Jak Porsche dobiera rozmiar baterii? Koncern testował to na torze Nürburgring

Porsche ma jasny cel: do 2030 roku producent samochodów sportowych planuje osiągnąć neutralność pod względem emisji dwutlenku węgla w całym łańcuchu wartości. Harmonogram zmian w produkcji i logistyce został już odpowiednio zaktualizowany, ale kluczową rolę będzie odgrywać postęp elektromobilności.

• 40 proc. CO2 wytwarzanego przy produkcji Porsche Taycan powstaje przy produkcji akumulatora
• Porsche obliczyło, że jego klienci przejeżdżają dziennie mniej niż 80 km i nie więcej niż 450 km w ciągu tygodnia
• Porsche uważa, że pod względem czasu podróży, najodpowiedniejsza jest bateria 100 kWh

Porsche i akumulatory

Prawie połowa wszystkich emisji CO2 generowanych w cyklu życia auta elektrycznego powstaje na etapie produkcji. Obejmuje on przede wszystkim konieczność wydobycia i przetwarzania surowców. Drugim co do wielkości źródłem emisji jest eksploatacja pojazdu, o której decyduje miks energetyczny systemu, z jakiego pochodzi prąd do jego ładowania, wydajność stacji ładowania, sprawność pojazdu oraz styl jazdy kierowcy. Procedury recyklingu i dalszej obróbki materiałów pod koniec cyklu życia pojazdu generują najniższy udział w emisji CO2.

Porsche wskazuje, że akumulator układu napędowego ma największy wpływ na emisje CO2 w cyklu życia pojazdu: akumulator odpowiada za około 40 procent dwutlenku węgla wytwarzanego podczas produkcji jednego Taycana. Innymi słowy, rozmiar nośnika energii jest zasadniczo odpowiedzialny za ślad węglowy pojazdu elektrycznego. Również ten element decyduje o sukcesie pojazdu elektrycznego na rynku: w końcu rozmiar akumulatora musi być odpowiedni, aby pojazdy te spełniały oczekiwania i wymagania klientów.

Według badania przeprowadzonego przez Porsche w USA, obawy związane z pozostaniem z pustą baterią są główną przeszkodą dla klientów kupujących pojazd elektryczny. Wzrost pojemności i wydajności akumulatorów oznacza, że ​​pojazdy elektryczne ewoluują, aby lepiej odpowiadać wymaganiom klientów. Niektórzy producenci są w stanie wprowadzić na rynek modele o zasięgu znacznie przekraczającym 600 kilometrów, ale coraz popularniejsze stają się również mniejsze pojazdy na krótsze trasy i z mniejszym zasięgiem.

Jak Porsche dobrało akumulator?

Porsche przeanalizowało priorytety klientów i potencjalne sposoby używania auta, aby pomóc mu zidentyfikować rozmiar akumulatora. Klienci Porsche cenią sobie dynamiczną jazdę, ale jednocześnie oczekują, że ich pojazdy będą szybko pokonywać długie dystanse z krótkim czasem ładowania. Statystyki wskazują, że większość klientów przejeżdża mniej niż 80 km dziennie, a około 80 proc. podróży, jaka odbywa się w ciągu tygodnia – to mniej niż 450 km.

Porsche wskazuje, że powszechnie uważa się, że duży akumulator układu napędowego oznacza dynamiczne osiągi. Jednak symulowane czasy okrążeń na torze Nordschleife na torze Nürburgring sugerują coś innego: Porsche obliczyło, że wirtualny Taycan Turbo S z baterią 85,1 kWh i ważący 2419 kilogramów może ukończyć okrążenie w czasie 7:39,5 minuty.

Gdy pojemność akumulatora zostanie zmniejszona do 70 kWh, całkowita masa pojazdu spada do 2310 kg. Zmniejszenie mocy akumulatora oznacza, że ​​pokonanie okrążenia zajmuje Taycanowi dodatkowe siedem dziesiątych sekundy. Mniejsza masa pojazdu umożliwia przyspieszenie od zera do 100 km/h w 2,90 sekundy, czyli o 0,02 sekundy szybciej niż pojazd referencyjny, ale w tej konfiguracji Taycan potrzebuje 9,51 sekundy do osiągnięcia 200 km/h, czyli około 0,8 s wolniej. Obliczenia te wskazują, że całkowita oszczędność masy nie rekompensuje zmniejszonej mocy akumulatora.

Akumulator o mocy 100 kWh dodaje bardzo zauważalne, dodatkowe 107 kg do całkowitej masy pojazdu. Pomimo mocniejszego akumulatora, czas okrążenia wzrasta do 7:42,4 minuty; przyspieszenie od zera do 100 km/h zajmuje 3,04 sekundy, a od zera do 200 km/h 9,71 sekundy. Porsche wskazuje, że wpływ masy staje się jeszcze wyraźniejszy w przypadku akumulatora o pojemności 130 kWh, który zwiększa całkowitą masę pojazdu do 2743 kg. W tej konfiguracji czas okrążenia wzrasta do 7:48,2 minuty, a przyspieszenie od zera do 100 km/h zajmuje 3,28 sekundy; od zera do 200 km/h zajmuje już 10,48 sekundy.

Przyszłość akumulatorów w autach elektrycznych

Odkrycia Porsche wskazują, że gdy mniejszy akumulator jest lepszą opcją na zmniejszenie emisji CO2 podczas produkcji, akumulator średniej wielkości zapewnia najlepszą dynamikę jazdy. Porsche podkreśla, że ogólnie uważa się, że duże akumulatory zapewniają większy zasięg i krótszy czas podróży, jednak dzięki technologii 800 V i wysoce wydajnemu procesowi ładowania prądem stałym, Taycan potrzebuje zaledwie pięciu minut, aby zgromadzić wystarczającą ilość energii, aby przejechać dodatkowe 100 km. Większość badań przyjmuje stosunek dwóch godzin jazdy do 15 minut ładowania.

Patrząc na to, jak jednocześnie zrównoważyć zasięg, osiągi i zadbać o zrównoważony rozwój, Porsche skupiło się na czasie podróży. Pod tym względem najlepszą opcją była bateria o wielkości około 100 kWh. Producent z Zuffenhausen wskazuje, że przyszłe prace nad akumulatorami, będą nadal poprawiać dynamikę jazdy i czas ładowania, a możemy spodziewać się jeszcze większego postępu w zakresie redukcji emisji CO2. Pojazdy elektryczne drugiej generacji, które nie zostały jeszcze wprowadzone na rynek, będą generować o około jedną czwartą mniej dwutlenku węgla podczas swojego cyklu życia, niż modele pierwszej generacji, ale to sama technologia akumulatorów w największym stopniu przyczyni się do zmniejszenia śladu węglowego pojazdu: nowa technologia ogniw zmniejszy zużycie energii, a wyższe pojemności ładowania poprawią wydajność.

– Oczekiwany wzrost udziału surowców pochodzących z recyklingu dostępnych akumulatorów obiecuje znaczną poprawę w zakresie zrównoważonego rozwoju, a także daje Porsche realną szansę na osiągnięcie celu do 2030 r.: bilansu neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla w całej wartości łańcuch – pisze Porsche.

Zobacz też: