Żywotność akumulatorów. Auta elektryczne i hybrydowe

Oczywiście kierowcy mają wiele obaw dotyczących elektrycznej rewolucji. Jedną z poważniejszych jest trwałość akumulatorów. Przyjrzyjmy się co na dziś dzień wiemy na ten temat. Jak sprawują się w codziennej eksploatacji akumulatory hybryd i samochodów elektrycznych? Jak zmniejsza się ich pojemność w funkcji czasu, w korelacji do warunków eksploatacji? Szanowny Czytelniku, zapraszam do lektury artykułu.

Samochody hybrydowe i elektryczne są obecne w motoryzacji na tyle długo, że producenci i niezależne firmy mogą pozwolić sobie na pierwsze reprezentatywne wnioski.

Swoistym pionierem samochodowej, wielkoseryjnej technologii hybrydowej jest Toyota. Model Prius jest obecny na rynku od 2000 roku, dlatego ilość zebranych danych i opinii konsumentów stanowi naprawdę solidną bazę do rozważań.

Okazuje się, że żywotność pakietu akumulatorów zastosowanych w hybrydzie japońskiego producenta jest nadspodziewanie duża. Powszechnie znany i dobrze udokumentowany jest przypadek wiedeńskiego taksówkarza Manfreda Dvoraka, który swoją Toyotą Prius drugiej generacji przejechał w ciągu 8 lat ponad 1 milion kilometrów! Samochód wyposażony jest w oryginalny pakiet akumulatorów i w pełni sprawny jeździ po ulicach Wiednia do dziś.

Co ciekawe, podobne spostrzeżenia mają warszawscy taksówkarze. W przeprowadzonych przeze mnie rozmowach, kierowcy popularnych na naszym rynku firm przewozowych nie kryli zachwytu japońskimi hybrydami. Pierwszy z nich eksploatował zakupioną w salonie hybrydową Toyotę Auris. Samochód wyposażony od razu po zakupie w instalację LPG, pokonał ponad pół miliona kilometrów bez najmniejszych awarii, a kierowca nie widzi zauważalnego zmniejszenia wydajności oryginalnych akumulatorów. Jak twierdzi z obserwacji jego i jego kolegów po fachu, akumulatory hybrydowych agregatów powinny być w ciągłej eksploatacji, co jego zdaniem wydłuża ich żywotność. Drugi taksówkarz, właściciel sprowadzanego z zagranicy Priusa +, również jest zachwycony użytkowanym agregatem hybrydowym. Samochód kupiony z przebiegiem ponad 200 tys. km, przejechał po warszawskich ulicach 190 000 km, ma oryginalny pakiet akumulatorów i jeździ dalej. Kiedy pytałem o ogólne wrażenia z trwałości użytkowanych aut, obaj porównali ich trwałość do legendarnego Mercedesa “Beczki”. Jednak nie tylko hybrydowa Toyota jest ulubieńcem taksówkarzy. W jednej z korporacji operujących na ulicach San Francisco, 15 hybrydowych Fordów Escape przejeździło na oryginalnych bateriach 500 000 km do czasu wycofania ich ze służby.

Znamy opinie taksówkarzy, a co na temat trwałości akumulatorów w hybrydach mają do powiedzenia profesjonaliści zajmujący się ich regeneracją?

Według specjalistów z warszawskiej firmy JD Serwis, czym starszy układ, tym trwalsze akumulatory. Wiele egzemplarzy Priusa drugiej generacji nadal potrafi jeździć na oryginalnych ogniwach (16 lat) i bez trudu osiągać przebiegi na poziomie 400 000 kilometrów i więcej. W nowszych trwałość jest nieco mniejsza i określa się ją w przedziale 300 - 400 tys. km w przypadku Priusa III generacji. Jak widać żywotność baterii aut hybrydowych robi wrażenie. Producenci, na przykładzie Toyoty, nie oddali tu niczego przypadkowi. Komputer sterujący dystrybucją energii elektrycznej dba, żeby akumulator działał w optymalnych przedziałach naładowania, tj. pomiędzy 20 - 80%. Dodatkowo zespół baterii jest wyposażony w układ utrzymujący stałe, termalne warunki pracy. Specjaliści potwierdzają też opinię wspomnianych wcześniej taksówkarzy. Baterie nie lubią przerw w eksploatacji. Dłuższe, kilkumiesięczne okresy przestoju samochodu, zwłaszcza, gdy stoi z całkowicie rozładowanym akumulatorem, powodują redukcję jego żywotności.  

Co ciekawe, eksperci z JD Serwis zaprzeczają opinii, jakoby bateriom samochodów hybrydowych nie służyła częsta jazda z wysokimi, stałymi prędkościami. Według wspomnianej opinii, ogniwa eksploatowane są wtedy w ciągłym rozładowaniu, co źle wpływa na ich żywotność. Fachowcy z warszawskiego serwisu uspokajają, że przy tego typu eksploatacji silnik elektryczny wyłączony jest z napędzania samochodu, więc jedyną niedogodnością będzie duże spalanie jednostki benzynowej.    
A co w tym temacie mają do powiedzenia producenci napędów hybrydowych? Toyota daje 10 lat gwarancji na akumulatory, a Hyundai 8 lat lub 200 000 km. Jak widać nawet koncerny samochodowe wierzą w bezawaryjność i długowieczność ogniw. Pamiętajmy jednak, że tak jak w przypadku samochodów o napędzie czysto spalinowym, warunkiem utrzymania gwarancji na zespół akumulatorów, jest regularny serwis auta w ASO.

Wiemy jak sprawa ma się w przypadku samochodów hybrydowych. A jak przedstawia się trwałość baterii w samochodach elektrycznych? Na ten temat najwięcej danych zebrała amerykańska Tesla, posiadająca szereg modeli czysto elektrycznych i Nissan, którego model Leaf jest obecny na rynku od 10 lat. Japoński producent twierdzi, że tylko 0,01% sprzedanych egzemplarzy miało awarię akumulatorów, a cała reszta nadal cieszy się bezawaryjną jazdą. Nissan wyszukiwał nawet konsumentów, którzy nabyli jedne z pierwszych dostępnych na rynku aut. Okazywało się, że większość samochodów miała baterie w dobrej kondycji, a ich zasięg nieznacznie różnił się od fabrycznego. Pojawiły się jednak doniesienia prasowe, w których porusza się przypadek hiszpańskiego taksówkarza, użytkującego Nissana Leafa jako taksówkę. W opisywanym przypadku pojemność baterii spadła o 50% po przejechaniu 350 000 km. O podobnych przypadkach można było też usłyszeć od użytkowników z Australii. Eksperci tłumaczą to gorącym klimatem, w którym były wykorzystywane wspomniane auta. Nissan Leaf, jako jeden z niewielu obecnych na rynku modeli elektrycznych, nie ma aktywnego chłodzenia/grzania ogniw akumulatora, co w skrajnych warunkach eksploatacji może negatywnie wpływać na ich ogólną trwałość, jak i chwilowy spadek wydajności (np. mrozy).

Amerykańska Tesla w każdym produkowanym modelu stosuje akumulatory chłodzone/ogrzewane cieczą, przez co baterie odporne są na eksploatację w ekstremalnych warunkach atmosferycznych. Według danych organizacji Plug In America, która przetestowała Teslę S, spadek pojemności ogniw kształtuje się na poziomie 5% po przejechaniu pierwszych 80 000 km, a następnie dynamika utraty właściwości fabrycznych znacznie maleje. Pokrywa się to z opiniami samych użytkowników, którzy szacują spadek zasięgu swoich aut na poziomie kilku procent na przestrzeni pierwszych kilku lat eksploatacji. Sam producent szacuje żywotność stosowanych obecnie ogniw na 500 000 - 800 000 km, co zgadza się z danymi prezentowanymi przez entuzjastów amerykańskiej marki. Jednym z nich jest Merijn Coumans. Od 2014 roku zbiera on informacje od użytkowników Tesli X i S, korzystających z forum teslamotorsclub.com. Według opracowanych przez niego danych wynika, że średnio przy przebiegu 270 000 km akumulatory Tesli nadal mają 91% fabrycznej sprawności. Szacując, że baterie będą traciły ją z podobną dynamiką, przy przebiegu 800 000 km nadal zachowają 80% pojemności.   

Co ciekawe Tesla opatentowała niedawno udoskonalony akumulator litowo-jonowy, którego żywotność naukowcy szacują na 1 500 000 kilometrów! Prawdopodobnie trafią one w pierwszej kolejności do zapowiadanej przez Elona Muska ciężarówki Cyber Truck, której premiera odbyła się 22 listopada bieżącego roku.
Co ciekawe w ciągu zaledwie 3 dni złożono na nią ponad 200 tysięcy zamówień!

Podobnie optymistyczne dane zebrali inżynierowie koncernu Renault. Analiza, jeżdżących od lat modeli elektrycznych tej marki, wskazuje utratę pojemności na poziomie 1% rocznie. Warto wspomnieć, że baterie francuskich samochodów chłodzone są aktywnie, powietrzem, za pomocą specjalnego klimatyzatora i wymuszonego przez wiatrak obiegu.

Wiemy już, że w przypadku akumulatorów chłodzonych pasywnie (Nissan Leaf, VW e-Golf, VW e-Up), negatywnie na ich trwałość wpływają ekstremalne warunki atmosferyczne, zwłaszcza upały. Szkodliwe będzie też długotrwałe jeżdżenie w niskich rejestrach naładowania. A jak na trwałość baterii wpływa użytkowanie szybkich ładowarek? Eksperci zbadali dwa identyczne egzemplarze Nissana Leaf o przebiegu ponad 80 000 km. Jeden ładowany był tylko z sieci domowej, drugi z szybkich ładowarek. Różnica w efektywnej pojemności akumulatorów wyniosła 4% na niekorzyść egzemplarza ładowanego większą mocą. Jak widać szybkość ładowania wpływa na żywotność baterii, ale nie jest to wpływ znaczący.          

Warto wspomnieć, że zużyte akumulatory nie muszą być od razu utylizowane, co często jest wskazywane jako argument na nieekologiczność motoryzacji elektrycznej. Baterie zużyte z punktu widzenia auta, to często te mające poniżej 70% fabrycznej sprawności. Można je z powodzeniem przez długie lata stosować choćby do magazynowania prądu wytwarzanego z odnawialnych źródeł energii itp. W ten sposób pełen cykl ich żywotności może zamknąć się nawet w 20 latach.

Na koniec słowo o gwarancji jaką dają poszczególni producenci na baterie swoich elektro-aut. Wszystkie firmy gwarantują 8 lat bezstresowej eksploatacji. Warunki różni głównie przebieg. Tesla daje nielimitowaną liczbę kilometrów. Wyjątkiem jest model “3”, który w zależności od wersji dostał limit 160 000 lub 192 000 km. Hyundai gwarantuje bezstresowe 200 000 km, natomiast Nissan, Renault i Volkswagen 160 000. Najniższe limity daje BMW i Smart. Możemy tu liczyć na 100 000 km bezproblemowej jazdy.

Podsumowując, na świecie jeździ tak dużo samochodów hybrydowych i elektrycznych, że z zebranych danych możemy śmiało i dość precyzyjnie określić trwałość zasilających je akumulatorów. Okazuje się, że sceptycy szacujący trwałość samochodowych baterii na podstawie doświadczeń z ogniwami zasilającymi smartfony i laptopy, srogo się pomylili. Żywotność pakietów zasilających auta zaskoczyła pozytywnie samych producentów, przez co kilku z nich mogło pozwolić sobie na wydłużenie fabrycznej gwarancji tych elementów.

Kupując używane modele elektryczne, nawet te 8-10 letnie, z dużym prawdopodobieństwem możemy założyć, że eksploatacja akumulatorów do przebiegu 400 000 km powinna być bezproblemowa, co jest oczywiście zależne od warunków w jakich eksploatowany był samochód. Dlatego przed zakupem auta, powinniśmy udać się na test baterii do wyspecjalizowanego warsztatu. Taka usługa kosztuje zaledwie 100 złotych (wg. cennika JD Serwis), a da nam ogólne pojęcie o stanie akumulatora. Co warte odnotowania, rozwój technologii magazynowania energii elektrycznej nadal przyspiesza. Jesteśmy niedługo przed premierą udoskonalonej baterii litowo-jonowej Tesli, której żywotność przekroczy obecne standardy przynajmniej dwukrotnie. W technologicznej kolejce czekają już baterie grafenowe, które zapewnią dalszą, skokową poprawę parametrów eksploatacyjnych. Jak widać niska żywotność akumulatorów aut elektrycznych jest tylko kolejnym motoryzacyjnym mitem.

Zobacz także: To musisz wiedzieć o akumulatorze