„Polotuhá baterie“ místo revoluce. MG slibuje posun v elektromobilitě u cenově dostupných aut

Na první pohled působila novinářská prezentace MG ve Frankfurtu jako další z řady technologických show, kde se míchají velká slova s opatrně dávkovanými novinkami. Dvě hlavní zprávy ale rychle vyvstaly na povrch.

Automobilka, která byla loni prodejně nejúspěšnější čínskou značkou v Evropě, chce redefinovat hybrid jako plnohodnotný pohon a také přináší střízlivý pohled na to, co dnes (ne)umí baterie v elektromobilech.

Související

Auto skoro za polovinu. Čínská automobilka agresivně zlevnila, potřebuje zvýšit prodeje

První z témat dobře ilustroval Qiu Jie, viceprezident globálního výzkumu a vývoje v automobilce MG, když se vrátil až k americkým osmiválcům padesátých let. „Velkoobjemové motory tehdy vznikly proto, že nabízely něco, co zákazníci chtěli, tedy okamžitý a plynulý výkon bez složité elektroniky. Točivý moment byl dostupný prakticky kdykoli a reakce byla přirozená,“ popisuje.

A připomíná, že evropská cesta šla jinudy – z mnoha důvodů, ostatně i těch ekonomických. Prim začaly hrát menší motory, vyšší účinnost, více techniky. „Jenže tím se výkon stal závislý na otáčkách, přeplňování nebo práci převodovky. První generace hybridů měla tenhle problém vyřešit, ale komplikovala je složitost,“ dodává.

Proto se Jie vrací k charakteru „většího motoru“ – ne jako řešení, ale jako standardu chování. Řidič očekává okamžitou odezvu bez ohledu na techniku. A právě to je podle něj něco, co musí hybridní systém napodobit.

Související

Rodinný elektromobil za cenu městské krabičky. MG4 zlevnilo na nevídanou částku

MG se o to snaží technologií Hybrid+, kombinací výkonného elektromotoru, větší baterie a chytřejšího softwaru. Klíčová je centralizovaná řídicí jednotka, která nahrazuje několik samostatných modulů. Nejde jen o zjednodušení architektury, ale hlavně o rychlost. Pokud spolu jednotlivé části komunikují rychleji, lze přesněji řídit točivý moment.

To má praktický dopad: elektromotor může v reálném čase vyrovnávat nepravidelnosti spalovacího motoru. Místo aby jen pomáhal při akceleraci, „vyhlazuje“ jeho chod, což zajistí konstantnější průběh výkonu a méně vibrací. „Je to posun od mechanického řešení k softwarovému,“ slibuje Jie. K tomu systém využívá třístupňovou hybridní převodovku a pracuje v osmi hybridních režimech.

Podobně pragmatická byla i volba větší baterie u hybridu, MG proto zvolilo kapacitu 1,83 kWh. „Není to ani tak kvůli dojezdu, ale kvůli flexibilitě. Větší baterie umožňuje častěji využívat elektrický pohon a lépe vyrovnávat špičky výkonu,“ dodává technologický expert.

Související

Čína si podmanila Německo. V Mnichově dominují bizarní koncept a netradiční off-road

Baterie s polopevným elektrolytem

Tou nejdůležitější zprávou celého dne ale bylo oznámení, že MG spustilo sériovou výrobu „solid-core baterií“, někdy také označovaných jako semi-solid-state baterie. V češtině se otrocky překládají jako baterie s polopevným elektrolytem, polotuhé baterie či polovodičové. O co jde? O technologii, která sice neohromí čísly, ale má co nabídnout.

Základní princip baterie zůstává stejný jako u dnešních elektromobilů. Uvnitř článku jsou dvě elektrody – katoda a anoda – a mezi nimi elektrolyt. „Při nabíjení a vybíjení se lithium-ionty pohybují z jedné strany na druhou. Rychlost a efektivita tohoto pohybu zásadně ovlivňuje výkon, nabíjení i životnost,“ popisuje detaily Li Zheng, šéf vývoje baterií v automobilce MG.

V klasických lithium-iontových bateriích je elektrolyt kapalný. To má výhodu v dobré vodivosti, protože ionty se v kapalině pohybují relativně snadno. Nevýhodou je bezpečnost, protože kapalina je hořlavá, a také omezení při vyšším napětí.

Plně pevné baterie, o kterých se mluví už roky, kapalinu nahrazují pevným materiálem. Ten je bezpečnější a umožňuje teoreticky vyšší energetickou hustotu. Problém je, že pevný elektrolyt hůř zajišťuje kontakt mezi vrstvami a je citlivý na mechanické změny, například při nabíjení, kdy materiály mírně mění objem.

Související

10 fotografiíProhlédnout si 10 fotografií

Tvrdá data z německých autobazarů: Tříleté elektromobily jsou nečekaně levnější volba

A navíc není zatím výrobce, který by výrobu těchto baterií spustil v masivním měřítku. Polotuhá baterie je tedy kompromis mezi těmito dvěma světy.

Ačkoli Li Zheng na prezentaci opakovaně tvrdil, že výrobcem této polotuhé baterie je přímo MG, faktem zůstává, že vznikla ve spolupráci SAIC s firmou QingTao Energy Development, kterou podporují i další domácí automobilky jako BAIC nebo GAC.

„Konstrukčně jde o lithium-iontovou baterii na bázi manganu, která výrazně omezuje podíl kapalného elektrolytu. V případě MG tvoří zhruba 95 procent elektrolytu pevná složka a asi 5 procent kapalina. Ta malá kapalná část hraje klíčovou roli, funguje jako ‚mazivo‘, které zlepšuje kontakt mezi částicemi a usnadňuje pohyb iontů. Bez ní by se ionty pohybovaly hůř a baterie by měla vyšší odpor,“ popisuje podrobně techniku Zheng.

Právě tento „hybridní“ charakter vysvětluje, proč se mluví o polotuhé baterii: nejde o plně solid-state řešení, ale o mezikrok, který je technologicky zvládnutelný v sériové výrobě.

Související

Škodovka mlží zbytečně. Cenu nejlevnějšího elektromobilu prozradila, i když nechtěla

V čistě kapalné baterii se ionty pohybují jako ve vodě – snadno, ale v prostředí, které je méně stabilní –, v čistě pevné baterii se pohybují spíš jako v pevném materiálu, tedy bezpečněji, ale s větším odporem. „Polotuhá baterie kombinuje obojí: pevná struktura zajišťuje stabilitu, malý podíl kapaliny zajišťuje pohyblivost,“ libuje si v řešení Zheng.

Další důležitá věc je struktura samotných elektrod. MG mluví o trojrozměrném pohybu iontů. V běžných materiálech se ionty často pohybují jen v jedné nebo dvou rovinách. Pokud je struktura otevřenější, ionty mají více cest, kudy se mohou pohybovat. To snižuje odpor a zlepšuje rychlost reakce baterie.

To se projeví ve třech oblastech. Zaprvé při nabíjení, neboť baterie může přijímat energii rychleji. Zadruhé při výkonu, protože dokáže rychleji dodat energii při akceleraci. A zatřetí při nízkých teplotách, kdy se pohyb iontů obecně zpomaluje.

Související

Místo elektromobilů rozebírání ojetin. Volkswagen řeší, co s nevyužívanou továrnou

Pevná složka elektrolytu má ještě jednu důležitou funkci: funguje jako fyzická bariéra proti tepelnému zhroucení baterie. To je situace, kdy se baterie začne nekontrolovaně zahřívat a může dojít k požáru. U klasických baterií je to jedno z často, a jak praxe ukazuje, také přehnaně citovaných bezpečnostních rizik, kterého se odpůrci elektromobilů tolik bojí. Pevný elektrolyt tuto reakci omezuje.

Zároveň ale platí, že polotuhé baterie nejsou konečné řešení. Jejich energetická hustota je zatím spíš srovnatelná se současnými články. Ostatně ani zástupci značky MG nechtěli na technické prezentaci sdělit žádné přesné informace o dojezdech nebo rychlosti nabíjení v porovnání s aktuálními LFP bateriemi, které v elektromobilech využívají.

Skutečný posun má tedy přijít až s plně pevnými bateriemi, které ale narážejí na výrobní limity, a to hlavně potřebu vysokého tlaku nebo složité zpracování materiálů.

Právě výroba je klíčová. MG otevřeně přiznává, že největší výzvou není samotná chemie, ale proces. „Vytvořit homogenní vrstvy materiálů a zajistit jejich dokonalý kontakt ve velkém měřítku je složitější než u klasických baterií. Proto vznikají nové výrobní postupy, jako je transferová technologie, která umožňuje vrstvy vytvářet odděleně a následně je spojit,“ dodává Zheng.

V tomhle kontextu dává smysl i otevření vývojového centra značky MG v Německu letos na jaře. „Musíme přizpůsobit technologii místním podmínkám. Evropský trh má jinou infrastrukturu, jiné klima i jiné návyky, třeba větší důraz na rychlé nabíjení a stabilní výkon při vyšších rychlostech, což jsou přitom argumenty, které v Číně díky husté funkční nabíjecí síti v městských aglomeracích neřešíme,“ vysvětluje bateriový vývojář.

Související

Čínský původ mu neuvěříte, Fabia je v ohrožení. MG3 má zvláštní pohon a ještě zlevní

Zajímavější než samotné technické parametry bude samozřejmě reálné nasazení technologie. Mateřská skupina SAIC, největší čínský státní automobilový koncern, totiž už na konci loňského roku uvedla na domácí trh verzi modelu MG4 vybavenou polotuhou baterií.

Při porovnání s klasickou variantou s LFP baterkou jsou uváděny stejné parametry, tedy schopnost se nabít z 30 na 80 % za shodných 21 minut, u polovodičové baterie ale slibuje funkci „optimalizace nabíjení v mrazivém počasí“. V přepočtu zhruba za 300 tisíc korun nabízí také identický dojezd, tedy okolo 530 kilometrů podle čínského cyklu CLTC.

A to je důležitý moment. Technologie, o které se v Evropě mluví jako o budoucnosti, se v Číně už objevuje v relativně dostupném voze, nikoli v prémiových modelech.

Jde tak o jinou strategii, než jakou razí tradiční evropští výrobci, kteří obvykle nasazují nové technologie nejprve do drahých modelů. MG chce integrovat polotuhou baterii pro evropský trh do modelu MG4 Urban, tedy městského elektromobilu, který má být cenově dostupným modelem. Objevit se má na konci tohoto roku, o parametrech ani cenách ale automobilka zatím podrobné informace nezveřejnila.