Superkondensatory, znane także jako ultrakondensatory, mogą odegrać kluczową rolę w przyszłych systemach napędowych samochodów elektrycznych, choć raczej nie jako samodzielne źródło energii, lecz jako uzupełnienie baterii litowo-jonowych. Ich największymi atutami są ekstremalnie szybkie ładowanie i rozładowywanie, bardzo długa żywotność oraz wysoka sprawność w przekazywaniu mocy. Dzięki tym cechom mogą znacząco poprawić dynamikę jazdy, efektywność rekuperacji i odporność układów napędowych na przeciążenia energetyczne.
W odróżnieniu od klasycznych akumulatorów, które magazynują energię w postaci chemicznej, superkondensatory przechowują ją w polu elektrostatycznym. Dzięki temu nie dochodzi w nich do degradacji chemicznej przy każdej operacji ładowania i rozładowywania, co oznacza setki tysięcy cykli pracy bez utraty pojemności. Ta właściwość czyni je idealnymi do zastosowań, w których wymagane są szybkie, powtarzalne operacje energetyczne – np. podczas hamowania regeneracyjnego, dynamicznego przyspieszania, startu pod dużym obciążeniem czy działania systemów wspomagania.
W kontekście samochodów elektrycznych superkondensatory mogą pełnić funkcję bufora energetycznego. W chwilach nagłego zapotrzebowania na dużą moc – np. przy gwałtownym przyspieszeniu lub przy starcie z zatrzymania – energia może być chwilowo pobierana z superkondensatorów, a nie z głównej baterii. Dzięki temu bateria jest mniej obciążona, pracuje w bardziej stabilnych warunkach i wolniej się zużywa. Analogicznie, w czasie rekuperacji, superkondensator może przechwycić dużą ilość energii w bardzo krótkim czasie – zanim układ zarządzania baterią zdąży przystosować ogniwa do przyjęcia takiego ładunku.
Zaletą tego rozwiązania jest również możliwość zwiększenia efektywności całego układu napędowego. Superkondensatory praktycznie nie tracą energii w postaci ciepła przy szybkim ładowaniu i rozładowaniu, co sprawia, że są bardzo sprawne – osiągają sprawność energetyczną rzędu dziewięćdziesięciu pięciu procent. Ich zastosowanie może zmniejszyć zapotrzebowanie na aktywne chłodzenie i poprawić ogólną wydajność samochodu, szczególnie w trybie miejskim, gdzie jazda odbywa się na krótkich odcinkach z częstym hamowaniem i przyspieszaniem.
W praktyce, już dziś niektóre pojazdy wykorzystują superkondensatory. Dobrym przykładem są autobusy miejskie z rekuperacją lub pojazdy startujące w rajdach i wyścigach – tam, gdzie liczy się szybka wymiana energii i powtarzalność cykli. Porsche zastosowało superkondensatory w modelu 918 Spyder jako wsparcie dla układu KERS (odzysku energii kinetycznej), a McLaren P1 wykorzystywał je do chwilowego doładowania silnika elektrycznego. W pojazdach koncepcyjnych rozważa się także wykorzystanie superkondensatorów do zasilania systemów pokładowych – np. wspomagania kierownicy czy oświetlenia – jako niezależnych, szybkich źródeł energii w razie awarii głównej baterii.
Ograniczeniem superkondensatorów pozostaje niska gęstość energii, czyli niewielka ilość energii możliwej do zgromadzenia w przeliczeniu na masę lub objętość. Dlatego nie są one konkurencją dla akumulatorów trakcyjnych, które mogą przechować kilkadziesiąt razy więcej energii. Ich rola polega więc na uzupełnieniu – nie zastąpieniu – baterii, zwłaszcza tam, gdzie liczy się moc, a nie długi czas pracy.
W przyszłości, rozwój hybrydowych układów magazynowania energii, łączących akumulatory litowo-jonowe z superkondensatorami, może doprowadzić do stworzenia systemów napędowych o znacznie lepszej trwałości, wydajności i odporności na warunki skrajne. Dodatkowo, prace nad nowymi materiałami elektrodowymi – np. grafenem czy nanokompozytami – mogą zwiększyć gęstość energetyczną superkondensatorów, co otworzy im drzwi do jeszcze szerszego zastosowania.
Podsumowując, superkondensatory mają ogromny potencjał jako inteligentne wsparcie dla baterii trakcyjnych w samochodach elektrycznych. Umożliwiają błyskawiczne ładowanie i oddawanie energii, zmniejszają obciążenie ogniw, poprawiają rekuperację oraz zwiększają sprawność napędu. Choć nie zastąpią akumulatorów, mogą odegrać kluczową rolę w rozwoju wydajnych, trwałych i bardziej elastycznych układów zasilania dla przyszłych generacji pojazdów elektrycznych.
