Ηλεκτρικά αυτοκίνητα: Οι δομικές μπαταρίες μειώνουν το βάρος, αλλά δυσκολεύουν τις επισκευές

Οι δομικές μπαταρίες βρίσκονται ήδη σε ηλεκτρικά μοντέλα της Tesla και της BYD, ενώ η BMW έχει επιλέξει διαφορετική λύση. Περιορίζουν τα περιττά εξαρτήματα και βελτιώνουν την αξιοποίηση του χώρου, αλλά συνοδεύονται από ένα σοβαρό μειονέκτημα που αφορά το κόστος επισκευής τους.

Το βάρος παραμένει ένα από τα σημαντικά μειονεκτήματα των ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Οι μπαταρίες τους φτάνουν τα εκατοντάδες κιλά και η εγκατάστασή τους προϋποθέτει προστατευτικά περιβλήματα, βάσεις και επιπλέον ενισχύσεις. Τα πρόσθετα αυτά στοιχεία αυξάνουν το συνολικό βάρος, με επιπτώσεις στην ενεργειακή κατανάλωση και στην αυτονομία.

Για να αντιμετωπίσουν αυτό το ζήτημα, οι κατασκευαστές εφαρμόζουν ήδη τις λεγόμενες δομικές μπαταρίες (structural batteries). Με την τεχνολογία αυτή, η μπαταρία ενσωματώνεται στην κατασκευή του αυτοκινήτου και δεν αποτελεί απλώς μια ξεχωριστή μονάδα τοποθετημένη κάτω από το δάπεδο.

Η συγκεκριμένη ιδέα έχει ήδη μερικά χρόνια εφαρμογής. Το 2020 η Tesla παρουσίασε τη δική της εκδοχή, με τα κυλινδρικά στοιχεία 4680, και το 2022 ξεκίνησε να τη χρησιμοποιεί σε εκδόσεις του Model Y. Την ίδια χρονιά, η BYD αποκάλυψε την τεχνολογία Cell-to-Body (CTB), η οποία πέρασε στο μοντέλο Seal.

Όταν αμάξωμα και μπαταρία σχεδιάζονται ως ενιαία κατασκευή, μπορούν να παραλειφθούν βάσεις, ενισχύσεις και άλλα μέρη που θα χρειάζονταν σε διαφορετική διάταξη. Αυτό ενδέχεται να μειώσει το βάρος, να εξασφαλίσει καλύτερη χρήση του χώρου και να απλοποιήσει τη συναρμολόγηση.

Το περίβλημα της μπαταρίας μπορεί επίσης να ενισχύσει την ακαμψία του αμαξώματος και να περιορίσει τις στρεβλώσεις. Η συμβολή αυτή αφορά τόσο τη δομή όσο και τον τρόπο που κινείται το αυτοκίνητο στον δρόμο. Τα οφέλη, πάντως, διαφέρουν ανά μοντέλο, καθώς καθορίζονται από τα υλικά και τον σχεδιασμό της συγκεκριμένης διάταξης.

Στο Model Y, η Tesla συνδύασε τη δομική μπαταρία με μεγάλα χυτά κομμάτια αλουμινίου στο μπροστινό και το πίσω τμήμα του αμαξώματος, περιορίζοντας τον αριθμό των εξαρτημάτων. Η BYD ακολούθησε διαφορετικό δρόμο με το CTB, εντάσσοντας την μπαταρία στη δομή του δαπέδου.

Στη νέα iX3, που στηρίζεται στην αρχιτεκτονική Neue Klasse, η BMW κινείται σε παρόμοια κατεύθυνση. Η τεχνολογία Pack-to-Open-Body ενσωματώνει την μπαταρία στη δομή του αμαξώματος, με στόχο να αξιοποιείται αποτελεσματικότερα ο διαθέσιμος χώρος.

Η συγκεκριμένη τεχνολογία έχει όμως και μειονεκτήματα, τα οποία γίνονται πιο εμφανή όταν χρειαστεί να επισκευαστεί το αυτοκίνητο.

Το Tesla Model Y αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα. Το 2022, η Munro & Associates εξέτασε τη δομική μπαταρία του και εντόπισε ότι τα στοιχεία της ήταν στερεωμένα μέσα σε ειδικό υλικό, κάτι που έκανε εξαιρετικά δύσκολη την αλλαγή μεμονωμένων στοιχείων. Η αφαίρεση της μπαταρίας ως συνόλου ήταν δυνατή, αλλά απαιτούσε αρκετή εργασία.

Η περίπτωση αυτή έφερε στο φως μια δυσκολία που δεν περιορίζεται στην Tesla. Όσο πιο στενά συνδέεται η μπαταρία με το αμάξωμα, τόσο πιο περίπλοκη ενδέχεται να είναι η επισκευή της. Η εξοικονόμηση χρόνου και χρημάτων κατά την κατασκευή στο εργοστάσιο δεν εγγυάται αντίστοιχο όφελος για τις εργασίες στο συνεργείο.

Για το Cybercab, μάλιστα, η Tesla επέλεξε άλλη διάταξη, η οποία περιλαμβάνει τέσσερα ανεξάρτητα modules. Με αυτόν τον τρόπο διευκολύνεται η αντικατάσταση συγκεκριμένων τμημάτων της μπαταρίας.

Οι επιπτώσεις μπορεί να είναι σοβαρότερες μετά από ένα ατύχημα. Ζημιά στο περίβλημα της μπαταρίας από χτύπημα ενδέχεται να επηρεάσει την ακεραιότητα της δομής του αμαξώματος. Τότε χρειάζονται εξειδικευμένοι έλεγχοι και εργασίες επισκευής, γεγονός που μπορεί να ανεβάσει αισθητά το κόστος.

Οι δυσκολίες στην επισκευή δεν σημαίνουν ότι οι δομικές μπαταρίες είναι λιγότερο ασφαλείς. Η προστασία τους λαμβάνεται υπόψη από τον σχεδιασμό, με τις αναγκαίες ενισχύσεις και πρόνοιες για την απορρόφηση της ενέργειας σε περίπτωση σύγκρουσης. Παράλληλα, οι διαφορετικές λύσεις που εφαρμόζουν οι κατασκευαστές σημαίνουν ότι δεν έχουν όλα τα μοντέλα τα ίδια προβλήματα επισκευής.

Οι δυνατότητες επισκευής έχουν σημασία και για την αγορά μεταχειρισμένων αυτοκινήτων. Καθώς ένα ηλεκτρικό παλιώνει, καθοριστικό ρόλο παίζει το αν η μπαταρία μπορεί να επισκευαστεί χωρίς υπέρογκο κόστος. Μια ακριβή αντικατάσταση ενδέχεται να μειώσει σημαντικά την αξία του αυτοκινήτου, ακόμη κι όταν τα υπόλοιπα μηχανικά μέρη παραμένουν σε καλή κατάσταση.

Οι δομικές μπαταρίες έχουν ήδη περάσει από τη θεωρία στην πράξη και η χρήση τους αναμένεται να επεκταθεί. Για τους κατασκευαστές, το ζητούμενο πλέον είναι να διατηρήσουν τα πλεονεκτήματα σε βάρος, χώρους και κόστος παραγωγής, χωρίς να δυσκολεύουν υπερβολικά τις επισκευές. Γιατί άλλο πράγμα είναι ένα αυτοκίνητο να κατασκευάζεται οικονομικότερα και άλλο να επισκευάζεται με λογικό κόστος.