Η «παγίδα» των 170.000 χλμ. στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα: Τι αποκαλύπτει νέα επιστημονική έρευνα για τις μπαταρίες

Η αγορά των ηλεκτρικών οχημάτων αναπτύσσεται με ταχείς ρυθμούς, ωστόσο η μακροχρόνια αντοχή των συστοιχιών μπαταριών παραμένει ένα από τα πιο κρίσιμα ερωτήματα για τους καταναλωτές. Μια νέα πρωτοποριακή μελέτη που δημοσιεύθηκε στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Nature Energy ρίχνει φως σε ένα φαινόμενο που αλλάζει τα δεδομένα: την ύπαρξη ενός κρίσιμου ορίου περίπου στα 170.000 χιλιόμετρα, μετά το οποίο η απόδοση των μπαταριών μπορεί να σημειώσει απροσδόκητη και απότομη πτώση.

Ο «αδύναμος κρίκος» που καθορίζει τη συνολική αυτονομία

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η πραγματική απόδοση μιας μπαταρίας δεν καθορίζεται από τη μέση κατάσταση υγείας του συνόλου των στοιχείων της, αλλά περιορίζεται δραστικά από έναν μικρό αριθμό ασθενέστερων κελιών. Καθώς τα κελιά συνδέονται σε σειρά, ο πιο «αδύναμος κρίκος» επιβάλλει τους όρους λειτουργίας σε ολόκληρη τη συστοιχία.

Κατά τη διάρκεια της φόρτισης, τα κελιά που έχουν υποστεί μεγαλύτερη φθορά γεμίζουν ταχύτερα και φτάνουν πρώτα στο μέγιστο όριο τάσης, αναγκάζοντας το σύστημα διαχείρισης (BMS) να διακόψει τη διαδικασία πρόωρα. Αντίστοιχα, κατά την οδήγηση, τα ίδια κελιά εμφανίζουν υψηλότερη εσωτερική αντίσταση και αγγίζουν πρώτα τα κατώτατα όρια ασφαλείας. Το αποτέλεσμα είναι να παραμένουν αναξιοποίητα σημαντικά ενεργειακά αποθέματα που βρίσκονται αποθηκευμένα στα υπόλοιπα, απόλυτα υγιή κελιά της μπαταρίας.

Τα ευρήματα της έρευνας σε πραγματικές συνθήκες οδήγησης

Η επιστημονική ομάδα ανέλυσε δεδομένα πραγματικής χρήσης άνω των τριών ετών από 116 επιβατικά οχήματα με μπαταρίες νικελίου-μαγγανίου-κοβαλτίου (NMC) και 17 ηλεκτρικά λεωφορεία με μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου-λιθίου (LFP), καλύπτοντας αποστάσεις έως και 300.000 χιλιόμετρα ανά όχημα. Με τη χρήση προηγμένων νευρωνικών δικτύων, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι οι αποκλίσεις μεταξύ των κελιών παραμένουν αμελητέες στα πρώτα στάδια ζωής του οχήματος.

Ωστόσο, μόλις ξεπεραστεί το ορόσημο των 170.000 χιλιομέτρων, ο ρυθμός γήρανσης συγκεκριμένων κελιών επιταχύνεται δραματικά. Η ανομοιόμορφη αυτή φθορά οδηγεί σε μείωση του συνολικού προσδόκιμου ζωής της συστοιχίας κατά 17,7% στα επιβατικά αυτοκίνητα και κατά 22,8% στα λεωφορεία, σε σύγκριση με τις θεωρητικές δυνατότητες των επιμέρους στοιχείων. Επιπλέον, η ισχύς που μπορεί να αποδώσει το όχημα μειώνεται κατά 12,9% και 15,1% αντίστοιχα.

Τι σημαίνει αυτό για τα μεταχειρισμένα αυτοκίνητα και την Ελλάδα

Τα ευρήματα αυτά έχουν ιδιαίτερη βαρύτητα για χώρες όπως η Ελλάδα, όπου η αγορά του μεταχειρισμένου αυτοκινήτου γνωρίζει μεγάλη άνθηση. Ένα ηλεκτρικό όχημα με 140.000 χιλιόμετρα στο οδόμετρο μπορεί να εμφανίζει εξαιρετική συνολική υγεία μπαταρίας με βάση τις τυπικές διαγνωστικές μετρήσεις, αλλά να παρουσιάσει ραγδαία απώλεια αυτονομίας λίγο μετά την αγορά του, εφόσον πλησιάσει το όριο των 170.000 χιλιομέτρων.

Παράλληλα, το θερμό ελληνικό κλίμα αποτελεί επιπλέον επιβαρυντικό παράγοντα. Οι υψηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος και οι θερμοκρασιακές διαφορές στο εσωτερικό της συστοιχίας επιταχύνουν την ανομοιογενή φθορά των στοιχείων. Οι ερευνητές καταλήγουν ότι η αυτοκινητοβιομηχανία οφείλει να επενδύσει σε αυστηρότερα κριτήρια ομοιομορφίας κατά την παραγωγή, αποδοτικότερα συστήματα ψύξης και έξυπνα συστήματα δυναμικής αναδιαμόρφωσης των κελιών, ώστε να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία των ηλεκτρικών οχημάτων σε βάθος χρόνου.