Аккумуляторы для электромобилей — все что нужно знать. Аккумулятор для электромобиля

Аккумулятор для электромобиля (АКБ): ТОП-8 ответов о батареях электрокара

Электромобили не быстрыми, но уверенными темпами набирают популярность на территории России и Украины. Всем известно, что прогон такого автомобиля зависит не от количества бензина в баке, а от процента заряда аккумулятора (батареи). АКБ – одна из главных составляющих автомобиля, поэтому владельцу электрокара нужно подробно разобраться в работе с батареями, чтобы избежать поломки своего «зелёного» авто. Для этого был составлен перечень наиболее распространенных вопросов, касающихся работы, зарядки, приобретения, утилизации аккумулятора для электромобиля и мы сделали попытку ответить на них понятным для каждого языком.

Какие аккумуляторы стоят на электромобилях

Батарея автомобиля Tesla

При разработке электрокаров используют литий-ионные аккумуляторы. Они имеют относительно небольшие размеры. Существует много разновидностей данных аккумуляторов: их работа может базироваться как на кобальте лития с использованием графитовых электродов, так и на комбинации других химических соединений – LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4 , LiFePO4. Литий-ионные батареи имеют ряд преимуществ по сравнению с теми, которые использовались раньше. Например, никель-металл-гибридными аккумуляторами вырабатывается в два раза меньше энергии, чем современными.

Никель-кобальт-марганцовые электробатареи для авто выгоднее по цене, однако, и период её службы меньше. Есть одна хитрость, которую можно применить, – вместо кобальта добавить никель и марганец, тогда АКБ для электромобиля становится мощнее. Также увеличить мощность АКБ для автомобиля позволяет схожая по техническим характеристикам батарея из никель-кобальт-алюминия.

Если при разработке аккумуляторной батареи используется фосфат железа, такая батарея может активизироваться при меньших показателях напряжения, в отличие от кобальтовой. Но из-за этого в её состав должно входить больше блоков и разнообразных элементов. Данный сплав не перегревается и является довольно стабильным, обеспечивает высокую безопасность. Считается, что он выгоднее всего в использовании.

Сколько служит аккумулятор электромобиля

Долгосрочность периода, на протяжении которого служит аккумулятор для электрокара, измеряется в количестве допустимых циклов заряда и разряда. Эта цифра колеблется у разных автопроизводителей. Можно взять авто, не отличающиеся дорогой ценой и являющееся доступным для покупателей со средним доходом. Тогда аккумулятор Nissan Leaf в среднем может быть введен в эксплуатацию на 5-6 лет. Этот период взят из расчета, что зарядка батареи будет производиться каждый день.

Компании, производящие более дорогие машины, например, Tesla, дают гарантию, что аккумулятор электрокара будет служить 8-10 лет.

Спустя этот срок АКБ все ещё может работать, однако, емкость уменьшится, то есть, будет значительно уменьшено расстояние пробега, на которое хватает одного заряда.

Сколько нужно заряжать аккумулятор электромобиля

Подзаряжать аккумуляторы для электрокаров можно, не дожидаясь последнего момента, когда заряд батареи равен нулю. Рекомендуют заряжать электромобиль тогда, когда машина находится не в движении,а в спокойном состоянии. Например, ночью либо во время работы, когда машина стоит на стоянке. Для того, чтобы зарядка занимала минимальное количество времени, необходимо установить трёхфазную розетку, которая имеет силу тока в 16 А и подает ток с мощностью 11 кВт. Тогда для того, чтобы аккумулятор был полностью заряжен, понадобится около 8 часов.

Если брать обычную розетку, установленную у вас дома, на 220 В, мощность подаваемого тока будет не больше 3 кВт. Следовательно, время зарядки увеличивается в четыре раза и займёт больше суток – 33 часа. Но просто так заряжать батарею от такой розетки нельзя, нужно установить заземление, без которого процесс зарядки не начнется.

Есть ещё несколько способов, как зарядить аккумулятор электромобиля: зарядка от бытовой сети с применением переменного тока (с использованием защиты внутри штатной проводки), зарядка быстрым током от зарядных станций, которых существует всего два вида: CHAdeMO и CCS.Стоит отметить, что быстрая зарядка формата «80% зарядки аккумулятора за полчаса» действует губительно на АКБ, если применяется на постоянной основе. Но при использовании подобной техники заряда пару раз в неделю, она не влияет на период эксплуатации батареи.

Постоянное поддержание заряда в 100% тоже негативно сказывается на работе аккумулятора. Рекомендуют иногда выжимать из батареи всё и тратить за одну поездку большую часть заряда с остатком 5-10 % емкости АКБ, а после этого подключить неспешную зарядку в ночное время суток до полной емкости.

Как падает емкость аккумулятора электромобиля спустя несколько лет

Отмечено, что в первую пару лет после приобретения электрокара емкость аккумулятора и запас хода уменьшаются на 5-10 %. Эти изменения можно объяснить измененным стилем езды, затратой энергии на работу кондиционера или техники для обогрева салона.

Максимальный спад емкости АКБ для таких машин припадает на третий-пятый год пользования, уменьшение запаса хода равняется 20-30 %. После этого уменьшение емкости высчитывается в незначительных процентных соотношениях: примерно 0-5% в год. Эта цифра становится меньше пропорционально возрасту автомобиля. Считается, что Nissan Leaf, который введен в эксплуатацию на протяжении пяти лет, имеет способность преодолевать расстояние в 100-130 км – это две трети от 160 км, которые стандартно заданы при покупке такого электрокара.

Водители, которые активно пользуются своими электромобилями и за год преодолевают примерно 30-50 тысяч км, подтверждают приведенные выше выводы. При эксплуатации электрокара на дистанцию 10-20 тыс. км АКБ почти не показывает изменений. Во время езды от 10-20 тыс. км до 50 тыс. км, спад емкости приравнивается к 20-30 %. От 50 тыс. км до 60-70 тыс. км деградация АКБ замедляется. После 70-80 тыс. км этот процесс практически сводится к нулю и машина имеет способность проехать 2/3 от первоначального пробега, указанного при покупке.

Существует ли возможность ремонта или замены АКБ электрокара

Необходимость смены электробатареи появляется, как правило, через 8-10 лет эксплуатации машины, когда емкость существенно уменьшится. Замену можно произвести на любом электрокаре.

В разных моделях электромобилей АКБ имеют отличия, например, в разъемах или креплении. То есть, достаточно сложно будет взять аккумулятор от одной машины и поместить в другую. Также одной из составляющих деталей батареи является блок управления, он может быть соединен с блоком управления авто, являющий собой бортовой компьютер. Для того, чтобы установить на свой автомобиль новую электробатарею, необходимо согласование самого АКБ с автомобилем – это осуществляется посредством компьютерной программы.

Можно улучшить технические характеристики батареи, прибегнув к частичной замене составляющих элементов. Так как аккумулятор построен из блоков, можно поменять один из них. В среднем их количество колеблется от 16 до 48.

Сколько стоит новый аккумулятор для электромобиля

По официальным данным в 2016 году аккумулятор для Nissan Leaf в 24 кВтч стоил 4-5 тысяч долларов, для Tesla Model S – 10-20 тысяч долларов. Стоимость зависит от емкости электробатареи и её состояния.

Но цены достаточно изменчивы. Для сравнения в 2011 году один блок аккумулятора стоил 660 долларов. Если рассчитать, что в состав батареи входит 48 блоков, то общая цена АКБ равна 32 тысячам долларов.

В 2016 году на территории Украины подобные блоки приравнивались по стоимости к 100 долларам, то есть, сумма за аккумулятор Nissan Leaf – 5 тысяч долларов. В 2015 году блок был оценен в 150 долларов за единицу.

Батарея Tesla, купленная в розницу по блокам, в 2016 году затягивала на 15-20 тысяч долларов. Так как один составляющий элемент стоил около тысячи долларов, а их нужно было набрать 16.

На сегодняшний день можно сэкономить на покупке новой акб, прибегнув к услугам продавцов б/у. Но окончательную цену вы сможете узнать, сделав выбор определенной батареи для вашего электромобиля у конкретного продавца. Нельзя не заметить, что есть тенденция снижения цен на данный товар.

Где купить новый аккумулятор и что делать со старым

Если вам необходимо приобрести аккумулятор для вашего электрического автомобиля, у вас есть выбор, где осуществить покупку: у официальных продавцов либо самостоятельно на еВау. Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. Если вы самостоятельно покупаете батарею, вы не переплачиваете за услуги продавцов и их консультацию. Но тогда не можете быть уверенными в качестве товара. При покупке в официальных магазинах сотрудники подберут наиболее подходящую АКБ для вашей модели электромобиля, предоставляя гарантию на качество. Но тогда покупка обойдется вам дороже.

Старым аккумуляторам электрокаров тоже можно найти применение. Компании Tesla, Nissan и BMW нашли свой подход к утилизации использованных АКБ электромобилей: на их основе создается автономное питание дома.

О подобных проектах в России и Украине пока ещё не появлялась информация, однако, есть догадки, что эта тенденция будет развита и на территории нашей страны. Вопрос лишь в том, через какое время.

elektro-mobili.ru

Аккумуляторные батареи для электромобилей. Вопросы и ответы

Когда речь заходит о электромобилях, то вопросы об аккумуляторах являются одними из первых. Мы собрали 5-ть самых важных вопросов о АКБ и дадим ответы на них

1. Сколько служит аккумулятор электромобиля и как теряется его мощность?

Можно смело рассчитывать на 5-8 лет, но реальный срок службы должен составить около 8-10 лет. Пока еще нет столько старых электрокаров новых поколений (Nissan Leaf, Tesla Model S, Mitsubishi i-MiEV, Ford Focus Electric), чтобы подтвердить или опровергнуть это утверждение. Обычно сами производители электромобилей дают гарантию на аккумулятор минимум 5-8 лет, причем речь идет о том, что до окончания этого периода АКБ сохранит 70% или больше от своей первоначальной емкости (когда электрокар был полностью новым). Поэтому даже спустя 8-10 лет электрокар можно будет эксплуатировать, но придется смириться с изрядно уменьшенной дистанцией пробега от одного заряда.

В тоже время, прямо сейчас аккумуляторы в электрокарах меняются очень быстро: к примеру, если Nissan Leaf, BMW i3 Ford Focus Electric изначально предлагали реальный запас хода около 130-160 км, то в хода обновления этих моделей (даже в рамках одного поколения) запас хода увеличился до 160-250 км. И спустя 5-8 лет электрокары, даже с учетом деградации батареи, эти обновленные электрокары смогут проезжать достаточно большую дистанцию. А о том, что тогда смогут показать новейшие модели электрокаров, остается лишь догадываться – но наверняка речь будет идти о 400-500 км пробега на одной полном зарядке АКБ.

2. Как падает емкость аккумулятора электромобиля с годами?

Первые наблюдения за относительно массовыми Nissan Leaf и Tesla Model S уже могут дать ответ на этот вопрос. В первые 1-2 года эксплуатации емкость батареи и запас хода падают незначительно – примерно на 5-10% от номинала, что сравнимо с изменением стиля езды, использованием или неиспользованием потребителей энергии (кондиционер, обогрев салона). Наибольшая деградация аккумулятора отмечается на протяжении 3-5 лет эксплуатации электрокара: именно тогда запас хода постепенно уменьшается на 20-30%.

Читайте также: Сравнение АКБ электрокаров Tesla и BMW. Panasonic или Samsung?

Однако затем деградация АКБ практически останавливается. Так, сегодня владельцы самых «пожилых» Nissan Leaf отмечают, что деградация батареи составляет 0-5% в год и постепенно уменьшается с увеличением возраста электрокара. В итоге, даже 5-летние электромобили Nissan Leaf могут проезжать 100-130 км, что составляет около 2/3 от изначально заявленных 160 км пробега для самых первых Leaf-ов.

Схожие результаты подтверждают и владельцы электрокаров, которые ездят много (проезжают за год 30-50 тыс. км). Первый этап – 10-20 тыс. км – деградация батареи практически отсутствует. Далее наступает интервал активной эксплуатации – начиная от 10-20 тыс. км и до 50 тыс. км – в это время емкость АКБ и запас хода электрокара снижаются на 20-30%. Следующий этап – от примерно 50 тыс. км до 60-70 тыс. км – наблюдается замедление процесса деградации АКБ. Наконец, после 70-80 тыс. км деградация практически прекращается и электрокар способен проезжать 2/3 от своего изначально заявленного пробега. Если принять средний ежегодный пробег за 15 тыс. км, то выходит, что эти пробеги примерно соответствуют указанным выше временным рамкам.

Среди других замечаний отметим пагубное влияние быстрых зарядок формата «80% АКБ за 30 минут» на аккумулятор: как правило, эти зарядки быстрее изнашивают аккумулятор. Но – внимание! – только при частом, едва ли не постоянном, их использовании; 1-2 «быстрые зарядки» в неделю практически никак не скажутся на сроке службы аккумулятора. Еще одно наблюдение: на АКБ плохо влияет и постоянная забота, попытка постоянно поддерживать заряд на максимуме. Более правильным вариантом будет периодическое (раз в неделю) «раскатывание» аккумулятора по максимуму: поездки до остатка 5-10% емкости АКБ с последующим неторопливым (ночным) зарядом до 100% емкости АКБ.

Читайте также: Батареи электромобилей Tesla теряют 10% емкости на раньше 320 тыс. пробега

3. Существует ли возможность ремонта или замены АКБ электрокара?

Да, аккумулятор можно заменить практически на любом электрокаре. Однако все не так просто, как вынуть АКБ из смартфона и вставить новую батарейку. Во-первых, даже в рамках одной модели электрокара, которая пережила несколько этапов обновлений и доработок, аккумуляторы могут отличаться – в разъемах и/или креплениях. Во-вторых, аккумулятор электрокара имеет свой блок управления, который часто связан с блоком управления (бортовым компьютером) самого электрокара. В итоге, даже если подходят крепления и разъемы для подключения, то просто снять АКБ с одного электрокара и установить на другой не выйдет – потребуется их согласование и «прописка» с помощью компьютерной программы. Это правило актуально для большинства электрокаров, но не для всех: ведь были модели с быстросъемными АКБ, где подобные «прописки» будут лишними и ломают всю идею быстрой замены аккумулятора.

Также следует отметить, что процесс замены аккумулятора необходим только тогда, когда он потеряет совсем уж заметную часть своей емкости – а это минимум 8-10 лет. Однако есть и опасность физического повреждения АКБ: выступом, наплывом, сторонним предметом на дороге. В этом случае логично воспользоваться частичным ремонтом аккумулятора. Ведь все АКБ состоят из блоков, которые можно заменить отдельно. К примеру, в стандартном Nissan Leaf установлено 48 блоков по 0,5 кВт каждый; в Tesla Model S есть 16 блоков (в каждом установлено 444 элемента типа 18650). В случае повреждения АКБ можно заменить 1 из 48 блоков (Nissan Leaf) или 1 из 16 блоков (Tesla Model S).

4. Сколько стоит новый аккумулятор для электромобиля?

По состоянию на 2016-й год, аккумулятор на Nissan Leaf емкостью 24 кВтч обойдется около $4-5 тыс.; а для Tesla Model S – около $10-20 тыс. в зависимости от емкости и состояния. Однако еще 2 года назад цены были выше, а через год ни станут заметно ниже.

К примеру, в 2011-м году, во время запуска Nissan Leaf, журналистам удалось раздобыть информацию, что 1 блок в АКБ электрокара стоит $660; с учетом 48-и блоков общая цена аккумулятора выходила почти $32 тыс.

Однако спустя 5-ть лет, в 2016 году, уже в Украине аналогичные блоки продаются в среднем по $100 за штуку – в итоге общая цена батареи Nissan Leaf выходит примерно $5 тыс. даже если ее набирать поштучно из отдельных блоков. Причем еще в 2015-м подобный блок стоил в среднем $150 за штуку, было большой удачей найти цену $120 за штуку. В случае с аккумулятором Tesla можно также говорить о цене за блок. Однако здесь блоки заметно больше и дороже – по состоянию на средину 2016 года один блок стоит $1-1,3 тыс. Аккумулятор Tesla состоит из 16 блоков, что дает итоговую цену около $15-20 тыс.

Однако сейчас на рынке «правят бал» продавцы б/у аккумуляторов, которые берут их из разбитых электромобилей. С ними легко договорится о скидке, поэтому итоговая цена АКБ определяется отдельно в каждом конкретном случае: как правило, цена заметно снижается.

5. Где купить новый аккумулятор и что делать со старым?

Вариантов покупки аккумулятора для электрокара несколько: купить самостоятельно на eBay или обратится к продавцам электрокаров. В первом варианте – больше риски, но ниже цена; во втором варианте – рисков меньше (продавцы с опытом выберут вариант получше), но придется немного переплатить за их услуги.

На вопрос «А что делать со старым АКБ?» однозначного ответа пока нет. Два ведущих игрока на рынке электрокаров – Tesla и Nissan – предложили свою концепцию использования подержанных аккумуляторов для систем автономного электропитания домов: лучшим примером является Tesla Powerwall 1-го поколения. Правда сегодня (конец 2016 года) компания Tesla представила систему Powerwall 2-го поколения, которая номинально уже никак не связан с миром электрокаров и является отдельным энергетическим направлением наряду с крышами, оснащенными солнечными панелями. Такой вариант использования бу батарей предлагает и Daimler. Компания BMW представила свою систему энергопитания домов на основе подержанный аккумуляторов BMW i3 в средине 2016 года, а также недавно открыли электростанцию, созданную из солнечных батарей. В случае с Nissan все на уровне идеи и реальный выход возможен в ближайшем будущем. Однако суть ясна: старые АКБ электрокаров можно использовать в системах автономного электропитания дома.

О том, когда подобная программа использования (и выкупа) старых АКБ будет запущена в Украине, говорить пока преждевременно. Однако не удивимся, если энтузиасты начнут использовать б/у аккумуляторы подобным образом уже в ближайший 1-2 года. Ведь в Украине очень многое, связанное с миром электрокаров, продвигается не столько официальными представителями компаний, сколько энтузиастами и любителями.

Читайте также: Способы зарядки электромобилей – как это все работает

Источник: e-move.com.ua

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

ecotechnica.com.ua

Аккумуляторные батареи для электромобилей. Вопросы и ответы

1. Сколько служит аккумулятор электромобиля и как теряется его мощность?

2. Как падает емкость аккумулятора электромобиля с годами?

Читайте также: Сравнение АКБ электрокаров Tesla и BMW. Panasonic или Samsung?

Читайте также: Батареи электромобилей Tesla теряют 10% емкости на раньше 320 тыс. пробега

3. Существует ли возможность ремонта или замены АКБ электрокара?

4. Сколько стоит новый аккумулятор для электромобиля?

5. Где купить новый аккумулятор и что делать со старым?

Читайте также: Способы зарядки электромобилей – как это все работает

Источник: e-move.com.ua

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

ecotechnica.com.ua

Новые японские батареи для электромобилей

Экология потребления.Наука и техника:Power Japan Plus представила новую технологию, под названием Ryden, которая подразумевает использование углеродного анода и катода в батарее, благодаря чему увеличивается скорость зарядки таких батарей в 20 раз.

Сегодня, электромобили имеют достаточно высокую цену. Это происходит в основ за счет использования достаточно дорогих источников питания. Но это не единственный их недостаток. Кроме большой стоимости, аккумуляторные батареи также склонны приносить много хлопот владельцам электромобилей во время зарядки. В этот период они достаточно сильно нагреваются, чем сокращают свой срок службы, а также требуется довольно много времени, чтобы они набрали свою максимальную емкость.

Новая разработка компании Power Japan Plus в перспективе, позволит решить все эти вопросы, к тому же их использование позволяет обеспечить большую безопасность.

По данный CNET, концерн представил новую технологию, под названием Ryden, которая подразумевает использование углеродного анода и катода в батарее, благодаря чему увеличивается скорость зарядки таких батарей в 20 раз. Также, по утверждениям производителя, эти батареи не склонны к нагреванию, поэтому их использование не требует дополнительного охлаждения.

Нынешние литий-ионные аккумуляторы имеют такую высокую цену за счет использования в их производстве дорогих материалов, таких как марганец, никель и кобальт. Power Japan Plus решили пойти другим путем – использовать углерод, как более дешевый и доступный материал. Также компания представила свою разработку – органический углерод, полученный из хлопка.

Батареи Ryden будут иметь такую же плотность энергии, как и литий-ионные, поэтому запас хода автомобилей не изменится, но зато намного уменьшится время зарядки таких аккумуляторов. Для примера: требуется 4 часа для полной зарядки Nissan Leaf, с применением же новой японской разработки для этого потребуется 12 минут.

Разработчики уверяют, что данная технология не разрушает батарею, а также не сокращает период эксплуатации при полной разрядке. Современные аккумуляторы не имеют такой особенности, и чтобы они не деградировали нельзя допускать их полного разряда, что не позволяет использовать всю их емкость и является сложно технически.

Аккумуляторы Power Japan Plus выполнены в популярном типоразмере 18650, который применяется в ноутбуках, карманных фонарях, автономных зарядных устройствах и т.д. Также он используется в электромобиле Tesla Model S.

Cначала японская компания будет производить свою новинку для медицинских устройств, а позже эту технологию лицензирует и другие компании, которые смогут адаптировать ее под автомобильный рынок. опубликовано econet.ru

econet.ru

Аккумуляторные батареи для электромобилей — что важно знать о АКБ ⚡ HEvCars

Для потенциального владельца, а также людей, которые интересуются тенденциями развития экологичного транспорта первым пунктом вызывающим интерес, являются аккумуляторные батареи электрокара. Поскольку этот элемент в традиционном понимании автомобиля олицетворяет топливный бак, следовательно, возникает множество аналогий и вопросов. Какие существуют аккумуляторные батареи? Сколько они заряжаются? Какова длительность эксплуатации? Как их обслуживать? Сколько стоят и какие производители лучше? Что делать с подержанными АКБ далее?Для полноты восприятия механизма работы аккумуляторных батарей их различий, достоинств и недостатков, в данной статье попробуем рассмотреть все основные характеристики.

Аккумуляторная батарея Chevrolet Bolt EV © media.gm.com

Типы аккумуляторных батарей для электромобилей

В современном производстве электромобилей, чаще всего используют литий-ионные батареи. Средний период эксплуатации таких аккумуляторов составляет порядка 8 лет, что подтверждают сами производители АКБ.Определяющей характеристикой для литий-ионных батарей, является возраст и число циклов зарядов батареи, то есть сколько раз данную батарею можно заряжать в период эксплуатации. Среднее число полных «зарядок» современных аккумуляторных батарей для электромобилей составляет несколько тысяч циклов.

Кроме этого важную роль играет корректная эксплуатация АКБ, которая включает:

правильную зарядку и разрядку батареи;
разумную эксплуатацию в зимний период;
грамотный расчет производительности;
температурный режим использования;
использование ПО для определения состояния батарей, к примеру Leaf Spy Pro, которая показывает, какие ячейки аккумуляторов Nissan Leaf битые, а какие живые.

Большинство литий-ионных аккумуляторов работает на графитных электродах кобальтатов лития с напряжением в 36В и продуцируемой мощностью 15 кВт. Также существуют литиевые источники питания, которые различаются по внутренним компонентам на такие типы:

Никель-кобальт-марганцевые. Использование кобальта, который немного дороже марганца увеличивает термин эксплуатации батареи. Небольшим недостатком батарей, считается их чувствительность к высоким температурам.
Никель-кобальт-алюминиевые. По своим параметрам схожи с п.1, но дешевле благодаря замене дорого марганца, алюминием.
На основе сплава фосфат железа. Надежные и стабильные в эксплуатации, однако аккумуляторов такого типа требуется больше, поскольку они функционируют на пониженном напряжении.

Отметим, что предпочтение отдается литий-ионным источникам питания, ввиду их большей емкости и отдачи энергии. Именно они позиционируются, как главный тип аккумуляторных батарей для электромобилей.

Обслуживание и замена аккумуляторных батарей электромобиля

Разумеется, заменить аккумуляторную батарею можно на любом электромобиле. Однако, это далеко не так просто, как сменить батарейки в пульте ДУ. Замена аккумуляторной батареи в электрокаре скорее напоминает установку компьютерного оборудования, когда кроме подключения «девайса» по разъемам и шлейфам, необходимо установить еще и различные драйвера. Тоже происходит и здесь, после установки аккумуляторной батареи она должна пройти согласование и регистрацию с помощью программы бортового компьютера. Поэтому быстро снять аккумулятор с одного авто и установить на другой не выйдет. Процедура требует определенного обслуживания.Замена аккумулятора электрокара производится в случае падения его емкости, из-за чего существенно сокращается запас хода и как результат эффективность использования электромобиля.

Аккумуляторная батарея самого популярного электромобиля в Украине Nissan Leaf © newsroom.nissan-europe.com

Механические повреждения АКБ электромобилей, если не учитывать ДТП, довольно редкое явление, которое требует индивидуального решения от замены аккумулятора до полной реорганизации системы.

Отдельно стоит отметить, что современные АКБ электромобилей можно менять блоками, то есть только «битые» ячейки, которые перестали работать. Это существенно удешевляет эксплуатацию электромобилей и упрощает ремонт системы.

Что касается расчета емкости аккумуляторных батарей, то серьезно задумываться над их заменой нужно только после 8 лет эксплуатации, когда запас хода начинает уменьшаться на 20-30% ежегодно. До этого процесс «старения» и уменьшения емкости батарей меняется в зависимости от индивидуальных особенностей модели, а также придерживания правил корректной эксплуатации. Таким образом, даже с б/у аккумулятором, самый популярный в Украине электрокар Nissan Leaf способен проезжать 100-120 километров от начальных 160.

Ячейки аккумуляторных батарей BMW © press.bmwgroup.com

Как падает емкость аккумулятора электромобиля спустя несколько лет?

В большинстве своем в батареях используется литий-марганцевый катод, который собственно и обеспечивает весь функционал батареи, однако он является чувствительным к теплу и отличается ускоренным разрушением и потерей мощности при увеличивающейся температуре.

Существует два источника потери емкости аккумулятора: календарная и эксплуатационная.Календарная потеря емкости — это потеря с течением времени, а эксплуатационная связана с зарядкой и разрядкой аккумулятора. Эксплуатационные потери зависят от максимального уровня заряда и от глубины разряда, разница между которыми представляет собой процент от общего диапазона мощности, который используется во время цикла.

Технически срок службы батареи состоит их четырех переменных:

средняя температура;
стандартное отклонение температуры;
среднее состояние заряда;
стандартное отклонение заряда.

Согласно этим критериям кривая потери емкости аккумуляторных батарей с течением времени выглядит следующим образом:

Кривая потери емкости аккумуляторных батарей с течением времени © electricvehiclewiki.com

Если объяснять более доступным языком на конкретном примере, то наиболее оптимальным режимом зарядки батареи Nissan Leaf, в соответствии указанных переменных будет: первые 150 циклов — 6 кВт, последующие циклы 10-12 кВт. Это лучший из вариантов, который минимизирует прежде всего эксплуатационные потери мощности.

Время и способ зарядки аккумуляторных батарей электромобилей

Зарядка электромобиля

На сегодняшний день существует 4 способа зарядки электрокаров:

Использование бытовых электросетей в 220 В. Самый популярный способ зарядки, который согласно статистике использует 90% владельцев электромобилей.
Зарядка с использованием переменного тока с защитой внутри кабеля для подзарядки, входящего в комплектацию автомобиля.
Зарядка от однофазной или трехфазной электросети АЗС с применением специального разъема кабеля.
Зарядка электромобиля от специальных электрических заправочных станций быстрым током.

Несмотря на то, что большинство владельцев электромобилей в Украине хотели бы иметь собственный гараж и зарядную станцию, электрокары это преимущественно городские авто чьи владельцы зачастую ограничены лишь парковочным местом на стоянке или во дворе. Это не слишком большой недостаток, поскольку крупные города уже обладают достаточно разветвленной инфраструктурой электрических АЗС, тем не менее, на зарядку АКБ до 80% показателей, придется потратить от 30 минут до одного часа.

Стоимость аккумуляторных батарей для электромобилей, производители и перспективы рынка

На текущий момент, если ориентироваться на самый доступный электрокар Украины Nissan Leaf и на главный эталон отрасли Tesla Model S, то первый оснащается батареями собственного производства, а основным поставщиком аккумуляторных батарей для Tesla является компания Panasonic, также стоит отметить батареи производства LG, которыми оснащается популярный Chevrolet Bolt.

Работают над улучшением аккумуляторов и другие автопроизводители, к примеру, недавно новую твердотельную батарею с запасом хода 800 км разработала компания Fisker, а корейский концерн Samsung представил на Франкфуртском автосалоне свои многофункциональные аккумуляторные батареи.В число других востребованных производителей аккумуляторных батарей для электромобилей входят швейцарская компания MES DEA, Beta Research&Development Ltd из Британии, греческая фирма Sunlight, немецкая VARTA. Особого внимания заслуживает анонсированный на 2018 год запуск крупнейшего в мире завода по производству аккумуляторных батарей от компании TESLA.Также, пока еще на уровне стартапов существует несколько компаний, которые работают над усовершенствованием АКБ для электромобилей. Серьезные успехи в этом направлении демонстрируют:

британская компания SuperCapacitor Materials — занятая разработкой конденсаторов способных заменить традиционные аккумуляторы;
компания Phinergy — разрабатывающая прототип металло-воздушного аккумулятора;
стартап из Австрии Kreisel Electric — занятый оптимизацией и улучшением эргономики АКБ.

Так что в ближайшем будущем мы можем вполне можем рассчитывать на кардинальное изменение аккумуляторных систем электромобилей и их способа подзарядки.

Что делать с использованным аккумулятором?

Видятся разные перспективы, одна из которых утилизация АКБ. Но тут возникает вопрос: утилизация — это фактическое уничтожение дорогостоящего комплектующего, которое уже не годится для электромобиля, но еще вполне подлежит использованию в менее требовательной сфере, как же можно еще использовать оставшийся ресурс батарей?

Ведущие производители электрокаров предлагают первоначальную альтернативу утилизации: использование подержанных АКБ в бытовых системах накопления энергии от альтернативных источников. То есть использовать бывшие батареи электромобилей в качестве аккумуляторов для накопления энергии, вырабатываемой солнечными батареями и ветряными генераторами. К слову, идея не нова, ведь Tesla давно производит комплексы АКБ никак не связанные с электрокарами, а выпускаемые для альтернативной энергии солнечных панелей.

Если применить этот опыт в Украине, можно рассчитывать на то, что продажа б/у электромобильных батарей в Украине способна превратиться в бизнес. Альтернативная энергетика в Украине развивается и если эффективность подобного использования батарей будет доказана или реализована отдельными «энтузиастами», то владельцы электромобилей смогут продавать подержанные батареи пользователям «зеленого тарифа» за вполне приемлемые деньги.

Хранение бывших в употреблении аккумуляторов BMW i3 © press.bmwgroup.com

Еще одним вариантом, который уже начали воплощать некоторые компании — это строительство заводов для хранения, переработки и ремонта бывших в употреблении аккумуляторов, пока такой проект реализован концерном BMW, но в скором времени ожидается открытие подобного предприятия компании Renault.

Автор: hevcars.com.ua

Еще интересное пишут по теме

Kreisel Electric, LG Chem, Аккумуляторные батареи, Аккумуляторные батареи Panasonic, Литий-ионный аккумулятор, Обслуживание аккумуляторных батарей, Подержанные батареи электрокаров, Производство аккумуляторных батарей, Ресурс аккумулятора электромобиля, Система хранения аккумуляторных батарей, Энергоэффективность батарей Tesla

HEVCARS 🔌 Автор

Читайте самые интересные новости и статьи о электрокарах в Telegram и Facebook!

hevcars.com.ua

АККУМУЛЯТОРЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

В последнее время всё больше автомобилей переходят с бензиновых двигателей на электрические. Конечно последним всё ещё далеко по своим характеристикам до классических - внутреннего сгорания, но прогресс на месте не стоит, и если пока пальму первенства удерживают бензиновые и дизельные, то очень скоро произойдёт массовый переход на более экологичные и бесшумные двигатели на электротяге.

электро

На данный момент слабым местом электромобиля является аккумулятор. Сейчас используются в основном литий - ионные. Такие аккумуляторы, при их преимуществах связанных с относительно небольшими размерами, больше страдают от процесса ухудшение характеристик со временем. Большинство таких аккумуляторов не может служить больше пяти лет. Количество зарядно-разрядных циклов не так влияют на ресурс, как возраст, при коротком времени цикла заряда и разряда, батарея выдерживает до 2000 циклов. Для достижения максимальной длительности эксплуатации аккумулятора, при заряде необходимо использовать токи равные половине емкости. И нежелательно превышать предел в одну ёмкость, так как это приводит к резкому сокращению срока службы.

акум

В настоящее время существуют такие разновидности литий ионных аккумуляторов: на базе кобальтатов лития на графитовых электродах, и на основе других элементов - LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4 , LiFePO4.

Сейчас автопроизводители используют такие аккумуляторы, есть модель с напряжением 36 В, способная отдавать более 15 кВт мощности, другая модель, состоящая из 200 отдельных никель-метал-гидридных батарей. Каждый отдельный элемент этой батареи расположена в коробке из стали и дает напряжение 1,3 В. Батареи собраны вместе в группы по несколько штук. В портативном батарейном источнике питания 50 модулей. Полное напряжение портативного батарейного источника питания составляет около 300 вольт.

заряд машины

В аккумуляторах электромобилей Honda используют элементы с силой тока при разрядке составляет 100A, а при зарядке - 50A. Напряжение батареи 240 В.

Автомобили на электротяге Nissan, имеют литий-ионные батареи плоского типа. Под днищем авто спрятано 50 модулей: вес каждого модуля 4 кг, и общая энергоотдача отдача – 90 кВт. Этого достаточно, чтобы питать 80-киловаттный электромотор (280 Н·м) и другие бортовые системы. Заряженных батарей хватает где-то на 160 км проезда.

акам

В автомобилях на электротяге используются следующие модификации литиевых аккумуляторов:

- Никель-кобальт-марганец. Марганец дешевле кобальта, но срок его службы меньше. Если заменить части кобальта никелем и марганцем, то аккумулятор может получить либо более высокую мощность, либо большую энергетическую плотность. NCM остается восприимчивым к тепловому уходу, но меньше так чем диоксид кобальта.

- Никель-кобальт-алюминий. Этот сплав подобен NCM, но алюминий стоит меньше.

- Фосфат железа. Этот сплав мог бы стать самым перспективным, потому что он стабилен и безопасен. Не имеет никаких проблем с перегревом. Недостатком является то, что аккумуляторы из FePo работают при более низком напряжении, чем кобальтовый аккумулятор, поэтому батарей и элементов должно быть больше.

электромоб

Вес всей аккумуляторной батареи в электромобилях не мал, и составляет от 50 до 400 кг. Но всё-же литий-ионный аккумулятор вырабатывает примерно вдвое больше энергии на единицу веса, чем предыдущее поколение никель-метал-гидридных аккумуляторов. В перспективе можно спрогнозировать полный переход автомобилей на электротягу с использованием литий - ионных аккумуляторов и их модификаций. Особенно это относится к городскому транспорту, так как вопрос экологичности у него стоит на первом месте.

электрозаряд

ФОРУМ по аккумуляторам и зарядным устройствам.

Поделитесь полезной информацией с друзьями:

elwo.ru

Графеновый аккумулятор для электромобиля

Многие считают, что будущее автомобилестроения именно за электрокарами. За границей существуют законопроекты, по которым часть ежегодно продаваемых автомобилей должны либо быть гибридами, либо работать на электричестве, поэтому деньги вкладываются не только в рекламу таких авто, но и в постройку заправок.

графеновый аккумулятор

Однако многие люди все-таки ждут, когда электрокары станут настоящими соперниками традиционным автомобилям. А может, это будет, когда время зарядки уменьшится, а время автономной работы увеличится? Возможно, в этом человечеству помогут графеновые аккумуляторы.

Что такое графен?

Революционный материал нового поколения, самый легкий и прочный, самый электропроводящий - все это о графене, который является не чем иным, как двумерной углеродной решеткой толщиной в один атом. Создатели графена, Константин Новоселов и Андрей Гейм, получили Нобелевскую премию. Обычно между открытием и началом практического использования этого открытия на практике проходит продолжительное время, иногда даже десятки лет, однако графен такая участь не постигла. Возможно, это связано с тем, что Новоселов и Гейм не утаили технологию его производства.

графеновые аккумуляторы

Они не только рассказали о ней всему миру, но и показали: есть видео на YouTube, где Константин Новоселов подробно рассказывает об этой технологии. Поэтому, возможно, скоро мы сможем даже делать графеновые аккумуляторы своими руками.

Разработки

Попытки применения графена были практически во всех областях науки. Его пробовали в солнечных батареях, наушниках, корпусах и даже пытались лечить рак. Однако на данный момент одна из самых перспективных и нужных человечеству вещей - это графеновый аккумулятор. Напомним, что при таком неоспоримом преимуществе, как дешевое и экологичное топливо, электромобили имеют серьезный недостаток - относительно небольшую максимальную скорость и запас хода не более трехсот километров.

Решение проблемы века

Графеновый аккумулятор работает по тому же принципу, что и свинцовые с щелочным или кислотным электролитом. Этим принципом является электрохимическая реакция. По устройству графеновый аккумулятор схож с литиево-ионным с твердым электролитом, в котором катодом является угольный кокс, близкий по составу к чистому углероду.

Однако уже сейчас среди инженеров, разрабатывающих графеновые аккумуляторы, есть два принципиально разных направления. В США ученые предложили делать катод из пластин графена и кремния, перемежающихся между собой, а анод - из классического кобальта лития. Российские инженеры нашли другое решение. Токсичная и дорогая литиевая соль может быть заменена более экологичным и дешевым оксидом магния. Емкость аккумулятора увеличивается в любом случае за счет повышения скорости прохождения ионов от одного электрода к другому. Это достигается вследствие того, что графен обладает высоким показателем электрической проницаемости и способностью к накоплению электрического заряда.

графеновые аккумуляторы своими руками

Мнения ученых относительно инноваций разделяются: российские инженеры утверждают, что графеновые аккумуляторы имеют емкость в два раза больше, чем литий-ионные, а вот их зарубежные коллеги утверждают, что в десять.

Графеновые аккумуляторы запущены в массовое производство в 2015 году. К примеру, этим занимается испанская компания Graphenano. По словам производителя, использование этих аккумуляторов в электрокарах на логистических площадках показывает реальные практические возможности батареи с графеновым катодом. Для полной зарядки ему требуется всего восемь минут. Максимальную длину пробега также способны увеличить графеновые аккумуляторы. Зарядка на 1000 км вместо трехсот - вот что хочет предложить потребителю корпорация Graphenano.

Испания и Китай

С Graphenano сотрудничает китайская компания Chint, которая купила 10 % акций испанской корпорации за 18 миллионов евро. На совместные средства будет осуществляться постройка завода с двадцатью производственными линиями. Проект уже получил около 30 миллионов инвестиций, которые будут вложены в установку оборудования и наем сотрудников. По первоначальному плану завод должен был начать выпускать около 80 миллионов батарей. На начальном этапе основным рынком должен стать Китай, а затем планировалось начало поставок в другие страны.

графеновый аккумулятор для электромобиля

На втором этапе компания Chint готова инвестировать 350 миллионов евро для постройки еще одного завода, на котором будет около пяти тысяч сотрудников. Такие цифры неудивительны, если учесть, что суммарный доход будет составлять около трех миллиардов евро. К тому же Китай, известный своими проблемами с экологией, будет обеспечен экологичным и дешевым "топливом". Однако, как мы можем наблюдать, кроме громких заявлений, свет не увидел ничего, только тестовые модели. Хотя корпорация Volkswagen тоже объявила о своем намерении сотрудничать с Graphenano.

Ожидания и реальность

На дворе 2017 год, а это значит, что Graphenano занимаются "массовым" производством аккумуляторов уже два года, однако встретить электромобиль на дороге - большая редкость не только для России. Все характеристики и данные, обнародованные корпорацией, довольно неопределенны. В целом они никак не выходят за рамки общепринятых теоретических представлений о том, какими параметрами должен обладать графеновый аккумулятор для электромобиля.

графеновый аккумулятор для авто

К тому же до сих пор все, что было представлено как потребителям, так и инвесторам, - это только компьютерные модели, никаких настоящих прототипов. Добавляет проблем и то, что графен - материал, который очень дорог в производстве. Несмотря на громкие заявления ученых о том, как его можно будет "печатать на коленке", на данном этапе снизить удается только стоимость некоторых компонентов.

Графен и мировой рынок

Сторонники всяческих теорий заговоров скажут, что никому не выгодно появление такого автомобиля, потому что тогда нефть уйдет на задний план, а значит, сократятся и доходы от ее добычи. Однако, скорее всего, инженеры столкнулись с какими-то проблемами, но не хотят это афишировать. Слово "графен" сейчас на слуху, многие считают его материалом будущего, поэтому, возможно, ученым не хочется портить его славу.

Проблемы в разработках

Однако дело может быть и в том, что материал действительно инновационный, поэтому подхода требует соответствующего. Возможно, аккумуляторы с использованием графена должны быть принципиально отличными от традиционных литий-ионных или литий-полимерных. графеновые аккумуляторы зарядка на 1000 км

Существует и еще одна теория. Корпорация Graphenano заявила, что новые аккумуляторы заряжаются всего за восемь минут. Специалисты подтверждают, что это действительно возможно, только мощность источника питания должна быть не менее одного мегаватта, что возможно в тестовых условиях на заводе, но никак не в домашних. Постройка достаточного количества заправок с такой мощностью будет стоить огромных денег, цена одной подзарядки будет довольно высока, поэтому графеновый аккумулятор для авто не принесет никакой выгоды.

Практика показывает, что революционные технологии достаточно долго встраиваются в мировой рынок. Необходимо провести множество тестов, чтобы убедиться в безопасности продукта, поэтому выход новых технологических устройств порой затягивается на долгие годы.

fb.ru