Een handvol sneller verouderende accucellen kan de levensduur van een compleet EV-batterijpakket fors beperken. Uit jarenlang praktijkonderzoek blijkt dat daardoor bovendien een aanzienlijk deel van het energiepotentieel van de batterij onbenut kan blijven.
Een batterijpakket bestaat uit honderden of zelfs duizenden afzonderlijke cellen die samen één systeem vormen. Hoewel fabrikanten proberen deze cellen zo identiek mogelijk te maken, ontstaan verschillen door productievariaties, temperatuur en gebruik.
Onderzoekers van het Dalian Institute of Chemical Physics en de Chalmers University of Technology onderzochten wat die verschillen op lange termijn betekenen. Ze analyseerden ruim drie jaar aan praktijkdata van personenauto’s met NMC-batterijen en elektrische bussen met LFP-batterijen. Sommige voertuigen hadden tot 300.000 kilometer gereden. Het onderzoek werd gepubliceerd in Nature Energy.
Zwakste cel bepaalt de grens
De onderzoekers ontdekten een duidelijk ‘zwakste-cel-effect’. Een cel die sneller capaciteit verliest, kan tijdens het laden eerder zijn maximale spanning bereiken. Een verouderde cel met een hogere interne weerstand kan tijdens het rijden juist eerder tegen zijn veiligheidsgrenzen aanlopen.
Het batterijmanagementsysteem moet dan ingrijpen, ook wanneer de overige cellen nog prima functioneren. Bij de personenauto’s bleven onderlinge verschillen aanvankelijk klein, maar vanaf ongeveer 170.000 kilometer gingen sommige cellen duidelijk sneller achteruit.
Lees ook: Grootste EV-batterijonderzoek ooit laat opvallende resultaten zien
Levensduur tot 22,8 procent korter
Dat heeft grote gevolgen voor de levensduur. Door verschillen tussen cellen werd de levensduur van het complete batterijpakket bij personenauto’s 17,7 procent korter dan de gemiddelde levensduur van de afzonderlijke cellen. Bij de onderzochte elektrische bussen liep dat verschil op tot 22,8 procent.
Ook blijft hierdoor energiepotentieel onbenut. Over de levensduur werd bij de personenauto’s 80,7 procent van het potentiële energiegebruik benut en bij de bussen slechts 72,9 procent.
Volgens de onderzoekers ligt er daarom winst in betere productiecontrole, het zorgvuldig groeperen van vergelijkbare cellen en verbeterd thermisch management. Ook slimmere batterijmanagementsystemen en reconfigureerbare accupakketten kunnen voorkomen dat enkele zwakke cellen het hele pakket beperken.
Een langere levensduur van EV-batterijen hoeft daarmee niet alleen uit nieuwe batterijchemie te komen. Ook slimmer omgaan met de cellen die we al hebben, kan aanzienlijk verschil maken.
