Как неожиданно выясняется, аккумуляторы электромобилей служат дольше, чем ожидалось - об этом свидетельствует анализ более чем 7 000 автомобилей. По статистике, они остаются здоровыми даже после 300 000 километров пробега!
А теперь – подробнее.
Технологическая консалтинговая компания P3 из Штутгарта проанализировала более 7 000 электромобилей, чтобы определить долговечность их батарей. Результат: батареи электромобилей служат гораздо дольше, чем ожидалось, и просто... не выходят из строя. Даже запас хода практически не уменьшается после длительного пробега.
О состоянии аккумулятора обычно говорит показатель State of Health (SoH). Он показывает, какой процент от своей полной емкости батарея еще может использовать. Если батарея свежая и здоровая, SoH=100%. Могут ли старение и множество циклов зарядки снизить показатель SoH и насколько?
Автопроизводители заверяют своих клиентов - обычно с гарантией на 160 000 км или восемь лет - что этот показатель не упадет ниже 80%. Некоторые производители автомобилей теперь даже дают гарантию на свои батареи на срок до 250 000 км и десяти лет.
Иными словами, если у нового электромобиля запас хода составляет 500 километров, то после 300 000 километров пробега он может иметь запас хода 450 километров при 90-процентном состоянии батареи. Впрочем, поскольку электромобилей с таким большим пробегом ещё почти не существует, результаты исследования здесь не слишком точны.
А как вообще проверяли, кстати? Компания сначала проанализировала свой собственный парк из 50 автомобилей. Затем к работе подключился австрийский стартап Aviloo, который уже провел десятки тысяч тестов емкости аккумуляторов с помощью разработанной им самим технологии измерения. В базе данных Aviloo содержится множество электромобилей, которые прошли более 200 000 или даже 300 000 километров и все еще имеют SoH более 90 процентов.
Поразительным в исследовании было то, что с возрастом батареи не теряют емкость по линейной кривой. Скорее, процесс старения происходит в течение первых 30 000 километров пробега, что приводит к снижению SoH примерно до 95 %. После этого он значительно замедляется. Это происходит потому, что на аноде батареи в течение первых нескольких километров эксплуатации образуется так называемый слой SEI (межфазный твердый электролит). Этот процесс зависит от химического состава и типа батареи.
Ну, а в среднем электромобили сохраняют 90 процентов своей емкости примерно после 100 000 километров пробега. После чего показатель SoH дальше почти не снижается.
Приведенные анализы являются средними статистическими данными. Но индивидуальная эксплуатация вашего электромобиля оказывает огромное влияние на старение батареи. Например, частые стрессовые нагрузки могут ускорить износ батареи. При этом наиболее важными факторами стресса для элементов батареи являются:
- Потребление энергии при слишком высоких или слишком низких температурах
- Высокая мощность зарядки
- Слишком частая полная разрядка
- Длительное время простоя при 100-процентном заряде.
В процессе старения следует также различать календарное и циклическое старение. Календарное старение происходит с течением времени, и именно на него могут существенно влиять вышеупомянутые факторы. Циклическое старение происходит в процессе эксплуатации, т. е. во время разрядки или зарядки. А оно в значительной степени зависит от режима вождения и зарядки.
В основном можно сказать, что большие токи, т. е. очень резкие ускорения или быстрая зарядка, вызывают большее влияние на живучесть батареи, чем малые токи. Этот эффект усиливается при экстремальных температурах. Такие долгосрочные выводы были недоступны для первых водителей электромобилей.
Ну, кто предупрежден... С ростом понимания все большее число батарей, вероятно, будут в хорошем состоянии, даже после 100 000 километров пробега.