O echipă de ingineri chinezi a descoperit că apăsările intense pe acceleraţie la maşini electrice pot degrada bateria de 2,5 ori mai repede

Cândva, în perioadele mai iniţiale de popularizare a maşinilor electrice, se spunea că încărcarea fast charge ar fi principalul factor care poate determina îmbătrânire mai rapidă a acesteia. Ulterior, s-au dispersat mult mai clar efectele în timpul încărcării rapide şi s-a constatat că, de fapt, temperaturile mai mari atinse de celule, ca efect secundar al încărcării rapide, erau mai problematice pentru degradarea celulelor, astfel încât sistemele de management termic au avansat mult mai mult şi au eliminat într-o mare măsură acest efect. Dar acum o echipă de ingineri chinezi, condusă de Hao Cheng, de la Universitatea Shanghai Dianji, a descoperit că apăsările intense pe acceleraţie, specifice unui stil agresiv de condus, pot degrada bateria de 2,5 ori mai repede, conform rezultatelor publicate în revista Nature.

Studiul s-a bazat pe 15 automobile electrice, toate de acelaşi model, cu aceeaşi baterie, cu date telemetrice avansate cumulate de la acestea pe parcursul unui an. S-au cumulat date despre viteză, curentul total al bateriei, nivelul de încărcare procentuală a bateriei, puterea de descărcare momentană, adică puterea livrată spre electromotoare, şi temperatura bateriei.

Autorii studiului nu nominalizează modelul exact al maşinii electrice şi nici compoziţia chimică a celulelor, deşi, la cât de răspândite sunt bateriile LFP, am putea presupune că ar fi vorba despre acestea. Însă e doar o presupunere, neconfirmată exact în datele studiului.

Însă studiul spune că bateriile aveau câte 100 celule conectate în serie, cu valori de curent cuprinse între 3,2V şi 3,6V per celulă. Prin urmare, e vorba de un model electric cu circa 360V tensiune totală a bateriei, în ceea ce numim de obicei arhitectură de 400V.

Maşinile au avut diverse stiluri de condus, cu şoferi care conduceau foarte eco, unii care conduceau într-un regim mai confortabil, dar fără acceleraţii intense, alţii care conduceau până la viteze mai mari, dar nu neapărat cu cele mai intense acceleraţii, iar ultimii erau cei care conduceau foarte intens în acceleraţii, chiar dacă nu erau neapărat pe autostrăzi. În total, studiul a împărţit nivelurile de condus în 5 categorii, de la nivelul 1 atribuit regimului Eco la nivelul 5, agresiv. Paradoxul e că viteza medie pentru stilul agresiv era de doar 15,41 km/h, fiind cea mai mică dintre toate, or, chiar şi regimul Eco a avut 15,58 km/h viteză medie. Nivelul 2 a avut 21,23 km/h, nivelul 3 — 24,29 km/h, iar nivelul 4 — 27,23 km/h. De aici putem presupune că cei cu stil agresiv de condus ar fi fost cei care accelerează brusc până a următorul semafor, apoi petrec mai mult timp acolo aşteptând următoare culoare verde.

Măsurând efectul direct de degradare asupra bateriei în momentele de acceleraţie, cercetătorii au cumulat şi o formulă de calcul a unui rating de îmbătrânire. Primele 4 stiluri de condus au un rating cuprins între 0,0080 şi 0,0196 cu creşteri moderate de la un ritm la altul. Însă stilul agresiv de condus are un rating de 0,1475, inducând în acel moment un ritm de degradare de 7,5 ori mai mare decât cel mai libertin stil de condus fără agresivitate şi de 18,4 ori mai mare faţă de un stil de condus eco.

Dar, pentru că şi maşinile care sunt conduse agresiv au oricum timp de rulare pe inerţie şi staţionare, efectul pe termen lung al bateriei nu e atât de grav, însă e oricum unul care induce o diferenţă mare.

Inginerii au folosit o formulă calculată anterior în mediul ştiinţific de extrapolare a degradării bateriilor în timp, care a fost făcută pe atunci cu baterii Panasonic de la Tesla, şi au extrapolat şi datele lor, obţinute în timp de un an, pentru a calcula degradarea bateriilor după 1.000 cicluri în cele 5 stiluri de condus.

Iată mai jos şi ce degradare s-a obţinut după 1.000 cicluri:

1. Stil Eco — 21,25%
2. Stil moderat confortabil — 23,01%
3. Stil confortabil liber — 24,50%
4. Stil rapid, fără acceleraţii agresive — 26,66%
5. Stil agresiv de condus — 53,22%

Astfel, studiul a constat o degradare imensă atribuită stilului agresiv de condus, cu acceleraţii intense, la mare diferenţă de celelalte stiluri. Degradarea e de 2 ori mai mare decât stilul rapid, dar fără acceleraţii rapide. Şi e de 2,5 ori mai mare decât stilul eco de condus, raportul de 2,5 survenind din raportarea degradării de 53,22%, faţă de 21,25% la stilul eco.

Cele 1.000 cicluri, în viaţa reală ar putea avea o distanţă de 250-300 km între cicluri la maşini mai uzuale, cu arhitectură de 400V. iar asta înseamnă că degradare la 1.000 cicluri ar surveni în viaţa reală în acest caz la aproximativ 250.000-300.000 km.

O degradare cuprinsă între 21,25 şi 26,66% e relativ realistă şi uzuală pentru maşinile electrice cu arhitectură de 400V la asemenea cifre de parcurs. Ceea ce e uimitor aici e descoperirea că stilul agresiv de condus ar putea aduce maşina la o stare rămasă de „sănătate” a bateriei de doar 47,78%, după degradarea suferită de 53,22%. Desigur, în viaţa reală asta ar însemna că bateria nu va mai rezista până acolo şi va trebui schimbată probabil pe la 125-150 mii km.

Totuşi, studiul are şi date lipse despre condiţii de relief şi detalieri mai clare despre stilul de condus. De asemenea, lipsesc şi confirmările dacă maşinile au fost încărcate în mod identic, dar putem presupune că acest fapt ar fi fost asigurat, întrucât e o precondiţie logică şi obligatorie pentru a avea rezultat relevante, iar statisticile lor au fost recenzate de colegi din mediul academic înainte de a fi publicate, pentru a avea şi confirmări din părţi terţe.