Батареи электромобилей не вечны, и их дорого заменить. Это повод для беспокойства?
Когда вы впервые купили свой новейший смартфон, вы наверняка чувствовали себя весьма довольными тем, что у вас есть устройство, которое действительно сможет держаться день без дополнительной зарядки. Однако через два года вы, скорее всего, столкнетесь с тем, что батарея вашего смартфона начнет разряжаться уже после обеда.
Как считают многие, подобная проблема касается и литий-ионных батарей электромобилей, однако так ли это?
Зарядка батареи электромобиля © volkswagen-newsroom.com
Литий-ионные аккумуляторы хорошо подходят для использования не только в портативной электронике, такой как смартфоны и ноутбуки, но и в электромобилях. Они обладают хорошей плотностью энергии и (относительно) легки, что позволяет выжать максимальный запас хода из любой батареи, устанавливаемой в электромобиле. Хотя основные химические свойства батарей могут быть одинаковыми, способ их разрядки и перезарядки существенно влияет на срок их службы.
Зарядка от 0% до 100% является наиболее интенсивным вариантом использования литий-ионной батареи. По словам Исидора Бухманна (Isidor Buchmann), основателя Cadex Electronics и автора Battery University — образовательного источника аккумуляторной технологии — литий-ионные аккумуляторы могут циклически заряжаться примерно 500 раз, прежде чем начнется серьезная деградация.
500 циклов до устаревания — это нормально для телефонов таких брендов, как Apple и Samsung, которые хотели бы, чтобы вы покупали новый телефон каждый год, но два года для электромобиля, который должен ездить не менее 10 лет, это чересчур мало.
К счастью, батареи в электромобилях не проходят через этот худший сценарий. Они рассчитаны на длительную работу с серьезной защитой позволяющей предотвратить их преждевременную деградацию.
Буфер батареи электромобиля
Одна такая защита, которую используют все производители, называется буфером батареи. По сути, водители не могут использовать всю электроэнергию, хранящееся в аккумуляторной батарее их электромобиля. Когда электромобиль показывает вам, что осталось 0% энергии, в аккумуляторе фактически остается запас электричества, чтобы предотвратить вышеупомянутый цикл зарядки от 0% до 100%, который ускорил бы деградацию батареи.
Не все производители публикуют информацию о «полезной» емкости аккумулятора своих электромобилей, но, например Chevrolet сделал это для плагин-гибрида Volt. Из емкости аккумулятора в 18.4 кВт⋅ч водителям фактически доступно всего 14 кВт⋅ч — около 75% от фактической емкости батареи. Это означает, что заряд от 0% до 100% в автомобиле больше похож на зарядку от 15% до 90% — гораздо менее интенсивный вариант использования аккумуляторной батареи. Плагин-гибрид должен пройти тысячи циклов зарядки, прежде чем начинается серьезная деградация батареи.
Кроме того, одна из худших вещей, которые вы можете сделать с литий-ионным аккумулятором, — это разрядить его до 0% и оставлять его разряженным без подзарядки. Этот буферный запас батареи — это способ помешать неосторожным пользователям испортить батарею электромобиля, потому что опять же — 0% заряда для водителя на самом деле не 0% в батарее.
Защита аккумуляторов от полной разрядки появилась в результате извлеченных уроков из эксплуатации Tesla Roadster, который удавалось разрядить до 0%, не подключив вовремя к зарядке, а позже надо было извлекать батарею, чтобы снова привести электромобиль в рабочее состояние.
Говоря о Tesla, у компании немного другой подход к защите, чем у других производителей. Tesla не скрывает информацию о своем буфере — их электромобили по умолчанию заряжаются только до 90%. Вы можете настроить ежедневный буфер зарядки в пределах от 50% до 90%, в зависимости от ваших личных предпочтений.
Тем не менее, Tesla позволяет заряжать электромобили до 100%, когда этого хочет клиент или если вам нужен дополнительный запас хода для преодоления дальнего маршрута. Такой подход позволяет водителям в полной мере использовать автомобиль и аккумулятор в случае необходимости, при этом защищая его от преждевременного износа.
Отметим, глава Tesla, Илон Маск, рекомендует заряжать электромобиль максимально до 80%, а разряжать до 30%, чтобы не снижать ее эффективность со временем.
Системы управления температурным режимом
Еще одна защита электромобилей, используемая для контроля износа батареи, — управление температурой. Литий-ионные аккумуляторы лучше всего работают при той же температуре, что и люди — это 21°C.
Хотя холодные температуры временно снижают запас хода и производительность, они не угрожают сроку службы батареи так же, как это делают высокие температуры. Работа при высоких температурах может ускорить процесс деградации батареи.
У Nissan Leaf нет активной системы охлаждения батареи © nissannews.com
Чтобы защитить транспортные средства от преждевременной деградации батареи, многие (хотя и не все) электромобили оснащены сложными системами управления температурным режимом с жидкостным охлаждением для поддержания температуры батарей на безопасном уровне. Это имеет большое значение для электромобилей, эксплуатируемых в особенно жарких климатических условиях.
В то время как автомобили с жидкостным охлаждением, такие как Tesla, хорошо работали в жарких регионах, батареи первых Nissan Leaf испытывали высокий уровень деградации, поскольку у них нет активной системы охлаждения. При этом Nissan заявляет, что батареи в Leaf прослужат 22 года, примерно на 10-12 лет дольше, чем сам электромобиль.
Почти все аккумуляторы электромобилей имеют гарантию не менее 8 лет и 160 000 км пробега. Большинство производителей гарантируют определенный срок службы батареи в течение этого периода времени. 8 лет или 160 000 км — это долгий срок гарантии на компонент автомобиля. Длительные гарантийные сроки призваны помочь водителям чувствовать себя более уверенно в эксплуатации своих электромобилей. Автопроизводители не стали бы предлагать такой длительный гарантийный срок, если бы не знали, что их оборудование может работать так долго, ведь они также не хотят платить за замену батарей!
Лучше всего думать о батареях как о пожизненных компонентах электромобилей — они должны прослужить столько же, сколько и электрические транспортные средства.
Технология электромобилей все еще нова, поэтому понятно, что люди опасаются, но Tesla Model S выпускается с 2012 года, и уже есть есть примеры с большим пробегом, которые претерпели лишь минимальную деградацию.
Напомним, самый дорогой компонент электромобиля может получить «вторую жизнь»: утилизацию или повторное использование в накопительных системах.
По материалам: currentautomotive.com. Подготовил: hevcars.com.ua
