Η πραγματική απόδοση των μπαταριών στα ηλεκτρικά οχήματα δεν εξαρτάται μόνο από τη μέση κατάσταση των στοιχείων τους, αλλά περιορίζεται δραστικά από έναν ακόμη πιο αδύναμο κρίκο: συγκεκριμένα, από έναν μικρό αριθμό κελιών που υποβαθμίζεται με ταχύτερο ρυθμό. Νέα επιστημονική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Energy με τίτλο «Quantifying the impact of cell-to-cell inconsistency on electric vehicle battery degradation and utilization» (DOI: 10.1038/s41560-026-02131-5) αποκαλύπτει τι ακριβώς συμβαίνει στις μπαταρίες μετά τα 170.000 χιλιόμετρα.
Η ελληνική αγορά αγαπά το μεταχειρισμένο, γεγονός που καθιστά τα ευρήματα της έρευνας ιδιαίτερα κρίσιμα. Ο λόγος, ένα αυτοκίνητο που δείχνει απόλυτα υγιές και αξιόπιστο στα 140.000 χιλιόμετρα μπορεί να εμφανίσει απότομη και απρόβλεπτη πτώση της αυτονομίας του μετά τα 170.000 χιλιόμετρα, εξαιτίας των αδυναμιών που αναπτύσσουν μεμονωμένα κελιά, όπως εξηγεί η επιστήμη.
Τι έδειξε η μελέτη
Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, καθώς τα κελιά μιας μπαταρίας συνδέονται σε σειρά, τα πιο αδύναμα υπαγορεύουν τη συνολική διαθέσιμη χωρητικότητα ολόκληρης της συστοιχίας. Κατά τη φόρτιση, τα κελιά με μειωμένη χωρητικότητα φτάνουν πρώτα στο ανώτατο επιτρεπτό όριο τάσης, με αποτέλεσμα το σύστημα να τερματίζει τη διαδικασία πρόωρα. Αντίστοιχα, κατά την αποφόρτιση, τα κελιά με αυξημένη εσωτερική αντίσταση αγγίζουν πρώτα τα λειτουργικά όρια ασφαλείας, περιορίζοντας τη διαθέσιμη ισχύ του οχήματος.
Τι ακριβώς συμβαίνει μετά τα 170.000 χιλιόμετρα
Η μελέτη ανέλυσε πραγματικά δεδομένα οδήγησης διάρκειας άνω των τριών ετών σε 116 επιβατικά οχήματα με μπαταρίες νικελίου-μαγγανίου-κοβαλτίου (NMC) και 17 λεωφορεία με μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου-λιθίου (LFP), με διανυθείσα απόσταση έως και 300.000 χιλιόμετρα ανά όχημα. Αξιοποιώντας νευρωνικά δίκτυα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι στα πρώτα στάδια χρήσης οι αποκλίσεις στην υγεία των κελιών παραμένουν μικρές. Όταν, όμως ξεπεραστεί το όριο των 170.000 χιλιομέτρων, ορισμένα κελιά αρχίζουν να γερνούν πολύ πιο γρήγορα, διευρύνοντας απότομα το χάσμα της απόδοσης εντός της συστοιχίας.
Εξαιτίας αυτής της ανομοιόμορφης φθοράς, σημαντικά ενεργειακά αποθέματα στα υγιή κελιά παραμένουν χωρίς να αξιοποιούνται. Ο συνολικός χρόνος ζωής της συστοιχίας μειώνεται κατά 17,7% στα επιβατικά αυτοκίνητα και κατά 22,8% στα λεωφορεία σε σύγκριση με τον μέσο δυνητικό χρόνο ζωής των επιμέρους κελιών. Παράλληλα, η ικανότητα παροχής ισχύος υποχωρεί κατά 12,9% και 15,1% αντίστοιχα, εξαιτίας των διαφορών στην εσωτερική αντίσταση.
Τι πρέπει να γίνει
Όπως καταλήγει η επιστημονική ομάδα, η αξιολόγηση της κατάστασης μιας μπαταρίας αποκλειστικά με βάση τον γενικό μέσο όρο των κελιών της είναι ανεπαρκής και παραπλανητική. Για την αντιμετώπιση του φαινομένου απαιτείται αυστηρότερη ομοιομορφία στην παραγωγή και ομαδοποίηση των στοιχείων, εξελιγμένα συστήματα εξισορρόπησης (balancing), αποδοτικότερη θερμική διαχείριση, αλλά και ανάπτυξη συστημάτων μπαταρίας που θα ρυθμίζουν δυναμικά τη διασύνδεση των κελιών εν κινήσει, απομονώνοντας τις επιμέρους αδυναμίες.
Πρόκειται για μια ενδιαφέρουσα ανακάλυψη, πόσο μάλλον για χώρες με υψηλές καλοκαιρινές θερμοκρασίες, όπως η Ελλάδα. Η θερμοκρασία αποτελεί έναν από τους παράγοντες που επηρεάζουν τη γήρανση των κελιών, ενώ οι διαφορές θερμοκρασίας στο εσωτερικό μιας συστοιχίας μπορούν να συμβάλουν στην ανομοιόμορφη φθορά τους. Για τον λόγο αυτό, η αποτελεσματική θερμική διαχείριση της μπαταρίας αποκτά ιδιαίτερη σημασία, ειδικά σε οχήματα που εκτίθενται συστηματικά σε υψηλές θερμοκρασίες.
