Elektrické pohony a jejich baterie jsou srdcem moderních plug-in hybridů. Většina textu v tomto článku vychází z uvedeného čerstvého materiálu a je uspořádána tak, aby čtenáři poskytla co nejkomplexnější pohled na cenu náhradních baterií, jejich vývoj, životnost a možnosti úspor.
Jak jsou baterie konstruovány a jaké jsou jejich nejdůležitější parametry
Baterie se skládají ze stovek (občas i tisíců) malých bateriových článků, které jsou spojené buď v sériovém anebo paralelním zapojení, aby bylo dosaženo požadovaného napětí a proudu. Každý bateriový článek mívá napětí 3-4 V. Bateriové články se skládají do bateriových modulů, které tvoří stavební bloky každé baterie. Moduly také obsahují chladicí jednotku, monitor teploty a většinou i monitor napětí, které odesílají informace do systému řízení baterie (Battery Management System - BMS) a ten se poté stará o udržení optimálního prostředí. Výrobci baterií pro elektromobily musí uvést do rovnováhy mnoho důležitých požadavků. Důvodem tohoto uspořádání je snazší výroba, instalace, management, ale i údržba.
Efektivita a cena baterií: co dnes ovlivňuje cenu a dojezd
Obecně se dá říct, že olověné baterie mají dojezdovou vzdálenost 30-80 km, niklové baterie až 200 km, a lithiové baterie 320-480 km. Cena baterie bývá uváděna jako cena na jednotku energie - USD/kWh. V roce 2010 byla cena okolo 1100 USD/kWh, v roce 2019 kolem 156 USD/kWh. Očekávaná hranice 100 USD/kWh by mohla být dosažena s rostoucí účinností, hustotou energie a automatizací výroby. Do budoucna se zvažují varianty vylepšené lithiové baterie s grafitem/zrnem silikonu nebo baterie v pevném elektrolytu, které by mohly nabídnout výrazně vyšší hustotu energie a delší životnost.
Životnost a chování baterie za provozu
Testy ukazují, že klimatizace či topení mohou významně ovlivnit dojezd během jízdy, například zapnutá klimatizace u Tesla S může snížit dojezd až o 96 kilometrů. Zkušenosti ukazují, že moderní baterie s pokročilým BMS mají relativně nízkou degradaci i při častém nabíjení. Nissan LEAF prodal mnoho vozů a jen malé procento baterií vykazuje vnitřní defekty; většina vozů si drží kapacitu nad 90 % i po velkém nájezdu. Kapacita a životnost baterie závisí na chemické reakci, chování řidiče i péči o baterii. Lithiové baterie s hlubokým cyklem by se neměly vybíjet pod 20 % kapacity; některé firmy již uzamykají část kapacity, aby se zabránilo přílišnému vybití.
Druhý život a recyklace baterií
Když baterie již není vhodná pro provoz v automobilu, může vstoupit druhý život - například jako stacionární úložiště energie pro obnovitelné zdroje. Recyklace je cílem získat co nejvíce materiálu při co nejnižší spotřebě energie. EU ukládá výrobci povinnost aktivně sbírat a recyklovat baterie. Obtížnější částí recyklace bývá zpracování samotných článků a separace kovů.
Kolik stojí výměna baterie do různých vozů a jaké jsou alternativy
Výměna baterie v jednotlivých modelech se výrazně liší. Pro představu: u Toyoty Prius Hybrid je cena kolem 45 tisíc Kč, u Mitsubishi Outlander PHEV kolem 180 tisíc Kč. U některých elektromobilů, např. Nissan Leaf nebo Hyundai Kona, se ceny pohybují kolem 200 tisíc Kč. Tesla Model 3 může vyjít na zhruba 300 tisíc Kč, verze Long Range o dalších 70 tisíc Kč, Model S kolem 350 tisíc Kč. U Škody Enyaq iV 80 a VW ID.4 je cena kolem 450 tisíc Kč, u Citroënu ë-C4 těsně pod 550 tisíc Kč, u Audi e-tron okolo 750 tisíc Kč a u e-tron Sportback kolem 1 000 000 Kč. Nejdražší baterie má Mercedes-Benz EQS s cenou přesahující 1,25 milionu Kč.
- Odpověď na první obavy po pořízení elektromobilu: dostatek dobíjecích stanic a funkční baterie.
- Platí, že výběr mezi novou baterií od výrobce a alternativami (náhradní díly, díly z vraků) ovlivňuje konečnou cenu.
- Výměnu lze dělat po modulech - u některých vozů je možné vyměnit jen vadný modul, což snižuje náklady.
Konkrétní příklady a doporučení při koupi ojetého vozu
ADAC na základě dat Aviloo ukazuje, že baterie u plug-in hybridů většinou vydrží stejně dlouho jako samotné auto, ovšem degradace kolísá podle toho, jak bylo auto používáno. U Mercedes-Benz, VW a Volvo bývá degradace baterie menší, u BMW větší degradace u vozidel s nízkým nájezdem, a Outlander PHEV ukazuje výrazný pokles na začátku života s dalším srovnáním. Při koupi ojetého vozu se doporučuje zkontrolovat stav baterie - například prostřednictvím Aviloo Flash Testu, který nevyžaduje demontáž baterie. Optimální SoH podle nájezdu: minimálně 92 % při 50 000 km, 88 % při 100 000 km, 84 % při 150 000 km a 80 % při 200 000 km.
Správa a péče o baterii pro delší životnost
Majitelé plug-in hybridů mohou pozitivně ovlivnit stav baterie tím, že nebudou baterii plně vybíjet a nabíjet a budou udržovat stav nabití mezi 20 a 80 procenty. Plynulá jízda a ustálená rychlost bez častého prudkého zrychlování také prospívají životnosti. Pokud daný uživatel tráví výraznou část tras na elektro pohonu, může se vyplatit uvažovat o plném elektromobilu, který umožňuje lepší péči o baterii.
Co znamená vše pro konkrétní plug-in hybridy a jejich baterie
Pro modely jako Mitsubishi Outlander PHEV existuje možnost výměny jednotlivých modulů namísto celé baterie. Outlander PHEV obsahuje 10 modulů, každý po osmi článcích; jeden modul stojí kolem 30 000 Kč a drobný materiál kolem 3 000 Kč; práce okolo 22 000-36 000 Kč. U Škoda Superb iV třetí generace se baterie mění po modulech; dohromady osm modulů s cenou kolem 35 000 Kč za modul plus další materiál a práci. Záruka na baterii bývá 8 let nebo 160 000 km. Často jsou baterie stále v záruce i po pořízení ojetiny.
Rizika a faktory ovlivňující výběr baterie a její výměnu
ADAC a další automobilové kluby ukazují, že rozdíly mezi značkami existují a nejlépe si vedou baterie u Mercedes-Benz, VW a Volvo díky nižší degradaci. U BMW bývá degradace vyšší u plug-inHybridů s nízkým nájezdem, u Fordu je degradace výraznější. Většinou platí, že největší vliv na životnost mají způsob řízení a teplota baterie, kvalita jednotlivých článků a systém správy baterie (BMS). Pro zájemce o ojetinu je vhodné vyzkoušet SoH a zvážit, zda je lepší koupit čistý elektromobil, který umožní lepší péči o baterii než plug-in hybrid.
Jak se Vyrábí Baterie do Elektromobilu? Lithium-ion, BMS, Chlazení, Nabíjení a Výroba Článků!
Nezapomeňte, že cena a dostupnost baterií se liší podle výrobce a velikosti baterie. Čím větší kapacita, tím dražší náhradní akumulátor, a to i v případě náhradních dílů či modulů. V budoucnu se očekává pokročilejší chemie a pevné elektrolyty, které by mohly poskytnout vyšší hustotu energie a lepší bezpečnost.