Az elektromos autók lelke az akkumulátor, amely egyben a legproblematikusabb és legdrágább alkatrész is. Ha elkezdünk utánanézni bármelyik EV-nek, a termékoldalakon az egyik első információ, ami szerepel, az az akkumulátor, illetve az ezzel kapcsolatos paraméterek, például a hatótáv vagy a töltési idő, nem véletlenül. Mik az akkumulátorok legfontosabb jellemzői, és merrefelé tart a piac? Mit tud ma egy csúcsakksi, illetve mit lehet tudni a gyártásáról?
Az elektromos autó akkumulátor gyártás kihívásai
Az elektromos autókat sokáig lázálomnak tekintették a szkeptikusok, de az optimistábbak is erős kétségeket tápláltak a technológia életképességével szemben. Mindennek majdnem kizárólag az akkumulátorok problematikája volt az oka. Aztán jött Elon Musk, aki a kétkedőkre fittyet hányva bizonyította a mainstream felé, hogy az EV-k igenis működhetnek. Gondolhatunk akármit a milliárdos cégvezér ketrecharcos ambícióiról vagy kétes sikerű kalandjairól (lásd Twitter és X), senki nem veheti el tőle, hogy ő volt az első igazán komoly fecske, aki ha nem is egyedül, de elhozta az elektromos autózás nyarát. Azonban az, hogy a forradalom elindult, még nem jelenti azt, hogy ne lennének nagyon komoly akadályok és kihívások.
Az alapanyagok, például a kobalt beszerzése sok esetben problémás lehet. De erről bővebben a következőkben írtunk.
Elektromos autó akkumulátor gyártás – fel van adva a lecke…
Az elektromos autó akkumulátor gyártás nincs egyszerű helyzetben, ugyanis számos kívánalomnak kell eleget tennie. Hiába szuper X akkumulátor mondjuk energiasűrűség szempontjából, ha túl gyorsan degradálódik, a vásárlók hosszú távon inkább más alternatíva után néznek. A következőkben áttekintjük azokat a paramétereket, amelyek a fogyasztók, na meg a gyártók szempontjából kulcsfontosságúak:
- Kapacitás/az autó hatótávja: a kapacitás kétségkívül az első helyre kívánkozik. Az EV-k használhatósága ugyanis ezen áll vagy bukik, ahogy az adott autók eladhatósága is sok esetben.
- Súly/energiasűrűség: az akksik energiasűrűsége azt jelöli, hogy egy adott térfogategységű vagy súlyú EV akkumulátor mennyi kapacitást képes tárolni. A súly csökkentése a hatótáv szempontjából is fontos: minél nagyobb súlyt kell mozgatni, annál kisebb a hatótáv. Márpedig az akksi az egyik legnehezebb alkatrész.
- Élettartam: a hatótávszorongás mellett a villanyautósok másik mumusa a degradáció. Minél több töltési ciklust bír ki egy akksi, és minél kevésbé viselik meg a hőmérséklet kilengései, annál tovább használható. És bár a gyártók adnak elektromos autó akkumulátor garanciát, a vásárló sokkal boldogabb, ha nincs is rá szükség, mert tudja, hogy akár többezer töltési ciklust is szinte biztos, hogy komoly kapacitásvesztés nélkül kibír az akksi. Szintén nagyon fontos kérdés, hogy a gyorstöltés mennyire degradálja az akkucsomagot, ugyanis nem előnyös, ha a gyorstöltésért hosszú távon a hatótáv csökkenésével fizetünk.
- Töltési idő: a harmadik neuralgikus pont pedig a töltési idő. Bár az otthoni töltésnél általában nem tragédia, ha nem villámgyors a töltés, az, hogy egy többórás utat mennyivel nyújt meg a gyorstöltés a benzinkúton, már nagyon nem mindegy.
- Biztonságosság: bár az elektromos autó akkumulátorok a nagy képet nézve eddig sem voltak veszélyesebbek, mint a 30-40 liternyi gyúlékony anyaggal furikázó belsőégésű járművek, az akkumulátorok kigyulladása komoly probléma, illetve PR szempontból is mélyütést vitt be.
- Ár: az elektromos autók jórészt az akkumulátor miatt ilyen drágák még, ezért mindenki az elérhetőbb árú akksik kidolgozásában érdekelt.
- Extrém hőmérsékleteken nyújtott teljesítmény: jól ismert tény, hogy egyes autóknál hogyan olvad el a WLTP-hatótáv a nyári kánikulában – vagy éppen zsugorodik össze a kopogós mínuszokban. Emellett az extrém hőmérséklet a degradációnak ugyanúgy melegágya lehet. Az egyes akkumulátor típusok, illetve fűtési/hűtési rendszerek eltérő mértékben képesek megóvni a hatótávot, illetve megelőzni a degradációt.
- Környezeti hatás: az elektromobilitás fő célja a fenntarthatóság elősegítése. Ezért nagyon nem mindegy, hogy az elektromos autó akkumulátor gyártás mekkora hatást gyakorol a környezetre.
- A használt alapanyagok beszerezhetősége: a legtöbbeknek nem újdonság, hogy az akkumulátorokban használt anyagok, például a kobalt jó része a harmadik világ kevésbé szerencsés tájairól származik. Az alapanyagok beszerzése gond lehet emberi jogi szempontból, illetve az ellátási lánc biztonságossága szempontjából is.
Melyik technológia áll nyerésre?
A fenti paraméterek mind kulcsfontosságúak, ha egy akkumulátor, illetve autó sikeres akar lenni. A nehézség az, hogy a szempontok sokszor ütik egymást, így a gyártók folyamatosan nyitnak az új technológiák felé, illetve keresik a legelőnyösebb kompromisszumokat. Mit mutat a nagy kép?
A hagyományos, kobaltot, mangánt, illetve nikkelt használó lítiumion akkumulátorok, bár sok korlátjuk van, egyértelműen elég jók ahhoz, hogy széles körben alkalmazzák őket. A horizonton már felsejlenek a szilárdtest akkumulátorok, amelyek óriási áttörést hozhatnak, de még úgy tűnik, hogy egy jó pár évig várni kell rájuk. Ezzel együtt most leginkább a lítium-vasfoszfát (LFP) akkumulátoroknak áll a zászló, amelyek sok szempontból lekörözik a hagyományos lítiumion-akkumulátorokat. Biztonságosabbak, kevésbé hevülnek fel, emellett sokkal több ciklust kibírnak (akár kétszer annyit!).
További előny, hogy a lítium-vas-foszfát olcsóbb, mint az eltérő anyagösszetételű akksikban használatos többi fém (például a nikkel), és nem is kell harmadik világbeli országokból beszerezni. Nem csoda, hogy élre tört a technológia: már a Teslák jó részében is LFP akkumulátor van, de LFP a világ legbiztonságosabb akksija, a BYD Blade is. A Blade akkumulátorról egy hosszabb cikket is írtunk, de a jelen írás végén is bemutatjuk, mert remekül illusztrálja, hol tartanak most az elektromos autó akkumulátor gyártás éllovasai. De előtte következzék hozzá egy kedvcsináló videó:
A videón a legszigorúbb biztonságossági teszt, a szögpenetrációs teszt látható, amely során egy szöget nyomnak át a tesztelt akksikon. A hagyományos lítiumion akkumulátor 500 °C-ra forrósodott fel, majd felrobbant, a hagyományos LFP cella is felhevült 200-400 °C-ra, míg a BYD üdvöskéje, a Blade csak 30-60 fokra melegedett fel. Ami jól illusztrálja, hogy messze a legbiztonságosabb akkumulátor ma a piacon.
Mit érdemes tudni a BYD-ről?
Mielőtt bemutatnánk a Blade akksit, ejtsünk pár szót a BYD-ről. A BYD a világ második legnagyobb elektromosautó-gyártója, aki nemrégiben öt új elektromos modellel érkezett Magyarországra. Emellett a világ egyik legnagyobb akkumulátorgyártója, illetve elektromobilitási szereplője. A kínai óriásvállalat gyárt elektromos vonatokat, munkagépeket, autókat, emellett laptop- és okostelefon-akkumulátorokban, napelemekben és tárolócellákban is utazik, egy zöld ökoszisztémán dolgozva. Mivel a BYD 27 éves fennállása nagy részében akkumulátorokat is gyártott – sőt, ezzel kezdték –, így nem csoda, hogy éllovas a szegmensben, illetve rendelkezik annyi tapasztalattal, amely alapján képes volt egy ekkora dobásra, mint a Blade.
A BYD Blade akkumulátor: félelmetesen penge!
A BYD Blade nemcsak kiemelkedően biztonságos. A kínai gyártó úttörő LFP cellája roppant tartós is, akár 3000 töltési ciklust is kibír, emellett a kiváló hőszabályozó rendszernek köszönhetően extrém időjárási körülmények között sem kell félteni a degradációtól.
Ezen túl a fejlesztők az akkumulátor felépítésében is nagyot léptek előre. A cell-to-pack kialakítás értelmében a cellák magukban is merevítenek, és nem kell őket modulokban egy akkumulátortálcára helyezni őket. Emiatt kisebb és könnyebb az akksi, és sokkal jobb az energiasűrűsége, mint a többi LFP-nek. És hogyan gyártják?
Így gyártják a Blade-t
A fejlesztést, illetve a gyártást a legtöbb gyártónál, így a BYD-nél is nagyon szigorú titoktartás övezi. Érdemes azonban összeszedni, mi mindent is tudhatunk a Blade gyártásáról, na mármint a nem szigorúan titkos részleteket:
- A BYD lényegében saját ellátási lánccal rendelkezik, szóval a Blade komponenseit nem beszállítóktól szerzi be, hanem maga gyártja. Emiatt kiemelkedően magas szintűek a minőségbiztosítási folyamatok.
- Mivel a Blade egy újhullámos cell-to-pack akkumulátor, a gyártási folyamat, valamint a használt robotika eltér, mint a hagyományos, modulos szerkezetű akkumulátoroknál.
- A Blade akksikat a BYD chongqingi gyárában kezdték el gyártani 2020-ban. A 10 milliárdos befektetésből épült gyár évente 20 GWH-nyi akkumulátor gyártására képes!
- A gyártás alapvetően automatizált és robotizált, és úgynevezett tisztaterekben történik (a tisztaterekben csak meghatározott mennyiségű szálló részecske lehet a levegőben, amelyet folyamatos légszűréssel és tisztítással tesznek lehetővé).
- A hőmérséklet és a páratartalom is szabályozva van, a hőmérséklet konstans 25° C, míg a páratartalom maximum 1%-os lehet, a kulcsfontosságú folyamatoknál pedig csak 0,05%!
A Blade cellával felszerelt autók immár Magyarországon is kaphatók
A BYD Blade tehát egy csúcskategóriás, innovatív cella, amely megmutatja, merrefelé van az előre – a többi gyártó meg jó eséllyel majd elindul utána. Jó hír, hogy a Blade cellával felszerelt BYD autók immár Magyarországon is kaphatók, így az elektromobilitás szerelmeseinek nem kell tovább várakoznia!
Érdekelnek a Schiller kínálatában található BYD modellek!
