Μια συνεργασία αυτοκινήτου και τραίνου, καθώς οι μεταχειρισμένες μπαταρίες των ηλεκτρικών Nissan τροφοδοτούν σιδηροδρομικές διαβάσεις της ανατολικής Ιαπωνίας.

Η Nissan αναπτύσσει ένα νέο τρόπο για να συνδυάσει τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται τόσο στο σιδηροδρομικό δίκτυο, όσο και στα ηλεκτρικά οχήματα. Για μπαταρίες σε συσκευές σιδηροδρομικών διαβάσεων, η East Japan Railway Company (JR East), ένας από τους κορυφαίους παρόχους σιδηροδρομικών υπηρεσιών της Ιαπωνίας, δοκιμάζει επαναχρησιμοποιημένες μπαταρίες από τα Nissan LEAF.

Οι σιδηροδρομικές διαβάσεις είναι απαραίτητες τόσο για την εύρυθμη λειτουργία των τρένων, όσο και για την ασφάλεια της οδικής κυκλοφορίας. Μάλιστα σε κάθε διάβαση, οι σιδηροδρομικές εταιρείες εγκαθιστούν μονάδες παροχής ρεύματος έκτακτης ανάγκης, προκειμένου να διασφαλίσουν ότι λειτουργούν σωστά, ανά πάσα στιγμή. Επί του παρόντος, αυτές οι μονάδες παροχής ρεύματος έκτακτης ανάγκης χρησιμοποιούν μπαταρίες μολύβδου-οξέος.

Ωστόσο, οι προσπάθειες αντικατάστασής τους με επαναχρησιμοποιημένες μπαταρίες Nissan LEAF ξεκίνησαν τον Ιανουάριο του 2021 στη σιδηροδρομική διάβαση Atago της γραμμής Jōban, η οποία διασχίζει την πόλη Minamisoma, στην επαρχία Φουκουσίμα.

Ανακατασκευή μπαταριών EV
Η μπαταρία ιόντων λιθίου ενός Nissan LEAF διατηρεί το 60% έως 80% της χωρητικότητας αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, στο τέλος του κύκλου ζωής της σε ένα αυτοκίνητο. Επομένως, με την επαναχρησιμοποίηση των παλιών μπαταριών EV, η εναπομένουσα ενεργειακή τους χωρητικότητα μπορεί να κατευθυνθεί αλλού, όπως σε νέες μπαταρίες αντικατάστασης ή σε σταθερές μπαταρίες. Η 4R Energy Corporation, ως συνεργάτης της Nissan, είναι υπεύθυνη για αυτήν την προσπάθεια. Η επαναχρησιμοποίηση των μπαταριών οχημάτων, μπορεί να μειώσει τις εκπομπές CO2 και τη χρήση σπάνιων πόρων που σχετίζονται με την εξ αρχής κατασκευή μιας νέας μπαταρίας.

Τα οφέλη δεν περιορίζονται στη βιωσιμότητα
Για τον Kaito Tochihara, βοηθό επικεφαλής ερευνητή στο κέντρο Έρευνας ; Ανάπτυξης της East Japan Railway, όταν πρόκειται για παροχή ρεύματος έκτακτης ανάγκης, η αλλαγή από μπαταρίες μολύβδου σε επαναχρησιμοποιημένες μπαταρίες ιόντων λιθίου EV, όχι μόνο προάγει τη βιωσιμότητα, αλλά οδηγεί και σε βελτιωμένες επιδόσεις από την ίδια την μπαταρία.

Σε σύγκριση με τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, η επαναχρησιμοποιούμενη ποικιλία ιόντων λιθίου απαιτεί μόνο το 1/3 του χρόνου φόρτισης. Επιπλέον, είναι πολύ πιο ανθεκτικές και διαρκούν κατά μέσο όρο 10 χρόνια, σε σύγκριση με τα 3-7 χρόνια μιας τυπικής μπαταρίας. Μια ακόμα σημαντική παράμετρος που απασχολεί τον Tochihara, αφορά στη συντήρηση της μπαταρίας.
“Με τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος”, είπε, “πρέπει να επισκεπτόμαστε περιοδικά τις σιδηροδρομικές διαβάσεις για να ελέγχουμε την κατάσταση φόρτισης και τυχόν αλλοιώσεις. Ωστόσο, με τις επαναχρησιμοποιημένες μπαταρίες ιόντων λιθίου, υπάρχει ένα σύστημα ελέγχου, παρόμοιο με του EV, ώστε να μπορούμε να ελέγχουμε εξ αποστάσεως την κατάσταση της μπαταρίας. Αυτό θα οδηγήσει σε βελτιωμένα πρότυπα συντήρησης. Επίσης, αυτό το σύστημα επιτρέπει την προληπτική συντήρηση ενημερώνοντάς μας για την κατάσταση της μπαταρίας, προτού η τάση της γίνει πολύ χαμηλή.”

Ασφάλεια στις σιδηροδρομικές διαβάσεις
Ο Tochihara εξήγησε ότι “οι σιδηροδρομικές διαβάσεις είναι σημεία επαφής μεταξύ τρένων και δημόσιων δρόμων, επομένως πρέπει να είναι εξαιρετικά ασφαλείς και αξιόπιστες. Στην 4R Energy Corporation, αναπτύσσουμε τις επαναχρησιμοποιημένες μπαταρίες ιόντων λιθίου από μπαταρίες σχεδιασμένες για αυτοκίνητα. Όπως ακριβώς και με μια σιδηροδρομική διάβαση, τέτοιες μπαταρίες απαιτούν υψηλό επίπεδο ασφάλειας. Η αξιοπιστία τους μας δίνει την αυτοπεποίθηση να συνεχίσουμε τις προσπάθειές μας.

Η 4R Energy Corporation άρχισε να λειτουργεί το 2010, την ίδια χρονιά με το λανσάρισμα του Nissan LEAF. Προβλέποντας την ευρεία διάδοση των ηλεκτρικών οχημάτων, στόχος της εταιρείας ήταν να κάνει αποτελεσματική χρήση των μπαταριών ιόντων λιθίου με το πέρας του κύκλου ζωής τους στα οχήματα. Κάθε χρόνο το εργοστάσιο της εταιρείας στο Namie, στην επαρχία της Φουκουσίμα, προμηθεύεται χιλιάδες χρησιμοποιημένες μπαταρίες, τις οποίες στη συνέχεια επαναχρησιμοποιεί.

Αντοχή σε κεραυνούς
Εάν ο κεραυνός χτυπήσει ένα EV, η ηλεκτρική ενέργεια ρέει στο έδαφος μέσω του αμαξώματος του οχήματος. Αυτό εμποδίζει την ξαφνική, ασυνήθιστα υψηλή τάση (από το “κύμα” κεραυνού) να ρέει στην μπαταρία. Ωστόσο, σε μια σιδηροδρομική διάβαση, η μπαταρία συνδέεται, μέσω καλωδίων, με συσκευές όπως μπάρες, συναγερμούς και εξοπλισμό ελέγχου. Εάν χτυπήσει κεραυνός κοντά, τότε η τάση μπορεί να ρέει απευθείας στην μπαταρία, μέσω αυτών των καλωδίων.

Για να μπορέσουν οι μπαταρίες να αντέξουν τέτοιες υψηλές τάσεις , εφαρμόστηκαν τροποποιήσεις στην υποδομή ελέγχου της μπαταρίας από το στάδιο ανάπτυξης. Επιπλέον, πριν από τη μετάβαση στο δοκιμαστικό στάδιο σε μια σιδηροδρομική διάβαση, η JR East, η 4R Energy Corporation και λοιποί φορείς, πραγματοποίησαν μια ποικιλία επιχειρησιακών δοκιμών. Εκτός από τη σιδηροδρομική διάβαση Atago, υπάρχουν σχέδια για δοκιμή των μπαταριών και σε άλλες σιδηροδρομικές διαβάσεις, στις γραμμές Jōban και Mito. Αυτές οι δοκιμές θα αναλύσουν την επίδραση των κεραυνών, καθώς και άλλων περιβαλλοντικών παραγόντων στις μπαταρίες, σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών.