Η χωρητικότητα μιας μπαταρίας πρέπει να «εξισορροπεί» αντικρουόμενες απαιτήσεις, όπως είναι το περιορισμένο κόστος, το λογικό βάρος, η μεγάλη αυτονομία, η υψηλή απόδοση και το χαμηλό περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Ποιο είναι όμως το ιδανικό της μέγεθος σε ένα σπορ EV;

Σχεδόν οι μισές από τις εκπομπές CO2 που παράγονται κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής ενός ηλεκτρικού οχήματος δημιουργούνται στο στάδιο της κατασκευής, το οποίο περιλαμβάνει την εξόρυξη και την επεξεργασία πρώτων υλών.

Η δεύτερη μεγαλύτερη πηγή εκπομπών είναι η λειτουργία του οχήματος, η οποία καθορίζεται εν πολλοίς από το ενεργειακό μείγμα που χρησιμοποιείται για τη φόρτισή του, την απόδοση κατά τη διαδικασίας φόρτισης, τις επιδόσεις του οχήματος και φυσικά τον τρόπο οδήγησης.

Οι διαδικασίες ανακύκλωσης και η περαιτέρω επεξεργασία των υλικών στο τέλος του κύκλου ζωής ενός οχήματος δημιουργούν, σύμφωνα με όλες τις μελέτες, το χαμηλότερο (συγκριτικά) ποσοστό εκπομπών CO2.

Όσον αφορά τους επιμέρους παράγοντες, η μπαταρία του συστήματος μετάδοσης κίνησης έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στις εκπομπές CO2 κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής ενός οχήματος αντιπροσωπεύοντας περίπου το 40% του διοξειδίου του άνθρακα που παράγεται όταν κατασκευάζεται, για παράδειγμα, μία Porsche Taycan. Με άλλα λόγια, το μέγεθος του «φορέα ενέργειας» είναι βασικά υπεύθυνο για το αποτύπωμα άνθρακα ενός ηλεκτρικού οχήματος. Ωστόσο, αυτό το στοιχείο είναι επίσης που καθορίζει την επιτυχία ενός ηλεκτρικού οχήματος στην αγορά, μιας και το μέγεθος της μπαταρίας πρέπει να είναι το κατάλληλο ώστε να διασφαλίζεται ότι ένα EV ανταποκρίνεται στις προσδοκίες και τις απαιτήσεις των πελατών.

Σύμφωνα με μια μελέτη που διεξήχθη στις ΗΠΑ, οι ανησυχίες ότι θα «μείνουν» από μπαταρία είναι το κύριο εμπόδιο για τους πελάτες να αγοράσουν ένα ηλεκτρικό όχημα. Και όχι μόνο, καθώς τον δικό τους ρόλο διαδραματίζουν εδώ και οι ελλείπεις υποδομές όσον αφορά τους δημόσια προσβάσιμους σταθμούς φόρτισης…  Σε κάθε περίπτωση, η αύξηση της χωρητικότητας της μπαταρίας και της απόδοσης της σημαίνει ότι τα ηλεκτρικά οχήματα εξελίσσονται ώστε να ανταποκρίνονται καλύτερα στις απαιτήσεις των πελατών. Μάλιστα, ορισμένοι κατασκευαστές είναι πλέον σε θέση να λανσάρουν μοντέλα με αυτονομία πάνω από 600 χιλιόμετρα, αν και τα ηλεκτρικά οχήματα μικρότερου… βεληνεκούς καθίστανται επίσης πιο δημοφιλή στους πελάτες.

Εύρεση της βέλτιστης ισορροπίας στο μέγεθος της μπαταρίας

Κατασκευαστές σπορ αυτοκινήτων, όπως η Porsche, έχουν αναλύσει τις προτεραιότητες και τις περιπτώσεις χρήσης για να εντοπίσουν ποιο είναι το μέγεθος της μπαταρίας που επιτυγχάνει τη σωστή ισορροπία μεταξύ «αντικρουόμενων απαιτήσεων». Για παράδειγμα, οι πελάτες της Porsche εκτιμούν τη δυναμική εμπειρία οδήγησης, αλλά ταυτόχρονα περιμένουν τα οχήματά τους να καλύπτουν γρήγορα μεγάλες αποστάσεις – και με σύντομους χρόνους φόρτισης. Οι στατιστικές ωστόσο δείχνουν ότι η πλειονότητα των πελατών διανύει λιγότερο από 80 χιλιόμετρα την ημέρα και στο 80% των περιπτώσεων οι αποστάσεις που καλύπτονται μέσα σε μια εβδομάδα δεν ξεπερνούν τα 450 χιλιόμετρα.

Ο παράγοντας του βάρος

Γενικά, πολλοί είναι αυτοί που πιστεύουν ότι μια μεγάλη μπαταρία μεταφράζεται αυτόματα και σε υψηλή δυναμική απόδοση. Ωστόσο, οι προσομοιωμένοι χρόνοι γύρων στο Nürburgring Nordschleife υποδηλώνουν ακριβώς το αντίθετο. Επί του προκειμένου, η Porsche βρήκε μέσω μοντέλων που επεξεργάστηκε ότι μια Taycan Turbo S που διαθέτει μπαταρία με χωωρητικότητα 85,1 kWh και ζυγίζει συνολικά 2.419 κιλά, μπορεί να ολοκληρώσει έναν γύρο στην «Πράσινη Κόλαση» σε χρόνο 7:39.5.

Όταν η χωρητικότητα της μπαταρίας μειωθεί στις 70 kWh, το συνολικό βάρος του οχήματος «κατεβαίνει» στα 2.310 kg. Η μείωση της ισχύος της μπαταρίας σημαίνει ότι η Taycan χρειάζεται επιπλέον 0,7 δευτερολέπτα για να ολοκληρώσει τον γύρο, με το χαμηλότερο βάρος του οχήματος να καθιστά δυνατή την επιτάχυνση από τα 0 στα 100 χλμ./ώρα σε 2,9 δευτερόλεπτα, επίδοση που είναι 0,02 δευτερόλεπτα γρηγορότερη από εκείνη του οχήματος αναφοράς. Ωστόσο, με αυτή την μπαταρία, η Taycan χρειάζεται 9,51 δευτερόλεπτα για να φτάσει τα 200 χλμ./ώρα, δηλαδή περίπου 0,8 δευτερολέπτα πιο αργά. Αυτοί οι υπολογισμοί δείχνουν ότι η συνολική εξοικονόμηση βάρους δεν αντισταθμίζει τη μειωμένη ισχύ της μπαταρίας.

Αντίθετα, μια μπαταρία 100 kWh προσθέτει στο αμάξωμα 107 κιλά βάρους. Παρά την ισχυρότερη μπαταρία, ο χρόνος γύρου αυξάνεται στα 7:42.4 λεπτά, η επιτάχυνση από 0 στα 100 χλμ./ώρα διαρκεί 3,04 δευτερόλεπτα και το «0-200» ολοκληρώνεται σε 9,71 δευτερόλεπτα.

Η επίδραση του βάρους γίνεται ακόμη πιο αισθητή με μια μπαταρία με χωρητκότητα 130 kWh, η οποία αυξάνει το συνολικό βάρος του οχήματος στα 2.743 κιλά. Με αυτή τη διαμόρφωση, ο χρόνος γύρου αυξάνεται στα 7:48.2, η επιτάχυνση από 0 στα 100 χλμ./ώρα διαρκεί 3,28 δευτερόλεπτα ενώ το «0-200» ολοκληρώνεται σε 20,48 δευτερόλεπτα.

Τεχνολογίες ταχείας φόρτισης

Τα ευρήματα της Porsche δείχνουν ότι, ενώ μια μικρότερη μπαταρία είναι η καλύτερη επιλογή για τη μείωση των εκπομπών CO2 στο στάδιο της παραγωγής, ένας συσσωρευτής ενέργειας μεσαίου μεγέθους προσφέρει τελικά καλύτερη δυναμική στην οδήγηση. Σε γενικές γραμμές, οι μεγάλες μπαταρίες προσφέρουν μεγαλύτερη εμβέλεια, συν μικρότερους χρόνους ταξιδιού. Ωστόσο, χάρη στην τεχνολογία 800V και την εξαιρετικά αποδοτική διαδικασία φόρτισης συνεχούς ρεύματος, μια Porsche Taycan χρειάζεται σε ταχυφορτιστή τύπου Ionity μόλις 5 λεπτά για να αποθηκεύσει αρκετή ενέργεια για να καλύψει επιπλέον 100 χιλιόμετρα. Σύμφωνα με την Porsche, οι περισσότερες μελέτες συνιστούν στους κατασκευαστές μία αναλογία 2 ωρών οδήγησης προς 15 λεπτά φόρτισης, και σπορ ηλεκτρικά μοντέλα όπως η Taycan είναι ήδη ικανά να καλύψουν μεγάλες αποστάσεις «ακολουθώντας» την παραπάνω αναλογία – πάντοτε σε πολύ γρήγορους σταθμούς φόρτισης.

Εξετάζοντας πώς μπορεί αν βρεθεί η κατάλληλη ισορροπία ανάμεσα στην αυτονομία, την απόδοση και τη βιωσιμότητα, η Porsche έχει επικεντρωθεί στον χρόνο ταξιδιού. Ένα μέγεθος μπαταρίας της τάξης των 100 kWh συνιστά, σύμφωνα με τον Γερμανό κατασκευαστή, την καλύτερη επιλογή με δεδομένο τον στόχο για επίτευξη της παραπάνω ισορροπίας.

Οι μελλοντικές εξελίξεις στις μπαταρίες, αν μη τι άλλο, θα συνεχίσουν να βελτιώνουν τη δυναμική οδήγησης και τους χρόνους φόρτισης και επομένως μπορούμε να περιμένουμε ακόμη μεγαλύτερη πρόοδο όσον αφορά τη μείωση των εκπομπών CO2.

Τα ηλεκτρικά οχήματα δεύτερης γενιάς που δεν έχουν ακόμη κυκλοφορήσει, θα παράγουν έως και 25% λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους σε σχέση με τα μοντέλα πρώτης γενιάς, αλλά είναι η ίδια η τεχνολογία των μπαταριών που θα συμβάλει περισσότερο στη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα ενός οχήματος. Το σίγουρο είναι ότι η νέα τεχνολογία στις κυψέλες των επερχόμενων μπαταριών θα μειώσει την κατανάλωση ενέργειας, ενώ οι υψηλότερες δυνατότητες φόρτισης θα βελτιώσουν και την αποδοτικότητα.