Néhány hete a Pozsonyban tesztelt repülő autó innovatív újdonságként került a figyelem középpontjába. A „légiautók” kora azonban még messze van, előbb a hagyományos, benzines alternatívák kifejlesztése és alkalmazása jelent prioritást a kutatók számára. Mindez nem is annyira vakmerő vállalkozás, hiszen száz éve még a benzinmotor is rendkívüli innovációnak számított. 

Az elektromos autók akkumulátora kapcsán felmerülhet néhány probléma, mint például a súlyra vetített áramtároló képesség, a tölthetőség vagy akár az ár kérdésköre. Egy kilónyi akkumulátorban jelenleg 250 Wh, azaz negyed kilowattóra áram tárolható. A tölthetőség vizsgálata során kimutatták, hogy egy kisebb akkumulátoros és gyorsan töltődő villanyautó gyorsabban tesz meg egy adott távot, mint egy nagy akkumulátorral rendelkező, amely lassabban tölt. Az árat tekintve pedig 1 kWh tárolóképesség nagyjából 125-135 dollárba kerül, amely 50 kWh-s akku esetén hatezer dollárt, azaz körülbelül 1,8 millió forintot meghaladó költséget jelent. Az összeg megegyezik egy komplett belsőégésű motorral, váltóval, karosszériával, futóművel rendelkező kisautó gyártási költségével. A 100 dolláros „kilowattóránkénti” árazás nagyjából 2025-ig tart majd, 2030-tól már jóval olcsóbb, 60 dollár alatti ár lesz elérhető. 

Mi lehet a megoldás? 

szilárd elektrolitos (vagy más néven szilárdtest) akkumulátor mindegyik „nehézségre” áttörő innovációt jelenthet. Nagy fajlagos áramtároló képességgel rendelkezik, akár 10 percen belül újra lehet tölteni, valamint a lítiumion-akkumulátoroknál kedvezőbb a beszerzési költsége. (A magas árat az okozza, hogy az akkucellák negatív elektródájának egyik fontos összetevője a kobalt, amit csak néhány helyen bányásznak a világon). 

A lítiumion-akkumulátorok esetén is több fejlesztésen dolgoznak a gyártók, így optimális esetben – éveken belül – csökkenő költséggel sikerülhet előállítani, amely a végtermék végső fogyasztói árára is kihathat. (Például a kobalt kiváltására a nikkel lehet ideális alternatíva. A pozitív elektródánál pedig szilícium lehet a grafit helyettesítője, amellyel az energiasűrűség is növelhető).  A 400 voltos feszültségről 800 voltra tértek át néhány modellnél (például Porsche TaycantHyundai Ioniq 5), amely a tölthetőséget és az  akkumulátor energiaháztartását befolyásolja kedvezően. A magasabb elektromos feszültség által – ugyanakkora töltőáramot feltételezve – kétszer akkora teljesítménnyel lehet tölteni egy-egy autó akkumulátorát. Így 350-400 kW mellett egy 100 kWh-s akkumulátor fél óránál kevesebb idő alatt, 10 százalékról 80 százalékra is (fel)tölthető. Az akkumulátoroknak egyébként 15-35 fok közötti hőmérsékleten való használat mellett optimális az élettartamuk. Az új autóknál – léghűtés helyett – hőközvetítő közegként kizárólag folyadékot használnak. Új, innovatív megoldásként egy összetett, hőmérsékletet szabályozó rendszer kerül kiépítésre az elektromos autóknál, amellyel az akkumulátor, a motor, valamint az utastér hűtése és fűtése is megvalósítható. A fűtés hőszivattyúval történik, amely a környező levegőből vonja ki az utastér melegítésére szánt hőt, így kevesebb energiát hagyva az akkumulátornál. A Volvo legújabb fejlesztése szerint a hűtést biztosító hengeres cellákat modulokba rendezik, és a modulok házát olyan erősre méretezik majd, amellyel a teljes akkumulátortelep, de akár az egész autó ütközésvédelme is biztosított lesz. 

Az akkumulátorok védelme – magas gyúlékonyságuk és robbanékonyságuk miatt – rendkívül fontos. A Bosch innovatív, önjáró padlólemez és alváz rendszert dolgozott ki a problémára. A fejlesztés olyan nyúlványokat tartalmaz, amelyek a megfelelő irányból érkező ütközések energiáját képesek felemészteni. A Tesla és más nagyobb autógyártó cégek is ilyen fejlesztésekkel látják el készülő autóikat. 

A mágneses szinkronmotorok alkalmazása továbbra is népszerű. Az aszinkronmotorok helyett pedig reluktancia motorok lesznek egyre népszerűbbek a jövőben, amelyek egyszerűbb felépítésűek, illetve a kerekes forgatása esetén kevesebb áramot gerjesztenek. Elektronikájuk azonban összetettebb vezérlésű (és így költségesebb), mint az aszinkronmotoroké. 

Alternatív megoldást jelenthet a kívülről gerjesztett, tekercselt forgórészű szinkronmotor. A gyártásához nincs szükség drága és ritka földfémre, valamint a mágneses tér a gerjesztés révén szabályozható, de a forgórész tekercseinek táplálásához csúszógyűrűk és bronzkefék szükségesek, amelyek gyorsan elkopnak. A motorok hűtésénél is inkább a folyadékhűtés kerülhet előtérbe, amellyel a motor hűtőkörét az autó hőháztartásába foglalják bele. 

Mindezek alapján – 2030-ig – a bemutatott fejlesztések várhatóak az elektromos autók piacán  

Forrás: 

Forrás: https://www.carnet.hu/fiat/akciok/elektromos-auto-akar-2-5-millio-forint-allami-tamogatassal