Jak zbudowana jest bateria w autobusach elektrycznych?

Wraz ze zwiększającą się obecnością autobusów elektrycznych w miejskich flotach, rośnie zainteresowanie poszczególnymi elementami ich wyposażenia. Kluczową rolę odgrywają tu oczywiście baterie. Te używane przez producentów pojazdów to zaawansowane systemy, których technologia stale ewoluuje, oferując coraz lepsze parametry. To właśnie dzięki bateriom elektryczne autobusy stają się coraz bardziej efektywne, umacniając swoją pozycję w transporcie publicznym. Z tego artykułu dowiesz się, jak zbudowana jest bateria w autobusie elektrycznym.

STRUKTURA

Struktura baterii, niezależnie od jej rodzaju, opiera się na trzech głównych elementach: ogniwach, modułach i samej baterii. Podstawową jednostkę stanowią OGNIWA. To one łączą się w MODUŁY, a te z kolei tworzą produkt finalny, jakim jest BATERIA. Taka modułowa konstrukcja umożliwia dostosowanie baterii do różnych potrzeb, umożliwiając dowolne konfiguracje i ułatwiając konserwację czy wymianę uszkodzonych komponentów.

CHEMIA

W ujęciu chemicznym bateria składa się z anody, katody, elektrolitu i separatora. W ich skład wchodzą „zwykłe” pierwiastki, takie jak aluminium, miedź, żelazo oraz węgiel (grafit), jak i mniej popularne metale, do których zalicza się: kobalt, nikiel i mangan czy lit. Obecnie w branży motoryzacyjnej większość systemów magazynowania energii elektrycznej stanowią baterie litowo-jonowe. Korzystają one z różnych technologii ogniw, będących kombinacją różnych surowców (katody i anody), z których każde ma swoje unikalne cechy. Jakie to surowce?

Najpopularniejsze technologie litowo-jonowe stosowane aktualnie w bateriach to:

• NMC (Lithium Manganese Cobalt Oxide – litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe)
• LFP (Lithium Iron Phosphate – litowo-żelazowo-fosforanowe)
• LTO (Lithium Titanate – litowo-tytanowe)
• LCO (Lithium Cobalt Oxide – litowo-kobaltowe)
• LMO (Lithium Manganese Oxide – litowo-manganowe)
• NCA (Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide – litowo-niklowo-kobaltowo-glinowe)

To, na jaką chemię ogniwa się zdecydujemy, znacząco wpłynie na późniejsze parametry naszego autobusu elektrycznego. Przykładowo: baterie NMC i LFP oferująwyższą gęstość energii, co przekłada się na dłuższy zasięg pojazdów. Z kolei baterie LTO cechują się m.in. szybkim ładowaniem i ta cecha predestynuje je do instalowania w autobusach obsługujących krótkie trasy – lub jeżdżących w miastach o gęstej infrastrukturze ładowania.

PARAMETRY

Kluczowe parametry funkcjonalne baterii obejmują gęstość energii (która jest najwyższa w bateriach NMC), gęstość mocy, stabilność termiczną (np. technologia LTO zapewnia wysokie bezpieczeństwo przed procesem thermal runaway), żywotność (w której skład wchodzi określona liczba cykli oraz maksymalny czas pracy baterii) i cenę. Fakt, że tych parametrów jest tak wiele, to tak naprawdę dobra wiadomość dla każdego przyszłego użytkownika autobusu. Umożliwia to bowiem odpowiednie jej skonfigurowanie – dobranie technologii i idących za nią właściwości – by dopasować ją do indywidualnych potrzeb i warunków przewoźnika i w efekcie osiągnąć optymalną równowagę między szybkością ładowania, zasięgiem a kosztami.

Warto na koniec pokreślić, że rozwój technologii bateryjnych jest obecnie niezwykle dynamiczny, co przekłada się na stałe udoskonalanie ich wydajności i trwałości. Zatem aktualne możliwości i osiągi operacyjne autobusów elektrycznych to nie ostatnie słowo producentów i z pewnością możemy spodziewać się jeszcze lepszych wyników.

• Co dzieje się z bateriami, które kończą swoją pracę na pojeździe elektrycznym? O drugim życiu baterii przeczytasz TUTAJ.