Rafhlaðan er mikilvægasti - og dýrasti - hluti ökutækisins. Sem betur fer ætti hún að endast sinn tíma.

Að mörgu leyti er rafbíll einfaldari en hefðbundinn bíll hvað varðar vélræna þáttinn. Það eru mun færri hlutar í rafmótor en bensínvél, rafbíll notar oftast aðeins eins hraða gírkassa og rafknúin farartæki eru laus við yfir tvo tugi algengra bílaíhluta sem munu að lokum bila og þarf, eðli máls samkvæmt, að skipta um.

Líftíminn er áhyggjuefni

Samt er eitt áhyggjuefni sem kemur sífellt fram í neytendakönnunum varðandi líftíma rafmagnsbíla. Í nýlegri [ath. þessi grein er frá 4. september 2021] rannsókn sem Cox Automotive gerði, óttast 46 prósent þeirra sem íhuga rafbílakaup að rafhlöðupakkinn endist aðeins í 100.000 kílómetra eða minna. Það að skipta um rafhlöðu rafbíla er dýr lausn. Til dæmis er nýr rafhlöðupakki fyrir Chevrolet Bolt EV verðlagður í Bandaríkjunum vel yfir 15.000 dollara eða um 1,9 milljónir króna og það felur ekki í sér kostnaðinn við skiptin.

Getan minnkar með árunum

Þótt rafhlaðan geti orðið léleg með tímanum þá er ekki líklegt að hún bili alveg, heldur að hún muni missa getuna smátt og smátt. Vefsvæðið myev.com hefur ekki enn séð fréttir af eldri rafknúnum ökutækjum á leið í bílakirkjugarðinn vegna þess að rafhlöðurnar væru hættar að virka. Nissan greinir frá því að þeir hafi aðeins þurft að skipta um tiltölulega fáar rafhlöður í Leaf rafbílnum þrátt fyrir að selja mörg þúsund einingar á síðustu átta árum í framleiðslu.

Grundvallaratriði rafhlöðu

Litíumjónarafhlöður sem notaðar eru í rafbílum eru svipaðar þeim sem notaðar eru í farsímum og fartölvum, þær eru bara miklu stærri. Þær eru allt öðruvísi en þungu sýrurafgeymarnir sem notaðir eru í hefðbundnum bílum og hafa meiri orkuþéttleika en endurhlaðanlegar nikkel-málmhýdríð rafhlöður. Þeim er líka, síður en öðrum gerðum rafhlaðna, hætt við að missa hleðsluna þegar þær eru ekki notaðar. Rafhlöðupakkar rafbíla innihalda yfirleitt röð tengdra einstakra sella, kannski nokkur hundruð slíkar eftir gerð bílsins, í stað einnar samfelldrar.

„Stærra er betra“

Rafgeymir rafbíls er gefinn upp í kílówattstundum, sem er skammstafað sem kWh (eða kWst). Hér er meira betra. Að velja rafbíl með hærri kWh tölu er eins og að kaupa bíl sem er með stærri bensíntank að því leyti að þú munt geta ekið fleiri kílómetra áður en þörf er á „fyllingu“. Gerðu þér grein fyrir því að stjórnkerfi rafbíla kemur í veg fyrir að rafhlaðan geti annaðhvort orðið 100 prósent fullhlaðin eða 100 prósent tæmd til að varðveita skilvirkni hennar og lengja nothæfan líftíma.

Ef þú átt rafbíl og kemst að því að þú kemst ekki nálægt áætlaðri vegalengd, þá þýðir það ekki endilega að rafhlöðupakki bílsins sé að nálgast endalok líftímans eða sé að verða algerlega tæmdur.

Viðvarandi hraði notar meiri orku

Til að byrja með mun akstur á meiri viðvarandi hraða hafa tilhneigingu til að nota meiri rafhlöðuorku en stuttar ferðir með stoppum í bænum. Þetta er þveröfugt í huga marga þar sem það er andstæða þess hvernig bensínvélarbíll virkar; hann notar minna eldsneyti á jöfnum hraða á hraðbrautum en í borgarumferðinni. Einnig þarf meiri orku til að knýja bíl fullan af farþegum og farmi en bíl sem aðeins er með ökumanni.

Hiti og kuldi erfiður fyrir rafhlöðurnar

Mikilvægt er að miklar hitasveiflur, sérstaklega mikill kuldi, getur hamlað bæði afköstum rafhlöðu og getu hennar til að taka við hleðslu. Notkun á miðstöð eða loftkælingu tekur einnig til sín töluvert af rafmagni af rafhlöðunum. Rannsókn sem gerð var á vegum samtaka bifreiðaeigenda í Bandaríkjunum (American Automobile Association – AAA) leiddi í ljós að þegar útihitastigið fer niður fyrir -7°C og miðstöð bílsins er í notkun, lækkar aksturssvið rafbíls að meðaltali um 41 prósent. Þegar hitamælirinn fer upp í 35°C og loftkæling er í notkun getur eigandi búist við að aksturssvið rafbíls lækki að meðaltali um 17 prósent.

Líftími rafhlöðu

Þó að sumir rafbílakaupendur velji að greiða fyrir framlengda ábyrgð til að mæta ótta við að rafhlaðan sé með of litla endingu, þá er það ekki endilega nauðsynlegt. Til dæmis falla rafhlöður í öllum rafbílum sem seldir eru í Bandaríkjunum undir ábyrgð í að minnsta kosti 8 ár eða 160.000 kílómetra. Kia í Bandaríkjunum ábyrgist rafhlöðupakkana í rafbílum sínum í 10 ár/160.000 kílómetra, en samkvæmt heimasíðu Kia á Íslandi er þessi ábyrgð 7 ár eða 150.000 kílómetrar.

Höfum þó í huga að sumir bílaframleiðendur ábyrgjast aðeins rafhlöðupakkann gegn algjöru tapi á getu sinni til að halda hleðslu, sem væri afar sjaldgæft. Aðrir, þar á meðal BMW, Chevrolet, Nissan, Tesla (Model 3) og Volkswagen munu skipta um pakkann ef hann fellur niður í tiltekið afkastagetuhlutfall meðan hann er í ábyrgð, sem er venjulega 60-70 prósent.

Hvenær hættir rafhlaðan að taka fullri hleðslu?

En hve langur tími myndi líða áður en rafbíll missir getu sína til að halda fullri hleðslu? Eins og getið er hér að ofan, þó að rafhlöðupakki rafknúins ökutækis hafi tilhneigingu til að rýrna lítillega með hverri hleðslu- og losunarhringrás, þá er þetta ferli í afar smáum skrefum. Til dæmis, samkvæmt gögnum sem samtökin Plug In America tóku saman, mun rafhlöðupakkinn í Tesla Model S missa aðeins um fimm prósent af upprunalegri afkastagetu fyrstu 80.000 kílómetrana, þar sem tæmingin fer í raun að hægjast upp frá því.

Meiri geta tapast í heitu loftslagi

Á móti má búast við því að rafbílar sem eru í heitasta loftslagi tapi rafhlöðugetu aðeins hraðar en þeir sem eru á tempruðum svæðum. Mikill hiti er óvinur litíumjóna efnafræðinnar og þess vegna koma margir rafbílar með vökvakældum rafhlöðupökkum. Einnig geta eldri rafbílar með tiltölulega stutt aksturssvið orðið fyrir hraðari minnkun. Það er vegna þess að það að tæma sem mest eða alla hleðslu rafhlöðu með reglulegu millibili hefur tilhneigingu til að skera hraðar niður getu hennar til að halda hleðslu með tímanum.

Of tíð notkun á hraðhleðslustöðvum fyrir almenning, sem geta hlaðið allt að 80 prósent af afkastagetu rafhlöðunnar á aðeins 30 mínútum, getur einnig haft áhrif á langtímaafköst rafhlöðu. Það er vegna þess að því hraðar sem rafbíll er hlaðinn, því heitari verður rafhlaðan og það er það ekki „rafhlöðuvænt“. Rannsókn sem gerð var af Idaho National Laboratory leiddi hins vegar í ljós að áhrifin eru ekki sérstaklega áberandi. INL prófaði tvö pör af sams konar Nissan Leaf, árgerð 2012, þar sem annar bíllinn notaði 240 volta heimahleðslu á stigi 2 og hinn bíllinn notaði aðeins opinberar hraðhleðslustöðvar. Eftir að hvorum bíl hafði verið ekið 80.000 kílómetra nam munurinn á rafhlöðugetu bílanna aðeins fjórum prósentum.

Meðallíftími rafhlöðupakka áætlaður 17 ár

Niðurstaðan hér er að ef rétt er hugsað um bílinn og rafhlöðu hans, þá ætti rafhlöðupakki rafbílsins að endast vel yfir 160.000 kílómetra áður en drægi hans verður takmarkað. Neytendaskýrslur í Bandaríkjunum áætla að meðallíftími rafhlöðupakka sé um 320.000 kílómetrar, sem er næstum 17 ára notkun ef ekið er 19.200 kílómetra á ári.

Veðuraðstæður á Íslandi stór þáttur

Greinin hér að ofan er byggð á reynslu af rafbílum í Bandaríkjunum, enda komin mikil og góð reynsla á notkun þeirra þar.

Í upphafi rafbílanotkunar komu vankantar í ljós. Sumir nýju rafbílanna stóðust engan veginn væntingar; sumir náðu ekki nema um 60% af uppgefinni drægni. En sagan er orðin allt önnur; rafbílarnir eru komnir með miklu meiri akstursdrægni á einni hleðslu og hleðslustöðvum fjölgar þannig að framtíð rafbíla á Íslandi er mun bjartari í dag en fyrir örfáum árum.

[Ath. Greinin er frá því í september 2021]