Ηλεκτρική καταιγίδα

Η παγκόσμια κοινότητα βιώνει ήδη τις τραγικές επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Η προστασία του περιβάλλοντος και η συνολική και στοχευμένη αντιμετώπιση των παραπάνω φαινομένων είναι πια επιβεβλημένη. Για πρώτη φορά η ανάγκη για υιοθέτηση ενός νέου, φιλικού προς το περιβάλλον τρόπου ζωής αποτελεί στρατηγική επιδίωξη πολλών εθνικών κυβερνήσεων αλλά και των ευρωπαϊκών και διεθνών θεσμών και οργάνων. Οι κυβερνήσεις θεσπίζουν επιδοτήσεις, προγράμματα και νομοθεσία για την αύξηση των ηλεκτρικών οχημάτων, ενώ η αυτοκινητοβιομηχανία δίνει πλέον προτεραιότητα στην εξέλιξη και την παραγωγή τους.

Οι εξελίξεις όμως τρέχουν. Ξεκινώντας από τις μπαταρίες, εκεί όπου αναπτύσσονται μεν νέες τεχνολογίες με ταχύτατους ρυθμούς, αλλά παράλληλα, με βάση τα τωρινά δεδομένα στην παραγωγής τους, τα πράγματα δεν είναι τόσο ρόδινα όσο ακούγονται αφού για την κατασκευή τους απαιτούνται πολύτιμα υλικά. Περισσότερα από 300 νέα ορυχεία θα πρέπει να κατασκευαστούν μέσα στην επόμενη δεκαετία ώστε να καλυφθεί η ζήτηση για τις μπαταρίες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Τουλάχιστον 384 νέα ορυχεία εξόρυξης γραφίτη, λιθίου, νικελίου και κοβαλτίου απαιτούνται για την κάλυψη της ζήτησης έως το 2035. Η εκτίμηση βασίζεται στις απαιτήσεις για πρώτες ύλες που απαιτούνται από την παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία και τις προβλεπόμενες πωλήσεις των ηλεκτρικών αυτοκινήτων.

Η πρώτη πρόκληση για τους ερευνητές είναι να μειώσουν τις ποσότητες μετάλλων που πρέπει να εξορύσσονται για μπαταρίες EV. Οι ποσότητες ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο της μπαταρίας και το μοντέλο του οχήματος. Ομως οι ειδικοί δεν αναμένουν τη σύντομη απομάκρυνσή μας από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Κι αυτό διότι το κόστος τους έχει πέσει τόσο δραματικά ώστε μάλλον θα παραμείνει η κυρίαρχη τεχνολογία για το μεσοπρόθεσμο μέλλον. Για παράδειγμα, η παραγωγή λιθίου για την κάλυψη της ζήτησης αναμένεται να αυξηθεί περίπου επτά φορές έως το 2030.

Από την άλλη πλευρά βέβαια το βασικό μειονέκτημα της παρούσας τεχνολογίας είναι η χρήση υγρού ηλεκτρολύτη που καθιστά τις μπαταρίες αρκετά επιρρεπείς στη φωτιά σε περίπτωση ζημιάς ή ατυχήματος. Για τον λόγο αυτό υπάρχουν πολλές εταιρείες τεχνολογίας αλλά και κατασκευαστές που εξελίσσουν τις νέες μπαταρίες ξηρού τύπου (solid state) οι οποίες θεωρητικά θα προσφέρουν πολλαπλάσια απόδοση και αυτονομία έχοντας παράλληλα πολύ μικρότερες διαστάσεις και χαμηλότερο βάρος. Η αρχή λειτουργίας είναι αντίστοιχη με αυτή των μπαταριών ιόντων λιθίου, ωστόσο, όπως φανερώνει εν μέρει και η ονομασία τους, εδώ γίνεται χρήση ενός στερεού ηλεκτρολύτη. Οι μπαταρίες στερεού τύπου αναμένεται να έχουν έως και δέκα φορές υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα από αυτές των ιόντων λιθίου. Αυτό σημαίνει ότι στο ίδιο μέγεθος με σήμερα θα προσφέρουν πολύ μεγαλύτερη ισχύ, ή αντίστοιχα θα επιτυγχάνουν τη σημερινή απόδοση καταλαμβάνοντας πολύ μικρότερο χώρο και με σημαντικά μειωμένο βάρος.

Αλλο σημαντικό θέμα είναι το σύστημα ανάκτησης ενέργειας, μια λειτουργία που διαθέτουν όλα τα EV αυτοκίνητα. Ουσιαστικά, όταν ο οδηγός πατά φρένο μία ξεχωριστή μονάδα ελέγχου δίνει εντολή σε ένα ή περισσότερα που βρίσκονται στους άξονες να εκμεταλλεύονται την αντίστροφη κίνηση και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια ως γεννήτριες, αποθηκεύοντάς την στην μπαταρία. Επιπλέον, αν ο οδηγός θέλει να πετύχει μεγαλύτερη ανάκτηση τότε μπορεί να επέμβει χειροκίνητα, μέσω των paddles στο τιμόνι όπου τραβώντας το αριστερό το αυτοκίνητο επιβραδύνει πιο έντονα και με το δεξί επαναφέρει την επιβράδυνση στο νορμάλ επίπεδο. Μερικά ηλεκτρικά οχήματα ανακτούν πάντα ενέργεια κατά τη διάρκεια οποιασδήποτε φάσης κίνησης, κυρίως στον ελεύθερο τροχασμό (ρολάρισμα), στην οποία ο οδηγός σηκώνει το πόδι του από το πεντάλ γκαζιού νωρίς, καθιστώντας την οδήγηση χαλαρή και προβλέψιμη.

Η ταχύτητα φόρτισης του ηλεκτρικού οχήματος εξαρτάται από τον εσωτερικό φορτιστή (on-board charger) του ηλεκτρικού οχήματος που προσδιορίζει τη μέγιστη ταχύτητα φόρτισης που υποστηρίζεται από το όχημα. Ορισμένοι κατασκευαστές οχημάτων προσφέρουν το ίδιο αυτοκίνητο σε διαφορετικές εκδόσεις on board φορτιστών, με τη βασική να είναι ως επί το πλείστον 7,4 kW και προαιρετικά στα 11 kW. Σε ιδιαίτερες περιπτώσεις μεγάλων και ακριβών ηλεκτρικών οχημάτων είναι δυνατό να προσφέρονται εναλλακτικά και φορτιστές 22 kW.

Επίσης υπάρχουν στο μενού και οι τεχνολογίες ασύρματης ενημέρωσης του λογισμικού (over-the-air), με αποτέλεσμα τη βελτίωση της διαχείρισης ενέργειας που αφορούν το σύστημα ψύξης/ θέρμανσης της μπαταρίας, ενισχύοντας την αυτονομία κατά τη διάρκεια τόσο των κρύων όσο και των ζεστών ημερών και την βελτίωση των χρόνων φόρτισης (μέσω προθέρμανσης της μπαταρίας).