Większa trwałość, jakość, najwyższy stopień bezpieczeństwa – wymagania stawiane akumulatorom wysokiego napięcia do pojazdów elektrycznych i hybrydowych stale rosną. Dlatego dzisiejsze akumulatory litowo-jonowe muszą być tak konstruowane, aby np. ich żywotność wynosiła 15 lat, a samochód był w stanie przejechać przynajmniej 150 tys. km. Po takim czasie akumulator musi nadal posiadać 80% wyjściowej pojemności i mocy.
Technologia litowo-siarkowa: dział badawczy Boscha pracuje nad następcami akumulatorów litowo-jonowych, w których zostnie wykorzystana np. technologia litowo-siarkowa. Ma ona zagwarantować większą gęstość energii i pojemność. Bosch szacuje, że akumulator litowo-siarkowy będzie gotowy do produkcji seryjnej najwcześniej w połowie następnej dekady.
Skład chemiczny ogniw: istnieje kilka sposobów, aby poprawić wydajność akumulatora. Np. ważną rolę w procesach chemicznych zachodzących w celach odgrywa materiał z którego wykonane są elektrody ujemne i dodatnie. Większość dzisiejszych elektrod dodatnich zawiera lit-nikiel-mangan-kobalt (NCM) lub lit-nikiel-kobalt-glin (NCA), zaś elektrodę ujemną stanowi materiał węglowy (najczęściej grafit) lub krzemowy.
Napięcie w ogniwie: tzw. elektrolity wysokiego napięcia mogą dodatkowo zwiększyć wydajność akumulatora, podnosząc napięcie w ogniwie od 4,5 do 5 woltów. Wyzwanie dla konstruktora polega na zagwarantowaniu bezpieczeństwa i trwałości także przy zwiększonej mocy.
Zarządzanie akumulatoramiM: w przypadku akumulatorów o wysokiej wydajności, Bosch skupia się na zagadnieniu monitorowania i sterowania różnymi ogniwami, jak i całym systemem. Wyzwaniem jest zapewnienie niezawodnego sterowania akumulatorem
wysokonapięciowym, ponieważ przepływ energii w ogniwach reguluje do 10 mikrokontrolerów za pomocą magistrali CAN. Zaawansowane zarządzanie akumulatorami może dodatkowo zwiększyć zasięg samochodu o 10% – bez zmiany składu chemicznego ogniw.
Stacje szybkiego ładowania: jeśli powstanie wiele miejsc, gdzie można szybko naładować pojazd elektryczny, będzie to miało duży wpływ na technologię akumulatorów. Im szybciej jest ładowany taki akumulator, tym mniej istotny staje się zasięg pojazdu.
Zautomatyzowana jazda: w pełni zautomatyzowane pojazdy sprawiają, że ładowanie jest łatwiejsze, ponieważ mogą one szukać stacji ładowania bez jakiejkolwiek pomocy ze strony kierowcy. Jak to działa, pokazuje projekt V-Charge wspierany przez firmę Bosch, koncern VW i wiele europejskich uniwersytetów. Kierowca, który korzysta z aplikacji w smartfonie będzie mógł skierować elektryczny pojazd do miejsca ładowania, np. przebywając na parkingu podziemnym. Po powrocie kierowcy, samochód samoczynnie powróci do punktu odbioru. Możliwe są również inne warianty – np. kierowca mógłby zamawiać przez telefon komórkowy pojazd flotowy korzystając z tzw. car-sharing’u (system wspólnego użytkowania aut osobowych), z natychmiastowym dostarczeniem na wyznaczone miejsce. Również tutaj zmieniają się wymagania stawiane akumulatorom dotyczące np. trwałości. Pojazdy flotowe są bowiem często eksploatowane znacznie krócej niż przez okres 15 lat, jaki jest przewidywany dla akumulatorów do auto elektrycznych.
Trzy okresy życia: samochód jest tylko pierwszym „etapem życia” dla akumulatora wysokiego napięcia. Pojazd flotowy, który pokonuje wiele kilometrów w krótkim czasie, wymaga nowego akumulatora o pełnej wydajności i pojemności. Natomiast nieco zużyty akumulator w pojeździe, który jeździ tylko sporadycznie na krótkich trasach, może działać tak samo dobrze jak nowy. To zmniejszyłoby ogólne koszty użytkowania auta elektrycznego. Nawet po średnim okresie eksploatacji e-samochodu, wynoszącym 12 lat, akumulator zachowuje 80% swojej wydajności i pojemności. Oznacza to, że ten element może okazać się użyteczny również poza samochodem, np. jako urządzenie do magazynowania energii.
Projekt „Second Life” z BMW i Vattenfall: w Hamburgu zużyte akumulatory z pojazdów elektrycznych są łączone ze sobą, tworząc duży system magazynowania energii. Może on dostarczyć energię w ciągu kilku sekund i pomaga ustabilizować sieć elektryczną. W ramach tego projektu Bosch, BMW Group oraz Vattenfall pracują wspólnie nad elektromobilnością i sposobem magazynowania energii.
źródło: Bosch
