Аккумулятор электромобиля невечный и стоит довольно дорого, если потребуется его замена. Проведем аналогию с покупкой нового смартфона. Смартфон, сразу после его приобретения, будет держать заряд сутки, даже при условии его максимального интенсивного использования. Но уже через пару лет его батарея будет держать заряд слабее, телефон начнет разряжаться менее чем за сутки.
Большинство пользователей также судят и о литий-ионной батарее, верно ли это утверждение?
Особенности литий-ионного аккумулятора
Литий-ионные батареи используются в портативных электронных приборах (смартфон, ноутбук), подобные аккумуляторы устанавливают и в электромобили. Такая батарея отличается хорошей плотностью энергии, кроме этого – она легкая, что дает возможность выжимать максимально возможный запас хода из любой зарядки, которая стоит в электрокаре. Химические свойства аккумулятора могут быть идентичными, но то, каким способом он разряжается и перезаряжается, заметно сказывается на общем сроке службы.
Заряд от 0% до 100% – самый интенсивный вариант эксплуатации литий-ионных аккумуляторов. Согласно утверждениям Исидора Бухманна (руководитель Cadex Electronics), такие батареи можно заряжать циклически не менее 500 раз, после этого непременно начинается процесс их деградации.
500 циклов заряда до начала процесса устаревания — это допустимо для смартфонов, поскольку их производители хотят, чтобы потребители постоянно обновляли свои гаджеты. Но для электрокара такое количество циклов слишком мало. Это примерно пару лет эксплуатации, при том, что авто должно ездить минимум около десяти лет.
Большая удача, что аккумуляторы в электрокарах не соответствуют этому наихудшему прогнозу, поскольку имеют надежную защиту для предотвращения возникновения процессов, способствующих преждевременной деградации. Аккумуляторы в современных электрокарах рассчитаны на долгий период использования и отличаются от батарей, которые устанавливаются в смартфоны.
Буфер аккумулятора
Существует специальная защита, которую практически каждый производитель электромобилей использует в обязательном порядке, ее название – буфер аккумулятора. Что она дает?
Автовладелец не в состоянии потратить полностью весь заряд электроэнергии, которая хранится в аккумуляторе авто. Когда на табло электромобиля высвечивается информация, что энергии 0%, в батарее все равно имеется запас электричества. Это делается для предотвращения цикла заряда от 0% до 100%, который уже упоминался выше. Таким образом буфер не допускает ускоренную деградацию аккумуляторной батареи.
Не каждый производитель предоставляет для всеобщего обозрения данные о «полезной» емкости зарядки. К примеру, Chevrolet для гибрида Volt указывает, что из общей емкости батареи 18.4 кВт⋅ч, фактически доступна емкость 14 кВт⋅ч, что составляет 75% от емкости аккумулятора.
Что дает такая информация? Это дает понять, что зарядка в режиме от 0% до 100% будет похожей на режим от 15% до 90%, а это – менее интенсивный вариант эксплуатации аккумулятора. Этот гибрид может пройти несколько тысяч циклов зарядки, перед тем как начнётся процесс деградации аккумулятора.
Самое худшее, что владелец может сделать для аккумулятора электромобиля — это разрядить литий-ионный аккумулятор до 0% и оставить его в разряженном состоянии не заряжая. Буферный запас дает возможность невнимательным автовладельцам не испортить аккумулятор, поскольку заряд 0%, который видит водитель, не соответствует действительности.
Защищать батарею от полной разрядки придумали после того, как были изучены проблемы эксплуатации Tesla Roadster, этот автомобиль можно было действительно разрядить до 0%. В результате, если батарея не подключалась своевременно к зарядке, ее необходимо было демонтировать, чтобы транспорт смог снова нормально функционировать.
Tesla имеет свою собственную политику защиты, если сравнивать с другими производителями. Компания Tesla не скрывает информацию о буфере, и электромобиль по умолчанию заряжается до 90%. Автовладелец настраивает самостоятельно ежедневный буфер заряда от 50% до 90%.
Но в то же время, Tesla позволит зарядить электромобиль и до 100%, по желанию заказчика или если необходим дополнительный запас хода при продолжительных поездках. Такая политика компании позволяет автовладельцам в полном объеме использовать авто и возможности его батареи. Для этого вам пригодится специализированное оборудование, такое как прибор для обслуживания и дигностики Тесла — Loki.
Илон Маск, руководитель Tesla, советует заряжать батареи электрокаров максимум до 80 %, а разряжать до 30 %, чтобы эффективность аккумулятора впоследствии не снижалась.
Системы для управления температурой
Для того, чтобы защитить электромобиль, и контролировать износ аккумулятора, была создана специальная система по управлению температурой. Для литий-ионного аккумулятора оптимальная температура 21 °C.
Холодная температура может только временно снизить запас хода, падает в это время и производительность, но низкие температуры не способны глобально повлиять на продолжительность срока службы аккумулятора. Действие высоких температур ускоряет процессы появления деградации аккумулятора.
Nissan Leaf не оборудован системой для охлаждения аккумулятора
Для защиты транспорта от ранней деградации аккумулятора авто оснащают системами по управлению температурой, чтобы поддерживать температуру батарей в оптимальном диапазоне. Такие системы предусмотрены в большинстве электрокаров, но не у всех. Важно оборудовать электромобиль системой для охлаждения аккумулятора, особенно в тех случаях, когда транспорт эксплуатируется в условиях жаркого климата.
Электрокары Tesla, оборудованные системами жидкостного охлаждения, отлично показали себя в регионах с жарким климатом, тогда как аккумуляторы первых Nissan Leaf показали высокий уровень деградации без активной охлаждающей системы.
Практически все батареи электромобилей имеют гарантийный срок использования — это 8 лет или пробег 160000 км. Многие производители указывают именно эти сроки, гарантируя, что электромобиль будет функционировать в это время исправно.
Длительная гарантия дает возможность автовладельцу чувствовать себя защищенным. Производители не стали бы уверять в длительном гарантийном сроке, если бы были не уверены в этом, поскольку не в их интересах оплачивать замену аккумулятора по гарантии.
Электромобили все еще являются новинкой, но интерес к ним возрастает с каждым днем. Количество автовладельцев, которые решили прибрести электрокар, неуклонно растёт. Некоторые все еще с опаской относятся к покупке электромобиля, но факты говорят сами за себя — на сегодняшний день электромобили Tesla Model S 2012 года выпуска, показывают минимальную деградацию.
К тому же, самый дорогостоящий компонент авто — аккумулятор может иметь «вторую жизнь», его можно сдать для утилизации или повторного использования в накопительных системах.
