Elektromos autó akkumulátor: típusai, élettartama

Napjaink legjelentősebb technológiai vívmánya a gyűjtőnéven csak lítium-ion akkumulátornak nevezett, igazából többféle típust is tartalmazó aksi család, mely méltán vált az elektromos autókban leggyakrabban alkalmazott energiatárolóvá. 

Népszerűvé válásához nagyban hozzájárult, hogy a lítium a legkönnyebb fém, ezzel egyidőben pedig a legjobb elektrokémiai vezető is. A gyártási technológiának köszönhetően az elektromos autó akkumulátor ára egyre lejjebb megy, miközben a energiatároló-kapacitása pedig növekszik.

Az ilyen mértékű elterjedéséhez elengedhetetlen, hogy számos jó tulajdonsággal rendelkezzen, mint például a hosszú élettartam, sokrétű felhasználási lehetőség, nagy teljesítmény és a kiemelkedő energiasűrűség. Alacsony önkisülés jellemzi, ennek köszönhetően használaton kívül is jól tartja a töltöttségét, ami az élettartamára is jó hatással van.

Autóipari használatában az első igazi áttörést a Tesla Motors-nak köszönhetjük, akik egy hagyományos autó vázát megtöltötték lítium aksikkal, amit egy erős motorral összekötve bámulatos sikert arattak. Ezzel alapozták meg 2004-ben a mai elektromos autók gyártásának jövőjét.

A lítium-ion elektromos autó akkumulátor számos előnye mellett természetesen rendelkezik hátrányokkal is. Abból kifolyólag, hogy a lítium maga egy viszonylag ritka földfém, a belőle készült elektromos autó akkumulátor ára is magasabb lesz. Nem megfelelő használat és tárolás mellett a benne végbemenő kémiai reakció sebessége miatt akár fel is robbanhat.

A jelenleg kapható elektromos autók jelentős hányadában ez a típusú akkumulátor található, mint például a nagy népszerűségnek örvendő Nissan Leaf-ben is, de a Toyota Prius újabb generációs modelljeiben is lecserélték már a nikkel-fémhidrid aksit.

A szilárd-test akkumulátornak is hívott lítium-fém polimer (LMP) akkumulátor felépítésileg és anyagában is eltér a hagyományos lítium-ion aksitól. Elődjéhez képest jóval nagyobb energiakapacitással és stabilitással rendelkezik, viszont hatalmas hátránya, hogy az akkumulátor magas (60-80 ºC) üzemi hőmérséklete miatt folyamatosan energiát igényel. A lítium-polimer akkumulátor álló helyzetben is könnyen lemerül, ezért praktikusabb állandóan töltőn tartani. Lakossági használat esetén a fentebb említett előnyök nem feltétlenül egyensúlyozzák ki a hátrányokat, azonban közösségi közlekedésben kiváló szolgálatot teljesítenek, például a Mercedes-Benz eCitaro buszait is ez a típus látja el energiával.

Elektromos autó vásárlás előtt joggal merül fel a kérdés bárkiben, hogy vajon meddig lesz megbízható társa a mindennapok során egy villanyautó és annak aksija. Valójában nem az a legfontosabb probléma, hogy meddig bírja egy elektromos autó akkumulátor, hanem az, hogy az aksi teljesítményének romlása milyen mértékben csökkenti járművünk hatótávolságát.

A villanyautókban használatos aksik kapacitása nem egyenes arányosságban csökken az idő múlásával, ugyanis a használatba vételt követő első években jelentősen gyorsabb a degradáció, mint a további években. Gyakori tévhit, hogy ha minél többet használjuk az elektromos autót, annak akkumulátora annál nagyobb mértékben veszít teljesítményéből. A valóságban azonban ez nincs így, viszont a melegebb hőmérséklet már negatív hatással van az aksi állapotára.

Elmondható tehát, hogy az elektromos autó élettartama miatt nincs miért aggódni, hiszen nagy eséllyel még túl is éli az autót, amelynek energiaellátását biztosítja. 

Az elektromos autók akkumulátora érzékeny a hőmérsékletváltozásra, a legjobb teljesítményt és a leggazdaságosabb működést 20°C és 40°C között érhetjük el. Ha odafigyelünk, hogy ebben a hőmérséklet tartományban tartsuk az autónkat, akkor nem csupán a hatótávot maximalizálhatjuk, de az aksi degradációját is lelassíthatjuk. Külső érzékelők segítségével hatékonyan óvhatjuk meg az autónk teljesítményelektronikáját a túlmelegedéstől.

Köztudott, vagy legalábbis az elektromos autósok körében elterjedt információ, hogy az elektromos autó akkumulátor töltése odafigyelést igényel. Nem érdemes minden nap 100%-ig tölteni, ugyanis ezzel az évek folyamán akár árthatunk is. A legideálisabb töltési szint, melyre törekedni érdemes, az a 80-90% közötti intervallum.

A 2016 előtt gyártott Nissan LEAF-ekben például arra is volt beállítási lehetőség, hogy az autót csupán 80%-ig lehessen tölteni, de a Tesla is azt javasolja a saját modelljei városi használata során, hogy maximum 90%-ra legyenek feltöltve egy-egy alkalommal.

Pont ahogyan más elektronikai eszközeinkhez, úgy az elektromos autókhoz is kapunk a jármű mellé egy kompatibilis töltőkábelt. Ennek segítségével bárhol tudjuk tölteni autónkat, ahol találunk egy megfelelő konnektort. Az átlagos, középkategóriás elektromos autókhoz általában egy 10A teljesítményű kábel jár, amit érdemes mindig az autóban tartani.

Az elektromos autók két féle csatlakozóval lehetnek ellátva, Type 1 és Type 2, mind a kettő változat váltóáramú és átlagosan 2,3-36 kW leadására alkalmas. A Type 1 csatlakozót például a Nissan LEAF-ben, Kia Soul-ban találhatjuk meg. A Type 2-t pedig a Tesla Model S-ben, az Audi eTron-ban, a Volkswagen elektromos autó modellekben vagy éppen a Renault Zoeban.

Elektromos autónk egyik legpraktikusabb tulajdonsága, hogy nem kell vele benzinkútra járni, hiszen az elektromos autó töltése akár saját otthonunkban is megoldható. Az otthoni töltés sokak számára jelenti a fő töltéstípust, hiszen éjszaka amíg mi alszunk az autónk is felkészül a másnapi használatra. Amennyiben egyszerűen csak a töltőkábellel és egy hagyományos konnektorral töltjük az autót úgy hosszabb időt vesz igénybe a töltés, de egy éjszaka alatt így is biztosak lehetünk abban, hogy reggelre feltöltődik a jármű.

Kényelmesebbé tehetjük az otthoni töltést egy fali töltő felszerelésével, melybe be van kötve a töltőkábel, így csak a csatlakozót kell leemelni és bedugni az autóba. A művelet így csupán pár másodpercet vesz igénybe.

A gombamód szaporodó utcai gyorstöltők remek megoldást nyújtanak, ha napközben, otthonunktól távol van szükségünk töltésre. Sok helyen elérhetőek már nagyobb városokban, magasabb teljesítményüknek köszönhetően pedig jóval gyorsabban tehetjük ismét menetkésszé autónkat. Használatukhoz általában telefonos applikáció és regisztráció szükséges, de például a szállodák és éttermek parkolóiban található E.ON gyorstöltők csatlakoztatásához a személyzet tud segítséget nyújtani. Ezeknél a töltőoszlopoknál sem szabad megfeledkeznünk a saját töltőkábelünkről, azt ugyanis itt nem mindig biztosítanak.

Léteznek még a 40 kW-nál magasabb teljesítményű villámtöltők, melyek jellemzően egyenárammal működnek, de találhatunk köztük váltóáramút is. A váltóáramú kapacitását az autókba telepített fedélzeti töltők kis teljesítménye miatt kevés jármű tudja megfelelően kihasználni. Ezeket a töltőket főként arra fejlesztették ki, hogy nagyobb utak során egy-egy rövid pihenő beiktatásával minél hamarabb tovább tudjunk haladni, hiszen jellemzően akár fél óra alatt is elérhető a 80%-os töltöttség.

Az elektromos autók környezettudatosságával kapcsolatban gyakran hozzák fel ellenérvnek, hogy bár nem bocsátanak ki káros anyagot működésük során, azonban a bennük lévő akkumulátor jelentősen megterheli a környezetet. Önmagukban az elektromos autók valóban zöld megoldást jelentenek a mindennapi közlekedésben, az akkumulátor újrahasznosításával pedig tovább csökkenthető az ökológiai lábnyoma.

Minden aksi életében eljön az a pont, amikor már nem alkalmas elektromos autóban való használatra, de ettől még más célra alkalmas lehet. Napelemeink által megtermelt energia tárolására például kiváló megoldást jelenthetnek, így bár nem a klasszikus értelemben vett újrahasznosítás valósul meg, mégsem keletkezik egyelőre veszélyes hulladék.

Az akkumulátorok teljes újrahasznosítására van lehetőség, azonban ez jelenleg még egy igen költséges folyamat. Kiemelt kutatási téma napjainkban ennek gazdaságosabbá tétele, hiszen így lehet majd 100%-ban környezetbarát megoldás az elektromos autó használata is.