Если вы думаете о покупке БУ электромобиля, необходимо учитывать некоторые важные факторы:
- Сколько будет стоить электромобиль?
- Каков его запас хода?
- Как долго прослужит аккумулятор?
С точки зрения жизненного цикла, производительность батареи и ее здоровье действительно являются самым важным в этом вопросе. Поскольку батарея является самым дорогим компонентом в электромобиле, не только состояние батареи влияет на остаточную стоимость автомобиля (помогает ответить на вопрос о стоимости), но также оказывает непосредственное влияние на запас хода электромобиля.
Как долго проработает аккумулятор электромобиля?
Трудно получить прямой ответ на вопрос о сроке службы батареи. Вместо этого вы можете найти заявления производителей электромобилей о том, что на аккумуляторы распространяется гарантия, если что-то пойдет не так. Как правило, гарантия составляет 8 лет/160 000 км, но это зависит от производителя и страны.
Что обнадеживает, так это то, что стоимость батарей значительно снижается с каждым годом. С 2010 года цена на средний литий-ионный аккумулятор упала на 87% согласно недавнему анализу Bloomberg New Energy Finance.
Цены на аккумуляторы для электромобилей с 2010 по 2019 год © about.bnef.com
Гарантия автопроизводителя на аккумуляторную батарею должны внушать некоторое доверие. Тем не менее, интересно узнать насколько быстро деградирует ваша батарея с течением времени и как минимизировать эту потерю?
Что такое деградация батареи электромобиля?
Деградация батареи — это естественный процесс, который постоянно уменьшает количество энергии, которую может хранить батарея, или количество энергии, которое она может выдавать.
Состояние здоровья или степень работоспособности аккумулятора определяется параметром «State Of Health» (SOH). Обычно SOH составляет 100% для нового аккумулятора и с течением времени в зависимости от условий эксплуатации постепенно снижается. SOH — это показатель того, сколько энергии может выдавать батарея (кВт⋅ч).
Имейте в виду, что это не то же самое, что и запас хода транспортного средства (расстояние, на которое транспортное средство может проехать эти киловатт-часы). Запас хода электромобиля зависит от ряда факторов, включая уровень заряда, топографию, температуру, привычки вождения и пассажирские или грузовые нагрузки.
Основные факторы, влияющие на здоровье литий-ионного аккумулятора:
- Время.
- Высокие температуры эксплуатации.
- Использование при низком уровне заряда (полная разрядка батареи).
- Высокий электрический ток зарядки.
- Использование (энергетические циклы).
Несмотря на то, что было проведено множество исследований о состоянии батареи, очень мало данных было получено за реальными характеристиками электромобилей с течением времени, не говоря уже о сравнении различных марок и моделей до настоящего времени.
Компания Geotab проанализировала состояние 6300 батарей от автопарков и потребительских электромобилей. На основе обработанных телематических данных компания получила представление о том, как реальные условия влияют на работоспособность аккумуляторных батарей электромобилей, предоставив агрегированные средние данные о деградации для 21 модели различных электромобилей, включая разные модельные годы.
Компания даже разработала инструмент сравнения средней деградации батареи с течением времени для разных марок автомобилей и моделей. Деградация основана на данных наблюдений, поэтому у более новых электромобилей будут более короткие линии показателей деградации.
Вы можете использовать данный инструмент для получения данных для своего электромобиля по ссылке →
Компания Geotab предупреждает, что эти графики могут дать представление о средней деградации аккумулятора с течением времени, но не должны интерпретироваться как точный прогноз для конкретного транспортного средства. Также если в инструменте отсутствуем ваша модель электромобиля, значит компания получила по нему мало данных и исключила из инструмента.
Ключевые выводы из проанализированных данных о состоянии батарей электромобилей:
1. Наблюдается высокий уровень устойчивого состояния батареи
На основе данных более чем 6000 электромобилей, охватывающих все основные марки и модели, батареи демонстрируют высокий уровень устойчивого состояния здоровья. Если текущие темпы ухудшения сохранятся, подавляющее большинство аккумуляторов будет иметь более длительный срок службы, чем предполагалось ранее.
2. С течением времени здоровье батареи ухудшается
Средняя деградация батареи составляет 2,3% в год. Если вы сегодня приобретете электромобиль с запасом хода 240 км, то потеря 27 км через пять лет вряд ли повлияет на ваши повседневные потребности.
3. Является ли износ батареи электромобиля линейным?
Деградация батареи электромобиля происходит нелинейным способом. Как правило первоначально происходит сильное падение емкости, которое затем продолжает снижаться, но гораздо более умеренными темпами. Ближе к концу срока службы батареи будет наблюдаться окончательное значительное падение емкости батареи. Ожидается, что нормальная кривая деградации будет выглядеть примерно так:
Кривая деградации батареи будет выглядеть примерно так © geotab.com
При этом ни один из изученных электромобилей не достиг нижнего уровня деградации батареи, поэтому потребуется дополнительный анализ, чтобы понять полный жизненный цикл батареи электромобиля.
4. Существует заметная разница между марками, моделями и годами
На уровень деградации влияет химический состав батареи и управление температурой батареи. Но основное различие заключается том, имеет ли аккумулятор жидкостное охлаждение или только воздушное. Анализ Geotab показывает, что Tesla Model S 2015 года с жидкостным охлаждением имеет среднегодовой уровень деградации 2,3%, по сравнению с Nissan Leaf 2015 года с воздушным охлаждением 4,2%. Это значит, что аккумуляторы с жидкостным охлаждением деградируют медленнее, чем батареи с воздушным охлаждением.
Сравнение степени деградации батареи Tesla Model S 2015 года (жидкостное охлаждение) с Nissan Leaf 2015 года (пассивное воздушное охлаждение) © geotab.com
5. Состояние заряда батареи (SOC) и эффект буфера
На работоспособность аккумуляторов влияет также то, как контролируется SOC, то есть как пользователи заряжают свои электромобили и до какого уровня разряжают батарею. Чтобы обезопасить батарею, многие производители добавляют так называемый буфер, эффективно предотвращая полную разрядку батареи и полную ее зарядку. Другими словами, большинство автопроизводителей предоставляют меньшую «рабочую» емкость аккумулятора, что замедляет скорость деградации, но и уменьшает запас хода. Такой подход особенно показателен в плагин-гибриде Chevrolet Volt, в нем для использования доступно около 75% от фактической емкости батареи. Подробно про неиспользуемую буферную емкость мы писали в этой статье →.
Буфер батареи электромобиля © HEvCars
6. Использование электромобиля
Более интенсивное использование транспортного средства не обязательно означает более высокий износ батареи. Это должно быть хорошей новостью, так как вы не получите выгоду от электромобиля, если он просто стоит во дворе.
Использование электромобиля не влияет на скорость деградации © geotab.com
7. Температура эксплуатации
Транспортные средства, эксплуатируемые при высоких температурах, показывают более быструю деградацию аккумулятора. Geotab сравнили эксплуатацию электромобилей в зависимости от климатических условий и пришли к выводу, что электромобили, эксплуатируемые в жарком климате, демонстрируют заметно более высокие темпы деградации аккумулятора, чем автомобили, эксплуатируемые в умеренном климате.
Деградация батарей электромобилей в зависимости от температуры эксплуатации © geotab.com
8. Способы зарядки электромобиля
Использование быстрых зарядных устройств постоянного тока ускоряет процесс деградации. Деградация, которая происходит при частой зарядке постоянным током (DC), усугубляется в жарком климате. Многие автопроизводители предлагают ограничить использование быстрой зарядки (или автоматически понижают зарядный ток при достижении определенной критической температуры батареи или нескольких последовательных зарядок), чтобы продлить срок службы батареи автомобилей.
Деградация батареи при зарядке постоянным током в зависимости от климатических условий © geotab.com
Geotab подчеркивает, что разница между теми транспортными средствами, которые никогда не использовали быструю зарядку постоянным током (DC), и теми, которые использовали его даже иногда в сезонном или жарком климате, была заметной. Хотя могут быть и другие факторы (это не был контролируемый эксперимент).
Советы по продлению срока службы батареи электромобиля:
- Старайтесь не заряжать батарею электромобиля на 100% и разряжать до 0%. В идеале, сохраняйте свой SOC в пределах 20-80%, особенно, когда вы оставляете электромобиль без эксплуатации на длительное время. Полностью заряжать электромобиль рекомендуется только перед дальними поездками.
- Минимизируйте быструю зарядку постоянным током, особенно при высоких температурах окружающей среды, чтобы не перегревать батарею.
- Делайте все возможное, чтобы избежать экстремально высоких температур нагрева батареи, например в жаркие дни паркуйте электромобиль в тени.
- Интенсивное использование не является проблемой для аккумуляторной батареи, поэтому электромобиль не должен простаивать, а интенсивно использоваться по назначению.
По мере того, как первое поколение серийно выпускаемых электромобилей приближается к десятилетию, мы скоро получим гораздо больше данных о том, насколько хорошо они деградируют.
По материалам: geotab.com. Подготовил: hevcars.com.ua
- ← Что делает Volkswagen, чтобы снизить выбросы CO₂ при производстве электромобилей
- Volkswagen: почему стоит ориентироваться на электромобильность →
