Ancak bu denli yüksek güçlerle sık sık şarj yapmak, elektrikli otomobillerin en önemli bileşeni olan bataryaların uzun vadeli sağlığı açısından soru işaretleri oluşturuyor. Batarya üreticileri bu nedenle yüksek şarj hızları ile uzun kullanım ömrü arasında bir denge kurmaya çalışıyor. Şarj gücünü aşırı yükseltmek, bataryanın daha hızlı yıpranmasına yol açabiliyor.
Geely Auto Group'un geçtiğimiz hafta Çin'in Ningbo kentindeki lansman etkinliğinde tanıttığı 2,2 MW'lık şarj sistemi de bu tartışmayı yeniden gündeme taşıdı. Şirket, bir şarj tabancasından 2,2 MW'a kadar güç aktarabilen sistemin yanı sıra, yeni bataryasında yüksek hızlı şarjın neden olabileceği yıpranmayı azaltmak için geliştirdiği teknolojileri de detaylandırdı.
Geely'nin açıklamasına göre sistem, aynı anda iki elektrikli aracın megavat seviyesinde şarj olmasına olanak tanıyor. Geely Auto Group CEO'su Jerry Gan da yüksek şarj hızlarının batarya ömrü üzerindeki etkisini göz ardı etmediklerini açıkça belirtti. Gan, hızlı şarj teknolojilerinin batarya ömrü pahasına kullanılmaması gerektiğini ifade ederken, sık sık hızlı şarj edilen ve gerekli bakımı yapılmayan bataryaların geri döndürülemez şekilde kapasite kaybedebileceğini söyledi.
1.100 kW şarj ile yüzde 97’ye 8 dakika 40 saniyede ulaşıyor
Bu değer, Batı'da hızlı şarj konusunda öne çıkan modellerin de oldukça üzerinde. Örneğin Lucid Gravity ve Porsche Cayenne Electric yaklaşık 400 kW seviyesine çıkabilirken, gelecekteki Mercedes-AMG GT'nin 600 kW'a kadar şarj desteği sunması bekleniyor. Batılı birçok elektrikli otomobil ise yüzde 10'dan yüzde 80'e ulaşmak için yaklaşık 30 dakikaya ihtiyaç duyuyor.
Geely, yüksek şarj hızının batarya üzerindeki olumsuz etkilerini azaltmak amacıyla hücre tasarımından kullanılan ham maddelere ve üretim yöntemlerine kadar çeşitli alanlarda değişiklik yaptığını belirtiyor. Şirket ayrıca bataryanın garanti süresindeki kilometre sınırını da 150 bin kilometreden 200 bin kilometreye yükseltti. Garanti süresi ise 8 yıl olarak korunuyor.
Hızlı şarj bataryayı neden yıpratıyor?
Geely'ye göre batarya yaşlanmasının arkasında iki temel faktör bulunuyor: lityum kaplanması ve yüksek sıcaklık. Megavat seviyesindeki şarj sırasında oluşan ısının yaklaşık yüzde 60'ının, yüksek akımın hücre içerisindeki iletim yollarından geçmesi nedeniyle ortaya çıktığı belirtiliyor. Isının yaklaşık yüzde 35'i elektrokimyasal reaksiyonlardan kaynaklanırken, kalan bölüm ise elektrotlardaki reaksiyonların oluşturduğu entropik ısıdan meydana geliyor.
Lityum kaplanması/birikmesi ise batarya hücrelerinde kapasite kaybına yol açabilen önemli sorunlardan biri. Şarj sırasında lityum iyonlarının anoda çok hızlı şekilde ulaşması, bu iyonların tamamının grafit yapıya düzgün biçimde yerleşememesine neden olabiliyor. Bunun sonucunda anot yüzeyinde lityum birikmesi meydana gelebiliyor. Aşırı lityum birikimi zamanla dendrit adı verilen küçük yapılara dönüşebiliyor. Bu yapılar hücrenin iç bölümlerine doğru ilerleyerek kısa devre riskini artırabiliyor ve bataryada kalıcı hasara neden olabiliyor.
Geely batarya yaşlanmasını nasıl azaltıyor?
Geely Auto Group'un baş mühendislik bilim insanı Ren Xiangfei, yeni bataryanın geliştirilmesi sırasında hücrenin fiziksel yapısından kullanılan malzemelere, üretim sürecinden şarj yönetim sistemine kadar birçok noktada değişiklik yapıldığını açıkladı.
Ultra Short Blade Battery hücreleri 395 mm ve 370 mm olmak üzere iki farklı uzunlukta üretiliyor. Bu hücreler, Geely'nin daha önce kullandığı 580 mm'lik hücrelerden ve sektörde yaygın olduğunu belirttiği yaklaşık 960 mm uzunluğundaki hücrelerden daha kısa. Daha kısa hücre tasarımı, lityum iyonlarının şarj ve deşarj sırasında katetmesi gereken mesafeyi azaltıyor. Böylece hücrenin iç direnci düşürülürken oluşan ısının da azaltılması sağlanıyor.
Şirket bunun yanında katot ve anot yapısında da değişikliklere gitti. Katotta kullanılan "yüksek entropili elementler", iyonların katottan anoda geçiş yollarını genişletiyor. Geely bu sistemi tek şeritli bir yolun çok şeritli bir otoyola dönüştürülmesine benzetiyor. Grafit anot tarafında yapılan yapısal değişikliklerin ise iyonların hareketini kolaylaştırması amaçlanıyor.
Geely'nin bir diğer çözümü ise "lityum darbe restorasyonu" olarak adlandırılıyor. Sistem, anot içerisine belirli bir frekansta düşük genlikli darbeli akım uygulayarak yüzeyde biriken iyonların yeniden dağılmasına yardımcı oluyor. Şirket bu yöntemi, yoğun egzersiz sonrasında kasları rahatlatmak için kullanılan masaj tabancasına benzetiyor.
Batarya sıcaklığı yapay zeka ile kontrol ediliyor
Geely, sistemin bataryanın ortalama sıcaklığını 55 derece seviyesinde tutacak şekilde tasarlandığını ve sıcaklığın 65 dereceyi aşmasına izin vermediğini belirtiyor. Çin'de bu yıl temmuz ayında yürürlüğe giren yeni ulusal standart da bataryaların aşırı ısınmasını önlemek amacıyla 65 dereceyi kritik eşiklerden biri olarak belirliyor.
Megavat seviyesindeki şarjın gerçek etkisi henüz bilinmiyor
Geely'nin ortaya koyduğu teknoloji etkileyici rakamlar sunsa da, bu sistemlerin uzun vadede batarya sağlığı üzerindeki gerçek etkisini görmek için zamana ihtiyaç var.
Benzer şekilde BYD'nin megavat seviyesindeki şarj teknolojisi de daha önce tartışmalara neden olmuştu. Geçtiğimiz aylarda bir blogger, Fangchengbao Tai 3 üzerinde gerçekleştirdiğini belirttiği bağımsız şarj testinde batarya sıcaklığının 76,42 dereceye kadar çıktığını iddia etti. Araç ekranında görülen değer ise yaklaşık 71 dereceydi. Blogger ayrıca BYD'nin kendisini polisle şikâyet ettiğini sosyal medya üzerinden öne sürdü.
Megavat seviyesinde şarj teknolojisinin Çin'de geniş çapta ticarileşmesi henüz oldukça yeni olduğu için, bu sistemlerin bataryaların kullanım ömrünü yıllar içerisinde nasıl etkileyeceğini söylemek için erken. Geely'nin garanti kapsamındaki kilometre sınırını 200 bin kilometreye çıkarması ise şirketin yeni teknolojisine duyduğu güvenin bir göstergesi olarak değerlendirilebilir.
Bununla birlikte batarya yaşlanmasının yalnızca şarj gücüne bağlı olmadığını da unutmamak gerekiyor. Sürüş alışkanlıkları, şarj sıklığı, iklim koşulları ve kullanılan batarya teknolojisi de kapasite kaybında önemli rol oynuyor.
Bazı Batı merkezli araştırmalar sık hızlı şarjın batarya yaşlanmasını hızlandırabileceğini ortaya koyarken, daha yeni nesil elektrikli otomobil bataryalarının düzenli hızlı şarja karşı çok daha dayanıklı olduğunu gösteren çalışmalar da bulunuyor.
