Jak rychle zastarává elektromobil?

Pro odpověď si zajdeme do země s dosud největším počtem prodaných elektromobilů. Ano, je to Čína, která suverénně vede žebříček prodaných a provozovaných bateriových elektromobilů, a to jak domácí, tak cizí provenience. Samozřejmě tím má taktéž největší počet ojetých bateriových elektromobilů a ty jsou na tomto trhu naprosto neprodejné.

Prvním nejdůležitějším faktorem neprodejnosti je nízká technická úroveň bateriových elektrických prvotin. Tím druhým je snížený dojezd baterií ojetin. Jejich dojezd byl navíc již na počátku z hlediska spotřebitele na hranici použitelnosti.

Jak na tom jsou ojeté elektromobily na českém trhu? Bateriové elektromobily prodávané na počátku elektromobility měly baterie o kapacitě 20 až 25 kWh a novému elektromobilu poskytovaly teoretický dojezd kolem 200 km. Jak ukázaly testy odborných časopisů z té doby, v zimních podmínkách zápasily tyto elektromobily s dojezdem okolo 80 km a v ideálních letních podmínkách nepřekonávaly 150 km.

Dnes je to u bateriových elektromobilů jiné, řekne si většina nadšenců elektromobility. Deklarované dojezdy podle metodiky WLTP, která je ale homologační metodikou neodpovídající skutečným dojezdům při reálném provozu, přesahují i 400 km. V reálném provozu je to spíše 350 až 300 km.

Za v současné době špičkovou hodnotu musí ale zákazník zaplatit přes milion korun a dostane vozidlo nižší střední třídy. Přitom se u většiny automobilek jedná o nedodělek bez tepelného čerpadla, skutečně výkonné nabíječky a kvalitní tepelné regulace baterie.

Mnohé automobilky se navíc nestydí u těchto elektromobilů v „základní výbavě“ (spíše nedostatečné z hlediska praktického použití) účtovat příplatky a nazývat taková zařízení výbavou na přání.

Zdá se, že i s touto nabídkou podporovanou státní dotací by automobilky našly dostatek zájemců o koupi jejich bateriového elektromobilu. Co se však stane se zůstatkovou hodnotu ojetého elektromobilu v případě, že konečně dojde díky novým technologiím k technickému průlomu úrovně elektrického zdroje, to jest podstatné zvýšení kapacity a životnosti vysokonapěťové trakční baterie?

Zůstatková hodnota dnešních ”moderních hig-tech” elektromobilů se prudce propadne. Že o prodejnosti a zůstatkové hodnotě rozhoduje technická úroveň ojetiny v porovnání s nejnovějšími uváděnými elektromobily na trh ukazuje světový trh ojetých vozů u nás i ve světě.

Podívejme se na současné tempo a trendy vývoje bateriových elektromobilů a trakčních baterií. High-tech úroveň trakční soustavy elektromobilu je dána úrovní chemie baterie, výkonem nabíječky a schopnostmi elektroniky řídící a kontrolující proces nabíjení a zátěže. Jak tuto rovnici zvládá leader v oboru TESLA?

Uniká všem konkurentům dokonalou vlastní elektronickou regulací zdrojové a nabíjecí soustavy elektromobilu, která není skládačkou komponentů světově známých dodavatelů elektronických součástí, ale je produktem vlastního vývoje.

Na poli samotných trakčních baterií má dostatečný konkurenční náskok díky základnímu bateriovému článku 18650, který v průběhu let mnohokrát vylepšila. Umožnila tak jejím elektromobilům překonat hranici dojezdu 600 km, navíc udávaného podle metodiky EPA, která nelže spotřebitelům a uvádí skutečně reálný dojezd.

Kromě toho, že vyrábí automobily a vlastní řídící jednotky pracující se svými čipy, se Tesla pustila do akvizic start-up firem zabývajícími se vývojem nových typů baterií. Koupila kanadskou firmu, jež si nyní pod jménem Tesla Motors Canada dala patentovat novou baterii pro elektromobily. Jedná se o novou baterii s menším počtem přísad elektrolytu, kterými jsou dioxazolony a nitrilové siřičitany. Ty sníží množství lithia v elektrolytu lithium-iontové baterie a zároveň zlepší výkonnost a životnost. Tyto Li-Ion baterie nové generace budou využívat monokrystalické NMC katody (sloučeniny niklu, manganu a kobaltu) a nového pokročilého elektrolytu. Elektromobilům používajícím tuto novou baterii umožní dosáhnout hranici životnosti 1 600 000 km. Realizace tohoto projektu je plánována na letošní rok. Pokud budeme věřit marketingovému prohlášení, že nová chemie snižující podíl drahých prvků v baterii na minimum, tím i výrobní náklady a umožní dostat cenu elektromobilů na úroveň benzínových aut, je to ta největší hrozba pro zůstatkovou cenu současných elektromobilů.

Dále Tesla oznámila akvizici společnosti Maxwell, která se specializuje na vývoj super kondenzátorů a vyvíjí technologii „suchých“ bateriových elektrod. Super kapacitátory mají řešit problém baterií při prudké a déle trvající akceleraci, která může nadměrným odběrem elektrické energie poškodit baterii a nezbývá řídící jednotce než takový režim omezit.

Dalším projektem střednědobého charakteru je dokončení vývoje technologie Maxwel pro suché elektrody trakčních baterií. Tato technologie umožní dosáhnout energetickou hustotu baterií přes 300 Wh/kg s tím, že cílem dalšího vývoje je 500 Wh/kg. Současná energetická hustota Li-Ion baterií se blíží hodnotě 150-160 Wh/kg.

V letošním roce přijde na trh s důležitou novinkou taktéž další konkurent, který má dlouhodobé praktické zkušenosti s bateriovými elektromobily. Americký koncern GM ve spolupráci s firmou LG Chem představí nové akumulátory Ultimum, které by měly zajistit dojezd až 650 km dle metodiky EPA!

A potom jsou zde dlouhodobé projekty, které ohlašují průlom ve vývoji nových vysokonapěťových trakčních baterií zvyšující dojezd bateriových elektromobilů nad hranici tisíc km. Jedná se o baterie s pevným elektrolytem, které se nacházejí ve fázi vývoje a zkoušek u firem IBM, Samsung a dalších světových výrobců.

Princip spočívá v nahrazení kapalného elektrolytu baterie pevným materiálem, který může mít podobu plastového polymeru, kompaktních anorganických prášků nebo jejich směsi. Technologie Solid-State Battery umožňuje zvýšit hustotu energie a stabilitu, současně usnadňuje regulaci teploty. Řeší tedy hlavní problémy současných Li-Ion baterií.

Tuto technologii taktéž vyvíjí otec Li-Ion baterií, nositel Nobelovy ceny John Goodenough. O jeho způsobilosti a technickém know-how asi nikdo nebude pochybovat. Navíc v projektu uplatňuje velmi praktický přístup. Jeho druhá generace baterií, kromě podstatně vylepšených parametrů, je navrhována tak, aby mohla být vyráběna na současných výrobních linkách trakčních baterií bez zásadních změn a nutnosti dalších vysokých finančních investicí.

Projekty mnoha technických univerzit ve světě ukazují, že vývoj nových kombinací materiálů pro baterie (například lithia a síry pro Li-S baterie), je velmi intenzivní a současné technologie, z hlediska spotřebitele předražené, tak zastarají velmi rychle...