שחיקת סוללות באוטובוסים חשמליים
בעולם ציי הרכב החשמליים, המונח "שחיקת סוללה" מתאר מצב שבו קיבולת אגירת האנרגיה פוחתת עם הזמן, עד לנקודה שבה הסוללה לא מסוגלת עוד לספק את הכוח או הטווח הנדרשים לפעילות המבצעית. הצורך להחליף רכיב כה יקר באוטובוס הוא סיכון שאינו מוכר למפעילי רכבי דיזל, אך למפעילי תחבורה חשמלית זו ודאות מוחלטת כמעט. עם זאת באמצעות ניהול סיכונים מוקדם, אפשר למנוע השפעות שליליות הן על התפעול והן על המאזן הכלכלי.
תהליך השחיקה נובע מהמחזוריות המתמדת של טעינה ופריקה, היוצרת שינויים פיזיים וכימיים בתוך הסוללה. המדד המקובל בתעשייה לבחינת מצב זה הוא "מצב בריאות" (SOH), המשווה את האנרגיה שהסוללה מסוגלת לאגור כעת לעומת קיבולתה כשהייתה חדשה.
בענף האוטובוסים נהוג לקבוע כי סוללה שיורדת מתחת ל־70% SOH מצריכה החלפה. המשמעות היא, בהתבסס על קצבי שחיקה צפויים, שרוב האוטובוסים יזדקקו להחלפת סוללה לפחות פעם אחת בחיי הרכב. לאחר חציית רף ה־70%, קצב השחיקה נוטה להאיץ עד להגעה ל"נקודת הברך" - שלב שבו טווח הנסיעה צונח במהירות והרכב נעשה לא שמיש לייעודו המקורי.
כדי לנהל את קצב השחיקה ולהאריך את חיי הסוללה, יש להבין את הגורמים המשפיעים עליה, ובראשם תפוקת האנרגיה, עומק הטעינה והפריקה, קצב הטעינה והטמפרטורה. מכיוון שאי אפשר לשלוט בזמן החולף ("הזדקנות כרונולוגית"), המפעילים חייבים להתמקד באופן השימוש.
אחד הכלים היעילים ביותר הוא הקצאת קווים חכמה: במקום להצמיד אוטובוסים לקווים קבועים, המודלים מראים כי גיוון המסלולים ורוטציה בין קווים קצרים לארוכים או בעלי טופוגרפיה אחרת, מבטיחים שחיקה אחידה בצי. מהלך כזה עשוי לדחות את הצורך בהחלפת הסוללה הראשונה בצי של 50 אוטובוסים בשלוש שנים. רוטציה זו גם מסייעת למנוע טעינה אולטרה־מהירה חוזרת ונשנית לאותו רכב, שהיא גורם מאיץ שחיקה.
היבט קריטי נוסף הוא עומק הפריקה. סוללות נשמרות באופן מיטבי כאשר הן פועלות בטווח של 10% עד 90% טעינה. חריגה מטווח המתח הנומינלי מאיצה את השחיקה. למרות שרבים מהיצרנים מגבילים את הגישה לקיבולת המלאה בדרך ממוחשבת כדי להגן על הסוללה, מפעילים רבים עדיין שואפים לטעינה של 100% בשל חרדת טווח. עם זאת ככל שהמערכות משתכללות והביטחון בטכנולוגיה עולה, יש צפי למעבר לאסטרטגיות טעינה חכמות שאינן מחייבות טעינה מלאה. הדבר ישפר גם את היעילות האנרגטית.
גם להתנהגות הנהג יש השפעה ישירה: האצות ובלימות אגרסיביות מגבירות את תפוקת האנרגיה ומאיצות את הבלאי. הדרכת נהגים ושימוש בתוכנות ניטור עשויים לשפר את היעילות ב־20%, ולהקטין מאוד את העומס על הסוללה.
ניהול נכון של חיי הסוללה משפיע ישירות על עלות הבעלות הכוללת (TCO). אם אחריות יצרן סטנדרטית היא כ־8 שנים, אוטובוס המתוכנן לשרת 15-16 שנים עשוי להצריך שתי החלפות סוללה. הארכת חיי הסוללה עשויה לחסוך החלפה אחת, מה שמהווה חיסכון הוני עצום. יתרה מזו, לסוללות יש ערך גם לאחר סיום דרכן באוטובוס. כאשר סוללה מוחלפת ב־70% בריאות, היא עדיין מתאימה לשימושים פחות תובעניים כגון אגירת אנרגיה סטטית.
מודלים עסקיים חדשים כגון סוללה כשירות (Battery-as-a-Service), מאפשרים למפעילים לשכור את הסוללה ולהעביר את סיכוני השחיקה והמיחזור לגופים מתמחים, תוך הוזלת העלויות בזכות ערך הגרט העתידי של הסוללה במחזור החיים השני.
