Maailmanlaajuinen tutkimus, joka kumoaa akkuvanhenemusmyytit: Sähköautojen akut on todella rakennettu kestämään

Sähköautojen myynti kasvaa maailmanlaajuisesti, ja lähes joka viides myyty auto vuonna 2023 oli sähköinen. Vaikka sähköautot jatkavat uusien ennätysten rikkomista, niiden akkujen elinikä herättää ihmisten keskuudessa huolta.

Akkuteknologia on keskeinen osa sähköautovallankumousta, sillä se mahdollistaa näiden ajoneuvojen toiminnan ja määrittää latausnopeuden, käyntietäisyyden ja yleisen suorituskyvyn. Sähköautot käyttävät yleensä litiumpohjaisia akkuja, joilla on korkea energiatiheys ja siten tuottavat enemmän tehoa kohtisuorassa.

Akkujen kestävyys on kuitenkin edelleen kuluttajien tärkein huolenaihe, lisäksi käyntietäisyyden ja latausajan sekä latausinfrastruktuurin osalta, jotka vaikuttavat teknologian ymmärtämiseen. Koska kuluttajien käsitys teknologiasta vaikuttaa merkittävästi sähköautojen omaksumiseen, on tärkeää ymmärtää heidän huoliaan ja odotuksiaan.

Asia on, että sosiaalisen median ja uutisartikkeleiden vaikutus muokkaa käsitystä sähköautojen korkeasta jäännösarvon menetyksestä akkujen vanhenemisen vuoksi.

Käytetyt sähköautot kuvaillaan medialla “makaavan hyllyssä kuin lyijy”, väittäen, että akun nopea vanheneminen vähentää merkittävästi sen käyntietäisyyttä, mikä on johtanut monia kuluttajia pitämään käytettyjä sähköautoja käyttökelvottomina.

Joten uusi tutkimus otti tehtäväkseen tutkia, ovatko ennen aikainen vanhenemisen suhteen olevat huolet todella perusteltuja. Lisäksi tutkimuksessa analysoitiin yli 7 000 ajoneuvoa tarjoamaan syvällisiä näkemyksiä akun eliniästä ja ajoneuvon jäännösarvosta.

AVILOO:n, sähköautojen ja lataushybridiakkujen akkudiagnostiikan maailmanlaajuinen johtaja, suorittaman tutkimuksen mukaan sähköautojen akut säilyttävät pitkän palveluiän jopa intensiivisessä käytössä.

Vaikka akkujen elinikä vaihtelee valmistajan ja iän mukaan, ne voidaan odottaa kilpailevan ja jopa ylittävän sisäpolttomoottorien komponenttien kestävyyttä.

Tutkimuksessa havaittiin, että useimmat akut säilyttivät yli 80 % alkuperäisestä kapasiteetistaan ja olivat siten käytettävissä paljon pidempään kuin yleinen takuu-aika. Teknologian edistysaskelilla parannetaan akkujen suorituskykyä ja kestävyyttä, mikä voidaan optimoida myös käyttäjän toimesta.

Mitä todella määrittää akun kestävyyden?

Kun tarkastellaan, mitä määrittää akun terveyden kestoa, tutkimuksessa havaittiin, että se on akun jäännöskapasiteetti, joka tekee päätöksen.

Niin kuin kaikki asiat kuluvat ja menettävät potentiaaliaan ajan myötä, myös akut. Akun kapasiteetti ja tehokkuus vähenevät luonnollisesti ajan kuluessa. Tämä prosessi on nimeltään kalenterivanheneminen, joka on ajan mukainen, ja syklinen vanheneminen, joka on käytön mukainen.

Kalenterivanheneminen johtuu akkusolujen kemiallisten rakenteiden muutoksesta ajan kuluessa, vaikka akkua ei aktiivisesti käytettäisi. Syklinen vanheneminen taas johtuu toistuvien lataus- ja purkamisjaksojen aiheuttamasta rasituksesta.

Nämä kaksi prosessia heikentävät akun kuntoa (SoH), joka vaikuttaa negatiivisesti sekä sen energiasäilytyskykyyn että yleiseen suorituskykyyn.

SoH on tässä avainluku, joka heijastaa akun vanhenemisen asteittaista, mutta siitä ei ole yhtenäistä määritelmää, ja valmistajat käyttävät eri laskentamenetelmiä ja noudattavat eri tavoitteita. Tutkimuksessa SoH:ta käytettiin yksinomaan akun kapasiteetin viittaamiseen.

Nyt, kuinka vakava on akkujen vanheneminen todellisissa olosuhteissa? Tutkimuksessa selvitettiin tähän kysymykseen 50 ajoneuvon avulla, joissa tarkasteltiin omistajien ajotapoja ja latauskäyttäytymistä, jotta voitiin havaita vaihtelut käytön ja valmistajien välillä.

Sitten Aviloo käytti yli 7 000 ajoneuvon dataa, joissa oli jopa 300 000 kilometrin ajokilometriä, yksityiskohtaisen määrällisen analyysin akkujen vanhenemisesta suhteessa ajokilometreihin.

Toisin kuin muut tutkimukset, jotka käyttivät akateemista ja laboratoriotietoa, tämä tutkimus hyödynsi todellisten ajoneuvojen dataa, mikä mahdollisti ulkoisten vaikutusten huomioon ottamisen. Aviloo, joka suorittaa akkudiagnostiikkaa, on suorittanut yli 60 000 kapasiteettitestiä.

Näissä testeissä käyttäjä liittää AVILOO Boxin ajoneuvon OBD-liitäntään ja ajaa sitä, kunnes akku laskee 100 %:sta 10 %:iin. Tänä aikana Box jatkaa datan keräämistä ja lähettää sitä yrityksen palvelimille reaaliajassa, jotka sitten vahvistavat ja analysoivat datan. Tämä mahdollistaa akun kunnon (SoH) antamisen, joka lasketaan vertaamalla nykyistä irrotettavaa energiaa uuden akun energialle.

Akkujen vanheneminen tapahtuu paljon hitaammin kuin kuviteltiin

Kun on kyse elektroniikasta, kuluttajat ovat aina huolissaan akkuistaan. Kuinka kauan laitteet kestävät latauksella? Pitäisikö niitä ladata koko päivän? On monia kysymyksiä, ja sama koskee sähköautoja, jotka ovat kalliimpia kuin niiden sisäpolttomoottoriset vastineet.

Joten on luonnollista, että on vakavia huolia sähköautojen akkujen vanhenemisestä.

Nämä huolet ovat kuitenkin suurelta osin perusteettomia, sillä tutkimuksessa paljastui, että akun kapasiteetin heikkeneminen on paljon hitaampaa kuin mitä on oletettu.

Tämä heikkeneminen tapahtuu enimmäkseen alkuvaiheessa. Niinpä ensimmäisten 30 000 kilometrin aikana kapasiteetin heikkeneminen kiihtyy, mutta sen jälkeen se stabiloituu ja etenee lähes lineaarisesti. Kenttätietojen havainto vahvistaa, että akkujen vanheneminen myöhemmissä käyttövaiheissa on olennaisesti vähäisempää kuin alkuvaiheessa.

Akkujen alkuperäinen kapasiteetin menetys johtuu SEI-kerroksesta (kiinteä sähkölyyttinen rajapinta), joka muodostuu anodin pinnalla ensimmäisten lataus- ja purkamisjaksojen aikana. Kun tämä kerros alkaa muodostua, litium muuttuu vanhenemistuotteiksi, mikä vähentää energiansäilytyskykyä. Kun kerros on stabiloitu, kapasiteetin menetys hidastuu merkittävästi.

Tiedon mukaan useimmat akut säilyttivät yli 80 %:n kapasiteetistaan jopa yli 200 000 km ajettuakin.

P3-laivueen data, joka perustuu voimakkaasti käytettyihin 3-5-vuotisiin ajoneuvoihin, osoitti, että lähes kaikki niistä säilyttivät yli 90 %:n SoH:n. Tämä “erinomainen suorituskyky” säilyy, vaikka nämä ajoneuvot ovat käytössä voimakkaasti ja eri valmistajilta.

Yhteenvetona “kenttätiedot osoittavat, että ajoneuvot (erityisesti ne, joilla on suuri ajokilometri) säilyttävät todellisen kapasiteettinsa pidempään kuin odotettiin”, tutkimus totesi.

Tässä on, miten käyttäjät voivat lisätä akkujensa elinikää

Vaikka on hyvä tietää, että sähköautojen akut ovat todella pitkäikäisiä, onko tapaa parantaa niitä? Kaikki haluamme tietää, onko jotain, mitä voimme tehdä akkujen eliniän pidentämiseksi.

Tämä Aviloon tutkimus antaa useita vihjeitä siitä, miten sähköautojen omistajat voivat pidentää akkujensa elinikää. Yksi tapa saavuttaa tämä on osoittamalla tekijöille, jotka aiheuttavat kalenterivanhenemista eli aikaperäistä heikkenemistä. Tämä vaatii ajoneuvon pysäköimistä kohtuullisen tai matalan lämpötilan ympäristöön, sillä liialliset lämpötilat kiihdyttävät kemiallisia reaktioita, jotka nopeuttavat kapasiteetin heikkenemistä.

Kun on pakko jättää sähköauto pitkäksi ajaksi käyttämättä, on suositeltavaa pysäköidä se matalan tai kohtuullisen lataustason kanssa, joka on 10 %:n ja 50 %:n välillä. Tämä johtuu siitä, että lataustila (SoC) vaikuttaa myös akun kemiallisiin prosesseihin. Korkeat jännitteet nopeuttavat akun vanhenemista, erityisesti pitkien jaksojen aikana.

Nyt tarkastellaan tekijöitä, jotka vaikuttavat sykliseen vanhenemiseen eli ajoneuvon käyttöön. Tutkimuksessa esitetään ihanteellinen skenaario lataamiseen ja purkamiseen, jossa on säilytettävä lämpötila kohtuullisessa vaiheessa, 20–50 °C. Älä pidä lämpötilaa liian korkeana tai liian alhaista, kun ajoneuvo on käytössä, sillä molemmat olosuhteet nopeuttavat vanhenemisprosesseja, kuten litiumpinnoitusta, SEI-muodostumista ja kemiallisen rakenteen hajoamista.

Toinen tapa parantaa akun elinikää on välttää usein nopeaa latausta. Toisinaan se on ok, eikä sillä ole vakavaa vaikutusta vanhenemiseen, mutta toistuva nopea lataus vaikuttaa siihen negatiivisesti.

Latauskäyttäytymisen muuttaminen on myös suositeltavaa. Niinpä ajamalla sähköautolla täysin tyhjäksi ja sitten lataamalla se 100 %:iin, mikä lisää kuormitusta akussa ja vanhentaa sitä, kannattaa sen sijaan pitää latauksen syvyys matalana, 20 %:n ja 80 %:n välillä.

Voit myös muuttaa ajotapaasi; tässä vältät pitkiä matkoja suurilla nopeuksilla ja voimakkaalla kiihdytyksellä, mikä aiheuttaa suuria virtoja, jotka lisäävät lämpötilaa ja rasittavat akkua. Ottakaa siis maltillinen ajotapa, jotta hidastatte sähköauton akun vanhenemista.

Mitä sähköautojen valmistajien takuu on?

Aviloon tutkimus, joka kattaa 95 %:n kaikista saatavilla olevista sähköautomerkeistä, tarkasteli myös, miten hyvin sähköautojen valmistajien takuu toimii. Tutkimuksen mukaan he tekevät todella hyvää työtä.

Jatkuva teknologinen kehitys ja tuottajien kasvava kokemus ovat mahdollistaneet valmistajille tarjota yhä vahvempia takuita, jotka takaa vähintään 70 %:n jäännöskapasiteetin tietyn iän tai ajokilometrien määrän saavuttamiseen, kumpi tahansa ensin. Tämän kynnyksen alapuolella takuu kattaa korjaustoimenpiteet, jotka palauttavat kapasiteetin taatulle tasolle.

Sähköautojen akkusysteemeille nykyinen standarditakuu on 8 vuotta tai 160 000 km, mikä on kaksi kertaa enemmän kuin kuluttajille myönnetty takuu koko ajoneuvolle ja muille komponenteille. Jotkut valmistajat, kuten Lexus, ovat jo alkaneet tarjota laajennettuja takuita.

Aviloon datan mukaan valmistajat tarjoavat yhä laajempia takuehtoja, koska SoH harvoin laskee alle 70 %:n takuuajan aikana.

Tutkimus tarkasteli myös akun elinkaaren eri vaiheita takuun näkökulmasta. Ensimmäinen on takuun päättymispäivä (EoW), jolloin takuu päättyy kuluneen ajan tai ajokilometrien kynnyksen saavuttamisen vuoksi. Analyysi osoittaa, että akkuja voidaan käyttää tämän jälkeen.

Toinen on ensimmäisen eliniän päättymispäivä (EoFL), jolloin akku saavuttaa 70 %:n SoH:n ja voidaan käyttää toisessa sovelluksessa. Kolmas vaihe on toisen eliniän päättymispäivä (EoSL), jolloin akku ei ole enää sovelias jatkokäyttöön ja on kierrätettävä.

Lopulta, paljonko akkusi on arvollinen käytön jälkeen?

Nyt, mitä akun jäännösarvoon tulee? Onko siinä arvoa? Jäännösarvo, joka on arvio ajoneuvon arvosta tietyn käyttöajan jälkeen, on todella korkea.

Akkujen jäännösarvo riippuu pääasiassa kahdesta tekijästä – sähköautojen nykyisestä markkinahinnasta ja uusien akkujen hinnasta – ja käytetyn akun kunto myös vaikuttaa.

Arvon menetys takuuajan aikana riippuu ennen kaikkea akun vanhenemisesta ja jäännöskapasiteetista, mutta kun takuu päättyy, odotetaan suurempaa arvon menetystä, tutkimus toteaa. Niinpä arvon menetys on odotettavissa kussakin akun elinkaaren vaiheessa.

Kuitenkin ensimmäisen eliniän lopussa akulla voi silti olla merkittävä arvo toisessa sovelluksessa, riippuen uusien akkujen kustannuksista. Kun EoFL saavutetaan, akku testataan sen soveltuvuudesta toisessa sovelluksessa.

Vaikka akku olisi voimakkaasti vanhentunut, se ei tarkoita täydellistä taloudellista menetystä ensimmäisen tai toisen eliniän jälkeen, Aviloo toteaa. Tämä johtuu siitä, että raaka-aineet, kuten litium, nikkeli ja kupari, säilytetään edelleen. Nämä arvokkaat metallit sekä muut materiaalit voidaan tosiasiassa palauttaa kierrätysprosessin aikana ja voidaan käyttää uusissa akkuissa ja jatkaa taloudellista hyötyä.

Niinpä käytetyn akun arvo voidaan parantaa jalostamalla sitä, kunnes akku saavuttaa vähimmäisarvon, jonka kierrätysyhtiö maksaa, riippumatta akun kunosta.

Sähköautoteollisuuden johtavat yritykset

Kun sähköautot saavat jalansijaa, autonvalmistajat ympäri maailman ovat kääntäneet huomionsa sähköautoihin. Tähän kuuluvat General Motors (GM ), Lucid Group (LCID ), BMW, Ford (F ), Volkswagen, Volvo ja Rivian Automobile (RIVN ), jotka kaikki auttavat tämän ympäristöystävällisen muutoksen toteutumisessa. Sillä välin CATL, LG Energy Solution, Panasonic, QuantumScape (QS ) ja Samsung SDI ovat voimakkaasti mukana sähköautojen akkujen valmistuksessa. Nyt tarkastellaan näiden alojen merkittävimpiä nimiä:

#1. Tesla (TSLA )

Johtava sähköautojen valmistaja, Elon Muskin Tesla on myös tunnettu akkuteknologiastaan ja hallintajärjestelmistään. 1,069 biljoonan dollarin markkina-arvolla TSLA-osakkeet kauppaavat tällä hetkellä 334,40 dollaria, ja ne ovat nousseet 33,97 % tänä vuonna. Sillä on 3,65 dollarin TTM-EPS ja 91,27 P/E (TTM).

Tuleva hallinto todella piirtää positiivisen kuvan Tesla-osakkeille, sillä Musk on ollut keskeinen hahmo Donald Trumpin paluun Valkoiseen taloon puolustamisessa. Teknologiamiljardööri valittiin hiljattain Trumpin ja entisen republikaanisen presidenttiehdokkaan Vivek Ramaswamyn rinnalla johtamaan uudelleen perustettua Hallituksen tehokkuusosastoa (DOGE).

Taloudellisesti yhdysvaltalainen autonvalmistaja raportoi 2,18 miljardin dollarin nettovoiton Q3: ssä 2024, 16,2 %:n kasvua edellisestä vuodesta, ylittäen kiinalaisen kilpailijansa BYD:n voiton, joka kasvoi 11,5 %:iin samalla ajanjaksolla 11,6 miljardiin yuanille (1,6 miljardia dollaria). Teslan voittomarginaalit olivat kuitenkin vahvistettu auton sääntelyluontoisilla tulilla, jotka olivat 739 miljoonaa dollaria neljännesvuoden aikana. Teslan vuoden alusta laskettu myynti oli 71,98 miljardia dollaria. Neljännesvuoden aikana Tesla toimitti 462 890 ajoneuvoa, ja seuraavaksi vuodeksi yhtiön tavoitteena on lanseerata edullisempia malleja.

2. BYD (BYDDY: OTCPK)

BYD on suuri kiinalainen yhtiö, joka valmistaa sähköautoja ja litiumpohjaisia akkuja omiin ajoneuvoihinsa ja muihin ajoneuvoihin. 111,79 miljardin dollarin markkina-arvolla BYD-osakkeet kauppaavat tällä hetkellä 66,68 dollaria, ja ne ovat nousseet 20,64 % tänä vuonna. Yhtiön maksama osinkotuotto on 1,31 %.

Q3: ssä 2024 se raportoi 28,24 miljardin dollarin liikevaihdon, 24 %:n kasvua edellisestä vuodesta, joka ylitti Teslan 25,18 miljardin dollarin liikevaihdon samalla ajanjaksolla. BYD:n vuoden alusta laskettu myynti on 70,53 miljardia dollaria. Yhtiön vahvat numerot tulivat Kiinan sähköautomyynnin laskusta huolimatta. Itse asiassa sähköautojätti myi ennätyksellisen määrän autoja (370 854) elokuussa. Mielenkiintoista kuitenkin on, että puolet BYD:n myynnistä on hybridiautoja, jotka kasvavat nopeammin kuin pelkät sähköautot.

Yhtiö kuitenkin kohtaa haasteita mahdollisten tullien lisäämisen vuoksi EU: sta, Kanadasta ja jopa Yhdysvalloista. Viimeisimpien raporttien mukaan BYD valmistautuu intensiiviseen hintasotaan ja on pyytänyt toimittajiaan soveltamaan 10 %:n hintalaskua ensi vuonna. Tämä johtuu siitä, että yhtiö odottaa ylittävänsä 4,2 miljoonan uuden energian ajoneuvon myyntiä tänä vuonna, jota ajaa edullinen toimitusketju, teknologiset innovaatiot ja skaala-etuja.

Johtopäätös

Sähköliikkuvuus on avainasemassa ilmastonmuutoksen torjunnassa merkittävien päästöjen vähentämisen kautta. Tämä siirtymä esittää kuitenkin useita haasteita, kuten korkeat tuotantokustannukset ja kuluttajien käsitys. Mitä voi kiihdyttää niiden omaksumista, on kuluttajien koulutus sähköliikkuvuudesta ja akkujen eliniästä, sillä väärät tiedot voivat vahvistaa perusteettomia pelkoja, vähentää sosiaalista hyväksyntää ja siten estää sähköautojen markkinoiden kasvua. Tarjoamalla tarkkaa ja avoimia tietoja, kuten tämä tutkimus, voidaan luoda realistinen ymmärrys, jotta kuluttajat voivat tehdä perusteltuja ostopäätöksiä ja rakentaa kuluttajien luottamusta sähköautoja kohtaan.

Klikkaa tästä listaa kymmenestä parhaasta sähköauton osakkeesta.