Jak Porsche wydłuża żywotność akumulatorów: szybkie ładowanie, testy i bezpieczeństwo

Poznaj, jak Porsche rozwija technologię akumulatorów: dłuższa żywotność, szybsze ładowanie do 320 kW, rygorystyczne testy i systemy bezpieczeństwa w Taycanie.

Badania Porsche nad zaawansowaną technologią akumulatorów pokazują, jak szeroki i wielowarstwowy stał się dziś proces rozwoju. Marka dąży do tego, by jej układy wysokonapięciowe dorównywały trwałością silnikom spalinowym, celując w co najmniej 15 lat eksploatacji lub około 300 000 kilometrów. Ten ambitny zamiar realizuje przez udoskonalenia konstrukcyjne, inteligentne zarządzanie ładowaniem i rygorystyczne testy.

Pierwsze miesiące życia ogniwa litowo-jonowego to nieunikniony „początkowy spadek” pojemności, zwykle rzędu 1–5 procent. Porsche kompensuje ten efekt, projektując akumulatory z rezerwą energii, co spowalnia późniejszy spadek ich stanu zdrowia (SoH). Na starzenie wpływają temperatura, poziom naładowania i sposób użytkowania, dlatego inżynierowie dbają o warunki, w których procesy wewnątrz ogniw pozostają możliwie stabilne.

Optymalne okazują się temperatury poniżej 30 stopni Celsjusza i poziom naładowania poniżej 90 procent podczas długiego postoju. Zastrzeżona technologia szybkiego ładowania pomaga utrzymywać te parametry, regulując zachowanie termiczne i elektryczne. Dodatkową perspektywę daje wiedza o tym, jak zachowuje się lit w celi: cząstki rozszerzają się i kurczą w trakcie ładowania i rozładowania, a intensywna eksploatacja może prowadzić do pęknięć i ubytków materiału, co przyspiesza degradację.

W rozmowach o szybkim ładowaniu eksperci Porsche chętnie sięgają po obrazowe porównania. Inżynier Carlos Alberto Cordova Tineo tłumaczy ten proces jak sytuację z gośćmi w restauracji o ograniczonej liczbie miejsc — o tym, jak sprawnie wprowadzać lit do anody, decydują m.in. temperatura, wiek akumulatora i jego stan naładowania.

Aby zapewnić długotrwałą niezawodność, Porsche poddaje akumulatory wymagającemu programowi prób. Ogniwa przechodzą dziesiątki tysięcy symulowanych cykli, pracują w temperaturach sięgających 100 stopni Celsjusza i według profili obciążeniowych naśladujących agresywną jazdę. Testy na poziomie systemu sprawdzają, czy wszystkie elementy układu wysokonapięciowego współpracują bezbłędnie na dedykowanych stanowiskach.

W Taycanie prace rozwojowe już przyniosły efekty. Ulepszona chemia ogniw zmniejszyła opór wewnętrzny, a przeprojektowana płyta chłodząca zwiększyła wydajność z sześciu do dziesięciu kilowatów. Nowe szyny prądowe poprawiają przepływ prądu, dzięki czemu czas szybkiego ładowania spadł z 21,5 do 18 minut, mimo większej całkowitej pojemności akumulatora. Moc ładowania wzrosła do maksymalnie 320 kilowatów.

Zyskały też osiągi. Podniesienie prądu rozładowania do 1 100 amperów pozwala na szybsze, bardziej zdecydowane przyspieszanie, a nieznaczne obniżenie masy baterii wspiera precyzję prowadzenia. Różnicę można odczuć podczas dynamicznej jazdy.

Bezpieczeństwo pozostaje priorytetem. Próby obejmują m.in. zanurzenie, po którym akumulator musi pozostać szczelny po zatopieniu na głębokości około jednego metra. Testy korozyjne wystawiają moduły na działanie roztworów solanki o różnym stężeniu, a crash-testy symulują poważne zderzenia. Próba uderzenia bocznego w ośrodku w Weissach wykazała praktycznie brak odkształceń baterii wysokonapięciowej.

Układ bezpieczeństwa wykorzystuje czujniki wykrywające krytyczne obciążenia. Po zarejestrowaniu wypadku silniki elektryczne i systemy pomocnicze są automatycznie odłączane, a pozostała energia jest dynamicznie rozładowywana, zapobiegając ryzyku porażenia prądem.

Filozofia Porsche jest jasna: żadnych kompromisów między szybkim ładowaniem, osiągami, bezpieczeństwem a długą żywotnością. Każdy komponent projektuje się tak, by wytrzymywał znacznie więcej niż spotyka go w typowej eksploatacji. Dzięki temu podejściu marka odpowiada na oczekiwania kierowców, którzy wymagają niezawodności, możliwości i długotrwałej odporności w elektromobilności.