Pojazdy elektryczne ładują się coraz szybciej. Rewolucyjne rozwiązania opracowywane w USA mogą zwiększyć ich zasięg nawet dwukrotnie

Sposób magazynowania energii wciąż jest największym wyzwaniem dla konstruktorów aut elektrycznych, ale prace w tej dziedzinie znacząco postępują. Opracowywane w Stanach Zjednoczonych rewolucyjne ogniwa litowo-metalowe mogą zwiększyć zasięg pojazdów elektrycznych nawet dwukrotnie, a nowoczesne stacje do ładowania mogą naładować baterię do 80 proc. w zaledwie 15 minut. Same auta elektryczne, które za kilkanaście lat mogą być jedynym sposobem transportu indywidualnego, są również coraz mniej awaryjne.

– Specyfika napędu elektrycznego pozwala mechanicznie uprościć sam napęd, co powoduje, że jest on mniej awaryjny, a w praktyce mniej płacimy za jego serwis, zużywamy mniej płynów eksploatacyjnych. Paradoksalnie najciekawsze, co można powiedzieć laikom na temat samochodów elektrycznych, to jest to, czego w nich nie ma, a m.in. nie ma skrzyni biegów – mówi w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje Tomasz Detka z Przemysłowego Instytutu Motoryzacji (PIMOT).

Zmiany w sposobie funkcjonowania napędu w pojazdach elektrycznych nie są czysto kosmetyczne. Najlepiej widać to na przykładzie najnowszego Nissana Leaf wyposażonego w system e-Pedal, w którym kierowca może używać wyłącznie jednego pedału do hamowania i przyspieszania. Taki sposób kontroli prędkości drastycznie odbiega od tego, jak prowadzi się klasyczne auto spalinowe, w istocie jest jednak znacznie prostszy do opanowania, zwłaszcza dla nowych kierowców. Wystarczyć delikatnie zwolnić pedał hamulca, by auto zaczęło zwalniać i zwolnić pedał całkowicie, by wytraciło prędkość do zera. Przy hamowaniu awaryjnym nadal konieczne jest użycie pedału hamulca.

Samochody elektryczne domyślnie wyposaża się także w wiele inteligentnych systemów bezpieczeństwa, które ułatwiają jazdę. Nie ograniczają się jednak tylko do zaawansowanych autopilotów znanych z pojazdów Tesli. Kierowcy otrzymują do dyspozycji także znacznie subtelniejsze rozwiązania, jak np. systemy automatycznego parkowania, awaryjnego hamowania czy dostosowywania prędkości do pojazdu jadącego przed nami.

– Systemy informowania dźwiękowego o pojeździe będą od przyszłego roku obowiązkowe dla pojazdów osobowych. Wynika to z bardzo prostej obserwacji – samochód elektryczny jest czasem zbyt cichy i można nie zauważyć go, przechodząc przez jezdnię. W związku z tym postanowiono, że poniżej 30 km/h taki sygnał dźwiękowy będzie wymagany ­– mówi Tomasz Detka.

Producenci nieustannie pracują nad usprawnieniem przede wszystkim systemów zasilania, aby proces ładowania przebiegał jak najsprawniej, a same ogniwa były bezpieczne w eksploatacji. Największym wyzwaniem dla konstruktorów jest opracowanie takiej baterii, która będzie jednocześnie wydajna i bezpieczna, a ładowanie jej będzie możliwie jak najszybsze. Sprostanie tym wymaganiom nie jest łatwe, zwłaszcza że baterie nie służą wyłącznie do zasilania układu napędowego, wykorzystuje się je także do m.in. ogrzewania i klimatyzowania samochodu.

Start-up Sono Motors zaprezentował prototypowy samochód Sion EV, który wyposażono w panele słoneczne zintegrowane z karoserią. Mają one zwiększyć dzienny zasięg maksymalny pojazdu nawet o ok. 30 km. W ten sposób bateria nie naładuje się tak szybko jak podczas korzystania ze stacji szybkiego ładowania, ale panele słoneczne mogą się okazać niezastąpione w trakcie długiej podróży, zmniejszając koszty eksploatacji samochodu.

– Od mniej więcej 20 lat widać systematyczny rozwój baterii, który przekłada się głównie na wzrost gęstości energii. W tej samej objętości baterii mieścimy coraz więcej energii, co pozwala nam przejechać coraz więcej kilometrów. Dużo należy zrobić jeszcze w temacie bezpieczeństwa, żeby całkowicie rozprawić się z mitem płonących baterii. Trwają prace m.in. nad elektrolitami stałymi, które mogą znacząco i pozytywnie wpłynąć na rozwiązanie tego problemu – twierdzi ekspert.

Amerykański start-up Pellion Technologies również zauważył, że to baterie są najsłabszym elementem samochodów elektrycznych, dlatego opracował ogniwa litowo-metalowe wielokrotnego ładowania, które mają być bezpieczniejsze i wydajniejsze niż stosowane obecnie ogniwa litowo-jonowe. Technologia jest we wczesnej fazie rozwoju, ale jej potencjał może zrewolucjonizować branżę pojazdów elektrycznych. Ogniwa Pellion Technologies mogą zwiększyć zasięg samochodów Tesli z 400 do nawet 800 km.

Pośrednim rozwiązaniem usprawniającym korzystanie z samochodów elektrycznych mogłoby być stworzenie gęstej sieci stacji szybkiego ładowania, które pozwoliłyby naładować baterie niemal do pełna w ciągu kilkunastu minut. Projektanci Porsche Taycana opracowali system zdolny do naładowania baterii do 80 proc. pojemności w zaledwie 15 minut, dwukrotnie krócej, niż robią to stacje Supercharger od Tesli. Ale jest to tylko tymczasowe rozwiązanie, gdyż zbyt szybkie ładowanie może mieć negatywny wpływ na żywotność ogniwa.

– Zaczynamy iść w setki kilowatogodzin, często zapominając o tym, że bezkarnie nie można takiej energii pakować do baterii samochodu. Oczywiście systemy szybkiego ładowania są coraz lepsze, ale wciąż wymagają poprawy np. chłodzenia magazynu energii podczas ładowania. Na tę chwilę uczciwie można powiedzieć, że albo baterię ładujemy szybko, albo nasza bateria ma wysoką żywotność – podsumowuje Tomasz Detka.

Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej w 2017 roku liczba pojazdów elektrycznych poruszających się po drogach zwiększyła się o 54 proc. do ok. 3,1 mln. Szacuje się, że do 2030 roku ich liczba wzrośnie do 125 mln, a jeśli znacząco wzrosną środki przeznaczane na walkę z globalnym ociepleniem, nawet do 220 mln.