreckových, prizmatických a cylindrických bunkových článkov. Každý má svoje výhody a nevýhody, a výber formátu môže ovplyvniť účinnosť, bezpečnosť a životnosť batérie.
Ako najlepšie nabíjať elektromobil?
V zásade platí, že optimálna úroveň nabitia batérie elektromobilu je v rozsahu 20 až 80 percent. Extrémne hodnoty nabitia, buď príliš vysoké alebo príliš nízke, negatívne ovplyvňujú životnosť batérie tým, že vytvárajú nežiaduce napätie v jej článkoch. Rýchle nabíjanie môže zrýchliť starnutie batérie, preto je dobré sa mu vyhýbať, ideálne využívať ho len pri dlhých cestách.
Naopak, veľmi pomalé nabíjanie zo siete (napríklad z domácej zásuvky) chráni batériu, avšak vedie k vysokým stratám energie pri nabíjaní. Teplotné extrémy, ako horúce letné dni alebo studené zimy, tiež môžu negatívne ovplyvniť batériu, preto by elektromobil mal byť ideálne parkovaný v tieni alebo v garáži.
Je vhodné, aby sa batéria nabíjala pred jazdou a neparkovalo sa s plne nabitou batériou, keď auto nie je v prevádzke. Rozsah nabíjania (napríklad od 20 do 50 percent) má tiež vplyv na životnosť batérie. Prirodzene je odporúčané vyhnúť sa častým nabitiam od úplného vybitia do úplného nabitia.
Čo je dôležité pri nabíjaní 800-voltov architektúry?
Batérie elektromobilov pracujú s vysokým napätím, čo umožňuje rýchle nabíjanie. Napríklad model VW ID.3 má systém s napätím 408 voltov, zatiaľ čo Porsche Taycan pracuje s úžasnými 800 voltmi. Na správne riadenie toku energie pri týchto vysokých napätiach je nevyhnutná výkonová elektronika.
Okrem riadenia energetického manažmentu plní aj funkciu meniča, ktorý transformuje jednosmerný prúd z batérie na striedavý prúd pre elektromotor. Výkonová elektronika je kľúčovým komponentom elektromobilu, umožňujúcim inteligentné riadenie frekvencie a amplitúdy pre optimálny výkon elektromotora.
Akú hmotnosť majú batérie elektromobilov?
Hmotnosť batérie elektromobilu sa pohybuje od 200 do 700 kilogramov. Napríklad batéria malého VW e-Up s kapacitou 36,8 kWh váži 248 kg, zatiaľ čo batéria Tesly Model 3 so 75 kWh kapacity váži 478 kg a batéria Mercedesu EQC, dodávajúceho energiu luxusnému SUV, váži 650 kg. Dôležitými faktormi sú hustota energie (Wh/kg) a hustota výkonu (W/kg), ktoré ovplyvňujú celkový výkon a hmotnosť batérie.
Ako ovplyvňuje nabíjanie CO2 bilanciu batérií elektromobilov?
Výroba batérií je kritickým faktorom v CO2 bilancii elektromobilov. Ťažba surovín, ako lítium, nikel, kobalt, grafén a mangán, môže mať negatívny vplyv na životné prostredie. Štúdie však prinášajú nekonzistentné výsledky vzhľadom na množstvo emitovaného CO2 pri výrobe batérií.
V zásade sa však dá povedať, že výroba elektromobilu môže vytvoriť o 70 až 130 percent viac CO2 v porovnaní s výrobou vozidla so spaľovacím motorom. Táto nevýhoda sa však môže kompenzovať využívaním elektromobilu počas jeho životnosti, najmä ak sa používa zelená energia na nabíjanie.
Ako dlho vydrží batéria elektrického auta?
Výrobci väčšinou garantujú životnosť batérie elektromobilu na osem rokov alebo 160 000 kilometrov. S technologickým pokrokom sa však predpokladá, že moderné lítium-iónové batérie môžu vydržať až 300 000 km alebo viac, s priemerným dojazdom 200 km na jedno nabitie.
S vyšším počtom nabíjacích cyklov však prichádza rýchlejšie starnutie batérie. Odborníci preto odporúčajú výber elektromobilu s väčšou kapacitou batérie, čo umožňuje nižšiu frekvenciu nabíjania.
Ako ovplyvňujú teploty životnosť batérie elektromobilu?
Teplotné podmienky majú výrazný vplyv na životnosť batérie elektromobilu. Extrémne horúčavy môžu spôsobiť rýchlejšie starnutie batérie, a preto by elektromobil mal byť parkovaný v tieni alebo v garáži v prípade dlhšieho odstavenia.
Naopak, extrémne chladné podmienky môžu mať podobný negatívny vplyv, avšak moderné batérie sú často vybavené vykurovacím systémom, ktorý minimalizuje tento problém. Vo všeobecnosti sa však chlad považuje za menej škodlivý než teplo.
Koľko stojí batéria elektrického auta?
Napriek neustále klesajúcim nákladom je batéria stále najdrahším komponentom elektromobilu. Cena sa pohybuje od 6 000 € za automobil strednej triedy až po 20 000 € za luxusné elektromobily od Tesly (Tesla oficiálne informácie neuvádza).
Variabilita cien je ovplyvnená trhovou hodnotou lítia, ktorá kolíše medzi 30 a 80 $ za kilogram v roku 2022. Možné zníženie nákladov prináša aj využitie lacnejšieho sodíka. Výrobcovia sa zdráhajú uvádzať ceny za náhradné batérie.
Stanovená hranica 100 € za kilowatthodinu sa považuje za bod, kde by sa elektromobily mohli cenovo vyrovnať s porovnateľnými vozidlami so spaľovacím motorom. Týmto smerom smeruje aj Tesla, zatiaľ čo Volkswagen plánuje udržať náklady na batérie pod touto hranicou a znižovať ich na polovicu.
Ako vyzerá budúcnosť batérií pre elektromobily?
Nový vývoj batérií prináša sľubné možnosti. Batérie s pevným elektrolytom sú považované za ďalší krok vpred, s vyššou hustotou energie a lacnejšou výrobou. Toyota plánuje uviesť na trh pevné batérie, ktoré možno dobiť za desať minút na dojazd 1200 km do roku 2027.
Okrem toho, vývoj bežných lítium-iónových batérií pokračuje, s vylepšeniami v oblasti kapacity a účinnosti. Stellantis pracuje na lítium-sírových batériách, ktoré majú vysokú hustotu energie a nižšiu uhlíkovú stopu. Hliníkovo-sírové batérie z MIT predstavujú ekonomickú alternatívu, ktorá by mohla znížiť náklady na elektromobilitu a zároveň byť bezpečnejšia.
Ako sa likvidujú staré batérie elektromobilov?
Po skončení prvého života mnohé batérie nachádzajú nové využitie v stacionárnych úložiskách elektrickej energie. Ich „druhý život“ môže trvať ďalších desať rokov. Po ukončení aj tohto obdobia nasleduje recyklácia, pri ktorej sa získavajú hliník, oceľ a plasty z vonkajších častí batérií.
Recyklácia cennejších surovín, ako sú lítium, kobalt a grafit, však zostáva nákladná. Do roku 2030 by však malo byť približne desať percent požiadaviek na tieto suroviny pre batérie pokrytých recykláciou.
Čo je obojsmerné nabíjanie batérií pre elektromobily?
Obojsmerné nabíjanie umožňuje elektromobilu nielen absorbovať energiu počas nabíjania, ale aj ju uvoľňovať naspäť do siete alebo domácnosti. Táto technológia, známa ako „Vehicle to Grid“ (V2G), môže byť využívaná na ukladanie elektriny vyrobenej z obnoviteľných zdrojov.
Okrem toho existujú varianty ako „Vehicle to Home“ (V2H), kde sa elektrina využíva priamo v domácnosti, a „Vehicle to Load“ (V2L), kde batéria napája externé zariadenia, ako sú e-biky alebo kempingové príslušenstvo.
Aj keď je obojsmerné nabíjanie obmedzené, niektoré elektromobily, ako napríklad Nissan Leaf alebo Ioniq 5 a Kia EV6, sú vybavené touto technológiou.
