Срок службы батареи электромобиля: от чего он зависит
Все мы пользуемся смартфонами, в которых такие же литиевые батарейки, как и в электромобилях. Исходя из опыта, батареи мобильных телефонов служат 5 – 8, в лучшем случае – 10 лет. А как с долговечностью батарей в электромобилях?
Продажи электромобилей в мире растут, но у пользователей остается много вопросов на тему батарей и особенностей их эксплуатации. Марка MG решила прояснить ситуацию в этой теме, – сообщает Аutoua.net.
Четкого ответа о сроке службы батареи электромобиля не существует. Это связано с тем, что в течение срока службы электромобиля на него влияет множество факторов. Кроме того, аккумуляторы разных моделей и производителей могут отличаться между собой. Однако, существуют доказанные факты, которыми можно оперировать перед тем как пересесть с машины с ДВС на «электричку» или наоборот.
Так, заряд, который может содержать литий-ионная батарея, зависит от того, как часто аккумуляторы проходят полный цикл зарядки. А также от того, как часто разряженный блок снова полностью заряжается.
Насколько это влияет на потерю емкости аккумуляторов, зависит от пробега электромобиля и от частоты зарядки, и в меньшей степени связано с возрастом машины. Теоретически аккумулятор электромобиля возрасте 10 лет может оставаться в лучшем состоянии, чем у электромобиля пятилетнего возраста, который интенсивно использовался.
Существует несколько способов, помогающих увеличить срок службы батареи. Первый – не использовать все количество энергии, тем самым сократить количество циклов, через которые проходят аккумуляторы. Рекомендуется поддерживать уровень заряда от 20 до 80%.
Второй – не допускать полной разрядки. Если вы не собираетесь использовать автомобиль в течение нескольких недель, например, в отпуске, убедитесь, что аккумулятор заряжен хотя бы наполовину.
Распространено мнение, что частая зарядка на быстрых станциях постоянного тока вредна для аккумуляторов, однако эксперты утверждают, что это ошибка. Во время зарядки система постоянно контролирует параметры тока и при необходимости, например, в случае повышения температуры батареи автоматически снижает скорость зарядки.
Сколько служит аккумулятор на электромобиле
Сейчас электромобили стали более доступными и привлекательными, чем когда-либо прежде. Во многом из-за эволюции аккумуляторов. К слову, это самая дорогая часть электромобиля.
Как и аккумуляторы в Вашем мобильном телефоне, планшете и ноутбуке, аккумуляторы для электромобилей более устойчивы, чем Вы думаете. Кроме того, при надлежащем уходе Вы можете надолго продлить срок службы батареи вашего электромобиля.
Итак, как долго на самом деле прослужит аккумулятор Вашего электромобиля? И что Вы можете сделать, чтобы продлить его срок службы?
Как долго работают аккумуляторы для электромобилей?
Однако, согласно опросу Cox Automotive, многие потенциальные покупатели испытывают сомнения, когда речь заходит о сроке службы батареи и расходах, связанных с заменой батареи, чуть менее половины считают, что среднее время автономной работы составляет менее 65 000 миль (+- 105 000 км).
Сколько стоит замена аккумулятора для электромобиля?
Эти опасения вполне понятны: батарея электромобиля на сегодняшний день является самой дорогой его частью и может стоить в среднем 5000 долларов.
Здесь важно отметить, что цены на аккумуляторы резко упали за последнее десятилетие. Например, средняя цена киловатт-часа — стандартная мера стоимости батареи — упала с 1160 долларов за кВтч в 2010 году до всего 128 долларов сегодня – почти. С 2010 года цены на аккумуляторы упали на 89%.
Ожидается, что к 2031 году эта цена упадет и стабилизируется на уровне 90 долларов за кВт/ч, также повсеместно считается, что производство электромобилей будет стоить столько же, сколько и автомобилей с ДВС.
Аккумуляторы рассчитаны на то, чтобы не разряжаться полностью, но со временем медленно теряют зарядную способность. Это истощение происходит постепенно, и многие пользователи сообщают о потере нескольких процентов мощности аккумулятора в течение нескольких лет. Чтобы представить это более точно, согласно Plug In America, аккумулятор Tesla Model S теряет всего пять процентов от своей первоначальной емкости в течение первых 80 000 км.
Влияет ли зарядка электромобилей на срок службы батареи?
Да. Зарядка аккумулятора влияет на срок службы Вашего автомобиля.
Еще одним нововведением, которое привело к росту электромобилей за последнее десятилетие, стали литий-ионные аккумуляторы. Традиционно большинство автомобильных аккумуляторов были свинцово-кислотные и запускали двигатель автомобиля только при коротком скачке мощности, который затем «перезаряжался» при движении автомобиля от генератора переменного тока.
Литий-ионные аккумуляторы рассчитаны на гораздо более «плотную работу». И в Вашем мобильном телефоне, и в Вашем ноутбуке используются литий-ионные аккумуляторы, и, подобно тому, как за последние два десятилетия были усовершенствованы технологии девайсов, литий-ионные аккумуляторы увеличили потенциал использования электроэнергии в транспортных средствах.
Конечно, потенциал батареи будет уменьшаться со временем, но все же есть несколько способов продлить жизнь Вашего электромобиля.
Рекомендации по зарядке электромобилей
За последние десятилетия литий-ионные аккумуляторы прошли большой путь развития. Это увеличило срок службы батареи, повысило безопасность, а также снизило вес и цену аккумуляторных блоков.
Не заряжайте свой электромобиль каждую ночь
Независимо от того, заряжаете ли вы аккумулятор всего на несколько процентов или полностью, нужно учитывать, что каждый раз, когда аккумулятор заряжается, вы подвергаете его нагрузке. В результате емкость аккумулятора уменьшается на какую-то часть. Чтобы избежать этого не следует подключать свой автомобиль к сети каждую ночь.
Если заряжать автомобиль только тогда, когда это необходимо, и не подключать его к зарядной станции сразу по возвращение домой, можно продлить срок службы аккумулятора.
Держите заряд батареи о 20% до 80%
Точно так же, как не стоит подключать свой автомобиль к сети каждую ночь, также не следует заряжать его на 100%, когда в этом нет необходимости. Слишком частое осушение элементов питания или их полное заполнение со временем может привести к снижению емкости аккумулятора в целом. Общий совет заключается в том, чтобы поддерживать заряд от 20 до 80 процентов и никогда не допускать полной разрядки аккумулятора.
Старайтесь заряжаться от станций переменного тока
Распространено мнение, что зарядные станции на постоянном токе снижают срок службы аккумуляторов. На самом деле, как мы и сказали, так или иначе, ресурс аккумуляторов снижается при любых способах ускоренной зарядки. Однако, вред зарядки постоянного тока все же выше.
Надеемся, наша статья была полезна и помогла советами, как увеличить жизненный цикл аккумулятора электромобиля.
Какой срок «жизни» электромобиля в России?
В последнее время на российском авторынке появляется всё больше моделей электромобилей, и со временем их владельцы встанут перед вопросом замены аккумуляторной батареи. Каков средний ресурс батареи для электромобиля, и насколько финансово целесообразно ее менять с учетом имеющегося пробега? С этим вопросом мы обратились непосредственно к участникам отрасли.
Александр Логинов, генеральный директор, «Энергоэлемент»:
— Ресурс современных батарей для электромобиля составляет в среднем 1500 циклов при полном заряде/разряде до падения емкости всего на 20%. То есть на новой машине, предположим, клиент проезжал 400 км на одном заряде, после 1500 циклов будет проезжать 320 км. Поэтому чем больше стартовая емкость батареи, тем дольше она прослужит.
На ресурс аккумуляторных батарей влияют три момента. Первый – технология батареи. Их можно разделить на NMC и LFP: вторые служат сильно дольше, но значительно тяжелее, чем первые. Второй фактор – наличие системы охлаждения/нагрева: если ее нет, батарея будет служить до 40% меньше, чем с ней. И третий момент связан с емкостью и мощностью мотора: чем больше емкость и меньше мощность, тем служить будет дольше. Средний срок службы современных батарей для электромобилей – 10-15 лет.
Что касается особенностей российского климата, холод очень плохо влияет на срок службы батареи. Увеличивается сопротивление, активная емкость может упасть до 30% при температуре -20°. При этом батареи нельзя заряжать при минусе, а это будет накладывать значительные ограничения на эксплуатацию электромобиля.
Как определить, что ресурс аккумуляторной батареи исчерпан? Во время заряда современные зарядные устройства показывают, сколько закачано кВт-ч в электромобиль – по этой цифре достаточно легко понять, насколько живая батарея. И, конечно же, падение дальности хода на одном заряде – крайне очевидный и простой фактор.
Однако это не означает, что остальные узлы и агрегаты электромобиля также выработали свой ресурс. Я бы даже сказал, что некоторые агрегаты будут выходить из строя раньше, чем батарея, например колодки, подвеска, система климат-контроля и прочая мелочевка. Мотор точно не выйдет из строя, по статистике крупные узлы в электромобиле не ломаются.
Каким образом может поступить владелец электромобиля с исчерпавшей свой ресурс аккумуляторной батареей? В настоящий момент еще открыта ниша хранения энергии для домов и коттеджей, но постепенно предложение б/у батарей переломит спрос и останется лишь только утилизировать батарею. Чинить батарею, в случае если все элементы равномерно вышли из строя, нет смысла. Вероятно, их можно заменить, но нужны технологии, похожие на те, по которым их изготавливали.
Существует два варианта дальнейшего использования отработавшей свой ресурс аккумуляторной батареи. Первый – это источники хранения энергии, второй – это поделки для кулибиных, но их очень мало, можно сказать нет совсем.
В России нет переработки аккумуляторных батарей, стоимость переработки в разы дороже покупки нового сырья. Более того, современные литий-ионные аккумуляторы – «разношерстные»: корпус из железа, анод – углеродный, катод из никеля, марганца и кобальта, в электролите есть соль гексафторида лития, самого лития в элементе очень мало. Есть еще алюминий и медь в виде токосъемных пластин и никелевые пластинки как проводники тока между электродами (+ и -). Всё это очень сложно разделять, учитывая, что габариты элементов разные и ценность материалов тоже низкая.
Если говорить про перспективные решения по утилизации отработавших свой ресурс аккумуляторных батарей, которые смогут минимизировать ущерб экологии, то первый шаг – это вторичное применение в источниках хранения энергии, второе – это уже непосредственно высокозатратная утилизация.
Всё напрямую зависит от политики государства и цен на материалы. Утилизация – это возврат сырья в производственную цепочку изготовления того же самого продукта. Если это невыгодно изготовителю сырья финансово, он это делать не будет. Его либо надо стимулировать субсидией, либо накладывать обязательства на пользователя электромобиля.
В России за утилизацию отработавших свой ресурс аккумуляторных батарей никто не несет ответственности, у нас б/у батарея это как стойка стабилизатора – просто деталь, которую можно выбросить на свалку. Норм нет.
Алексей Ледков, директор отдела дистрибуции и дилерской сети, Evolute
— Ресурс аккумуляторных батарей для электромобилей в среднем составляет 8-10 лет эксплуатации, но может быть и больше. Безусловно, на срок службы батареи влияют различные факторы. В частности, повышенные механические нагрузки, эксплуатация в экстремальных условиях, а также резкие перепады температур. Премиальный электрокроссовер Voyah Free прошел комплексные испытания в суровых климатических условиях на льду Байкала. В ходе тестов на одном заряде батареи, равном 90%, кроссовер смог преодолеть по льду озера Байкал свыше 430 км, что позволило модели претендовать на абсолютный рекорд в Книге рекордов России по ресурсным испытаниям аккумулятора, установленного в электрокаре. В теплое время года прогнозируемая дальность хода Voyah Free составляет 500 км по циклу WLTP.
В свою очередь, специалистами Evolute были проведены тесты на морозоустойчивость, в полной мере доказавшие надежность и ресурс аккумуляторов. В морозильной камере при температуре -26° электромобили Evolute находились семь дней. Интегрированные Li-NMC батареи созданы на основе лития, никеля, марганца и кобальта в оптимальном соотношении, позволяющем обеспечивать максимальную емкость и отдачу тока. В ходе испытаний они продемонстрировали высокую стойкость к температурным изменениям, а согласно полученным измерениям, естественный разряд батареи составил -1% за 26 часов. Спустя неделю нахождения в морозильной камере электромобили Evolute спокойно включились и выехали на улицу, где в тот момент температура держалась на уровне +28°. Иными словами, столь резкий перепад никак не отразился на работе батарей, а также прочих узлов и агрегатов в электрокарах.
Батарея электромобиля представляет собой саморегулирующуюся систему, которая не допустит вредных для нее эксплуатационных режимов. Аккумулятор не требует никакого сервисного обслуживания, а первые признаки старения проявляются не раньше, чем через три года, когда емкость может снизиться на незначительные 10-15%. Примечательно, что далее процесс потери емкости замедляется. Даже на сроке 8-10 лет в батарее остается существенный запас, который составляет около 70%, но может быть и выше. После того, как ячейки окончательного исчерпают свой ресурс, их следует утилизировать либо отправить на переработку. В среднем, от 400 кг батареи остается около 350 кг материалов, готовых к повторному использованию. Аккумулятор обычно меняется по гарантии, если уровень емкости накопителя упал ниже 60%.
Батареи от электромобилей можно использовать повторно. Например, в системах накопления энергии, включая накопители для стабилизации напряжения в электросети, в источниках энергии, получаемой от солнечных панелей и ветряных электростанций, а также в работе всевозможной техники. Переработка, позволяющая вторичное использование батарей, предотвращает загрязнение окружающей среды токсичными веществами, входящими в состав аккумулятора. За утилизацию и переработку батарей несет ответственность не потребитель, а компания-производитель электромобиля. Поэтому владельцу не стоит переживать о том, что ему следует сделать после того, как аккумулятор исчерпает свой ресурс.
На сегодняшний день в России появилось немало предприятий, занимающихся покупкой и переработкой использованных батарей. Правительство также разрабатывает инициативы по поддержке развития электротранспорта, мобильной зарядной инфраструктуры и утилизации аккумуляторов без ущерба для окружающей среды. Наряду с Министерством промышленности активное участие в этом принимают и сами производители электромобилей. При этом изготовленные из вторсырья батареи получат более эффективные характеристики. Многократная фильтрация ценных металлов, содержащихся в аккумуляторах, доказала: чем чаще они проходят процедуру рециклинга, тем меньше примесей в них остается. К тому же через несколько лет активного развития отрасли можно будет радикально сократить добычу необходимого сырья для батарей, поскольку в большинстве своем материалы будут поступать именно от процессов массовой переработки.
Больше пробег — лучше состояние: как километраж влияет на состояние батарей электрокаров
У потенциальных покупателей электромобилей есть «хотелки» и «боялки». Хочется очень быструю зарядку и огромный пробег между процессами подключения зарядного кабеля, но извечный вопрос «а как быстро „умрет“ батарея?» у многих со старта отбивает желание связываться с электротранспортом. Причем мифов и слухов в этом секторе гораздо больше, чем можно предположить. Поэтому мы решили обсудить эту проблему с теми, кто и эксплуатирует, и импортирует электрокары в Беларусь, а также имеет реальный опыт «общения» с различными моделями.
Наш герой предпочел остаться инкогнито, поэтому назовем его вымышленным именем — Виталий. Имея довольно большой опыт работы в автомобильном бизнесе и отметки в трудовой книжке о работе у многих автодилеров, полтора года назад мужчина решил заняться электромобилями. Почему? «Я почувствовал, что это новый тренд», — отвечает наш герой. И первый электрокар он привез как раз в первый день, когда льготы на растаможку электротранспорта вступили в силу, — 15 июня.
Только целые
«Некоторое время я занимался услугой подбора авто из России, доставил клиентам порядка 600 моделей, — рассказывает Виталий. — Машины были самых разных классов: от Ford Focus до Porsche Cayenne. Но сам лично я предпочитал Mercedes-Benz B-Class, и моей первой „электричкой“ также стала эта модель. Вообще, я планировал открыть автосалон по продаже электромобилей и привез сразу несколько моделей — Nissan Leaf, BMW i3 REX, Volkswagen e-Golf, Hyundai Ioniq. Покупал их в разных концах света, чтобы наладить логистику. И еще один принципиальный момент — я импортировал только целые электрокары. Что-то приезжало из США (аукцион Manheim), Volkswagen и Nissan доставлялись из Норвегии, а BMW — из Германии. В общей сложности за прошлый год было ввезено порядка 40 электромобилей, и, повторюсь, это были целые авто».
Чего боятся покупатели? Конечно же, деградации батареи
«Главная фобия в отношении электрокаров — это батарея, — комментирует Виталий. — Есть мнение, что „электричка“ дает „кредит“. Мол, первый владелец наслаждается новой машиной, а второму придется ее ремонтировать. Когда-то такое же мнение было и о дизелях — якобы ресурс авто быстро заканчивается, а дальше начинаются бесконечные и дорогостоящие ремонты. Но, основываясь на личном опыте, могу заявить, что все это предрассудки. Я привозил электромобили первых лет выпуска (Nissan Leaf, Hyundai Ioniq) с довольно большими пробегами, более 140—150 тыс. км. И могу сказать, что батареи у них деградируют довольно слабо. Почему я делаю акцент на первых годах выпуска? Потому что автопроизводители тоже постоянно экспериментируют, собирают статистику по эксплуатации и совершенствуют конструкцию. И все компании довольно быстро поняли, что обеспечить надежность можно довольно нехитрым способом — путем „резервирования“ емкости батареи „сверху“ и „снизу“.
Возьмем, к примеру, электрический Volkswagen e-Golf: в характеристиках заявлена емкость 24 кВт·ч, но фактически доступно только около 21. Это сделано для того, чтобы батарея не деградировала — она не любит долгого хранения с полной зарядкой или с полной разрядкой. „Зарезервированная“ емкость позволяет обеспечить оптимальный режим эксплуатации. Именно поэтому для электрокара не столько важен пробег, сколько регулярная эксплуатация.
Я привозил машины с большими пробегами и через специальные приложения изучал, насколько деградировала батарея. Тот же Volkswagen можно „просканировать“ любым диагностическим прибором, и он покажет фактическую емкость. И даже при пробегах свыше ста тысяч километров деградации фактически не наблюдается. К примеру, в привезенных мною e-Golf диагностические приборы показывали порядка 18,6—19 кВт·ч при изначально доступных 21 — несмотря на пробеги от 50 до 150 тысяч километров, и возраст.
Та же история с Hyundai Ioniq. Я привозил довольно много экземпляров из Голландии, где эти электромобили эксплуатируются в качестве такси, наматывая до 200 тыс. км. У них также можно с помощью диагностических приборов „считать“ емкость батареи. Так вот, даже при больших пробегах Ioniq показывают почти стопроцентную доступную емкость. Поэтому бояться пробега в случае с электрокаром не стоит — опаснее, когда машина долго стояла с полной разрядкой или зарядкой».
Чем новее — тем лучше
«Однако прогресс не стоит на месте, и если вы берете электромобиль для длительной эксплуатации, то лучше выбирать модели примерно с 2017—2018 годов, — советует Виталий. — Производители ведут постоянную работу по усовершенствованию конструкции батарей, и, на мой взгляд, примерно в этот временной период они довели их до совершенства. Подогрев, охлаждение — все это гораздо совершеннее, и в большинстве новых моделей батарея вообще практически не деградирует. Там обеспечены оптимальные условия ее эксплуатации, терморегуляция позволяет не беспокоиться о состоянии элементов.
Однако всегда есть нюансы, о которых стоит знать. И если вы присматриваетесь к электрокару с батареей емкостью свыше 60 кВт·ч (у такой наверняка будет система терморегуляции), то учитывайте, что зимой электроника будет тратить довольно много энергии на подогрев. Это будет особенно заметно, если вы эксплуатируете электромобиль в городе, постоянно перемещаясь на небольшие расстояния. При каждом запуске машина будет тратить энергию на обеспечение оптимального температурного режима.
Но при этом не стоит недооценивать важность системы терморегуляции — в жаркую погоду она спасает батарею. Если взять тот же Nissan Leaf первых лет выпуска, то основная причина деградации его батареи — это „сгоревший“ из-за высокой температуры литий. Жара плюс высокоскоростная зарядка практически гарантируют деградацию. Почему американские Leaf могут приехать с довольно изношенной батареей? Потому что в Калифорнии уже три лета подряд фиксируются температурные рекорды, свыше 40—50 градусов, и если заряжать электрокар в таких условиях, особенно на скоростных зарядках, это наверняка скажется на ресурсе батареи».
Как НЕ нужно эксплуатировать электромобиль
«В нормальных условиях эксплуатации электрокар имеет очень большой ресурс, — поясняет Виталий. — Однако если по каким-то причинам авто эксплуатируется в весьма специфическом режиме, то с ним могут возникнуть неприятности. Самые большие проблемы — это длительное хранение с максимальным зарядом либо максимальным разрядом. Именно по этой причине я не рекомендую электромобили „в возрасте“, но с небольшим пробегом. Такая машина наверняка долго стояла либо полностью заряженной, либо полностью разряженной. Например, сейчас я отговариваю одного из клиентов, который нашел в сети электрокар 2017 года с пробегом всего 6,3 тыс. км. Если бы речь шла об авто с ДВС, это можно было бы считать отличным вариантом, а вот в случае с „электричкой“ стоит подумать — вполне возможно, что деградация батареи будет гораздо выше, чем у экземпляра с пробегом около 100 тыс. км.
Есть ли неудачные электромобили? На моей памяти было буквально пару моделей, о которых имелась негативная информация. В сети довольно часто ругают Mitsubishi i-MiEV и его клонов из-за неудачной конструкции батареи. Есть проблемы у первого Ford Focus и Kia Soul: у них из-за особенностей конструкции системы охлаждения в батарею может попадать конденсат, что очень плохо влияет на ее состояние. В остальном же у электрокаров нет каких-то характерных проблем с батареей.
Как я уже говорил выше, электрокары не любят длительного хранения с полностью заряженной или полностью разряженной батареей. Поэтому если вы понимаете, что электромобиль будет долго стоять, то лучше либо оставить его „на розетке“, либо отключить 12-вольтовый аккумулятор».
Мнение владельца
А что по этому поводу скажет владелец электрокара? Мы позвонили герою нашего недавнего материала Дмитрию, который эксплуатирует Chevrolet Bolt.
«По поводу батареи могу сказать одно — показания очень сильно разнятся в зависимости от температуры, — делится опытом мужчина. — Когда моя машина приехала в Беларусь, из 60 кВт·ч было доступно 59,2. Сейчас в теплую погоду показатель составляет 58,9 кВт·ч, но зимой он снижается до 57,6. Также резко меняется и пробег на одной зарядке. Мой рекорд — порядка 280 км, худший показатель — около 170. Еще по опыту эксплуатации могу сказать, что Bolt не любит медленные зарядки, но при этом и на быстрой он не может взять много энергии, что особенно раздражает в путешествиях, когда приходится очень много времени проводить возле зарядной станции. Кстати, Bolt почему-то не любит зарядные станции „Витязь“. А еще он очень „метеозависим“ — режим зарядки заметно меняется в зависимости от температуры окружающего воздуха».