Аккумулятор электромобиля: купить, продать и обменять машину

в ЕС дают миллиарды на инновации – DW – 28.01.2021

Шасси электромобиля Volkswagen ID.3 с аккумуляторной батареей под салономФото: Volkswagen

Экономика и бизнес

Андрей Гурков

28.01.202128 января 2021 г.

BMW, Tesla и 40 других компаний получат в 12 странах Евросоюза субсидии для создания, производства и утилизации аккумуляторных батарей нового поколения. Это ответ Азии и США.

https://p.dw.com/p/3oUXA

Реклама

Почему Евросоюз вдруг настолько озаботился аккумуляторами, что утверждает вторую за 14 месяцев многомиллиардную программу государственной поддержки их европейских производителей? Потому что магистральным направлением развития мирового автопрома становится выпуск электромобилей, их ключевым элементом являются именно аккумуляторные батареи, производство которых, однако, до самого последнего времени было сосредоточено в Азии и США.

В результате европейские автостроители могли оказаться в ситуации, когда им пришлось бы закупать на стороне главную деталь для своей продукции. Это стало угрожать конкурентоспособности и стратегическим перспективам одной из важнейших отраслей экономики Евросоюза. Поэтому надо было срочно переломить ситуацию.   

Марош Шевчович ждет революцию на рынке аккумуляторов

«Около трех лет назад аккумуляторная промышленность в ЕС практически отсутствовала. Сегодня Европа — глобальный центр батарейной отрасли», — подчеркнул Марош Шефчович, вице-президент Европейской комиссии (ЕК), главного исполнительного органа ЕС, давая 26 января «зеленый свет» проекту European Battery Innovation. Он признан «проектом, представляющим общеевропейский интерес» (IPCEI).

Тем самым Брюссель разрешил правительствам 12 стран выделить в общей сложности 2,9 млрд евро на государственную поддержку 42 компаний, разрабатывающих инновационные технологии производства и утилизации аккумуляторных батарей для электромобилей. Ожидается, что эти субсидии приведут к притоку еще 9 млрд евро частных инвестиций.

Производство аккумуляторных батарей на заводе Volkswagen в немецком ЗальцгиттереФото: picture-alliance/dpa/J. Stratenschulte

«Благодаря ориентации на батареи следующего поколения, этот мощный общеевропейский проект поможет произвести революцию на рынке аккумуляторов», — считает Марош Шефчович. По его словам, к 2025 году созданные в ЕС аккумуляторные батареи будут ежегодно приводить в движение не менее 6 миллионов новых электромобилей.

В первом «батарейном альянсе», субсидирование которого в размере 3,2 млрд евро ЕК одобрила в декабре 2019 года, участвовали 7 стран. Наряду с Германией, которая уже тогда выступила инициатором и координатором проекта, это были Бельгия, Италия, Польша, Финляндия, Франция и Швеция. Теперь к ним присоединились еще и Австрия, Греция, Испания, Хорватия, Словакия.

Цель: создание литий-ионных аккумуляторов 3-го и 4-го поколений

От государственной поддержки выиграют не только четыре десятка непосредственных получателей субсидий. ЕК указывает, что эти компании запланировали осуществить до 2028 года порядка 300 проектов, к которым будут привлечены свыше 150 партнеров со всей Европы — университеты, научные центры, малые и средние предприятия.   

Завод по производству лития в Боливии Фото: Getty Images/AFP/P. Cozzaglio

В списке от Германии — 11 компаний. Самые известные из них — BMW и Tesla. Баварский автостроитель в рамках первого проекта IPCEI уже получает субсидии на разработку следующего поколения литий-ионных аккумуляторов. Теперь, в рамках второго проекта, ему предоставят господдержку на разработку еще одного поколения таких аккумуляторов, а также «для создания прототипа производственной установки по выпуску инновационных батарейных модулей и батарейных систем, более приспособленных для рециклинга», указывается в разъяснениях на сайте министерства экономики ФРГ (BMWI).

Кстати, над созданием «высокоэффективных машин и процессов для полностью автоматизированного производства литиумных батарей 3-го и 4-го поколения» будет работать и машиностроительная компания Manz из Ройтлингена — еще один получатель субсидий из немецкого списка.

Рециклинг, ресурсосбережение и снижение углеродного следа 

Появление в нем американской корпорации Tesla сначала может удивить. Однако с тех пор, как компания Илона Маска строит в Грюнхайде под Берлином завод по выпуску электромобилей и батарей, она как инвестор в экономику Германии имеет полное право на различные формы господдержки. «Центральная цель Tesla в этом проекте состоит в разработке и реализации прогрессивных методов производства и рециклинга литий-ионных батарей, чтобы существенно снизить их экологический след и их себестоимость», поясняет BMWI.

Грюнхайде под Берлином, ноябрь 2020. Строительство гигафабрики Tesla идет полным ходомФото: DW

О рециклинге или утилизации, об экологических аспектах выпуска электромобилей и о ресурсосбережении речь идет в пояснениях и к другим участникам проекта. Среди них — компания SGL Carbon из Висбадена, разрабатывающая «для инновационных анодных материалов новейшие производственные процессы и концепции рециклинга». Благодаря «снижению углеродного следа, потребления материалов и энергии, а также увеличению жизненного цикла батарей» компания способствует достижению климатических целей ЕС, подчеркивает министерство.

В свою очередь, фирма ACI Systems из города Циммерн-об-Ротвайль получит от немецкого государства деньги на разработку конкурентоспособной технологии для получения «с минимизированным углеродным следом» лития из насыщенной солями природной воды.

Впредь аккумуляторные батареи будут Made in Europe

А фирме Liofit из Каменца будут предоставлены субсидии, поскольку она накапливает ценный ноу-хау для циркулярной экономики (экономики замкнутого цикла). Она специализируется на рециклинге литий-ионных аккумуляторных батарей для электровелосипедов и электросамокатов. «Эти аккумуляторы проверяются, разбираются, рекомбинируются, ремонтируются, а то, что больше нельзя использовать, измельчается с целью повторного использования сырья», указывает BMWI.

По мнению министра экономики ФРГ Петера Альтмайера (Peter Altmaier), полученное от ЕС разрешение на реализацию второго проекта поддержки всей цепочки производства аккумуляторных батарей Made in Europe создаст в Евросоюзе критическую массу для развития новой отрасли, вызовет широкомасштабные частные инвестиции и будет способствовать созданию новых, перспективных рабочих мест. Пока Азия еще лидирует с большим отрывом, но впредь «Германия и Европа будут сами создавать конкурентоспособные, инновационные и щадящие окружающую среду батареи», считает министр.

Смотрите также:

Как немцы наладили ресайклинг автобатарей

To view this video please enable JavaScript, and consider upgrading to a web browser that supports HTML5 video

Реклама

Пропустить раздел Еще по теме

Еще по теме

Пропустить раздел Близкие темы

Близкие темы

MiniИнновационный центр «Сколково»Группа компаний АО «БМВ»ЭлектромобильBMW Group AGНаука и инновацииКомпания TeslaПропустить раздел Топ-тема

1 стр. из 3

Пропустить раздел Другие публикации DW

На главную страницу

кто лидеры инноваций? – DW – 25.09.2020

Производство аккумуляторных батарей на заводе Volkswagen в немецком ЗальцгиттереФото: picture-alliance/dpa/J. Stratenschulte

Технологии

Андрей Гурков

25.09.202025 сентября 2020 г.

Аккумуляторы принципиально важны для успеха электромобилей и возобновляемой энергетики. Илон Маск обещает снизить цены, а эксперты назвали страны и компании, двигающие технологию вперед.

https://p.dw.com/p/3iu1x

Реклама

Если ключевой элемент традиционного автомобиля — двигатель внутреннего сгорания, то во все более популярных электромобилях это — аккумуляторная батарея: от нее зависят дальность пробега, скорость зарядки, вес и, главное, цена машины.

Если в традиционной электроэнергетике принципиальную роль играет турбина, то для развития все более популярных возобновляемых источников энергии (ВИЭ) крайне важны накопители энергии: без них не решить главную проблему ветряных и солнечных электростанций — зависимость от переменчивости погоды.

Илон Маск: новое поколение аккумуляторов и Tesla за 25 000 долларов

Так что батареи и аккумуляторы — это сейчас одно из магистральных направлений технологического развития на планете. Весьма симптоматично, что американский предприниматель Илон Маск решил устроить 22 сентября специальную онлайн-презентацию под названием Tesla Battery Day, а Европейское патентное ведомство (EPO) и Международное энергетическое агентство (IEA) провели совместное исследование «Инновации в области батарей и накопителей электроэнергии». Его результаты опубликовали в тот же день.  

Электромобили Tesla на территории завода комапнии в Фримонте ждут отправки покупателямФото: Imago Images/UPI Photo/T. Schmidt

Для главы компании Tesla аккумуляторные батареи — это ключ к массовому рынку. «У нас нет доступного автомобиля, но он у нас будет. Однако для этого мы должны снизить стоимость батарей», — заявил Илон Маск в ходе презентации, за которой в интернете следили 270 000 зрителей. Он обещал примерно через три года наладить серийное производство нового поколения аккумуляторов, которые будут существенно мощнее и долговечнее нынешних, но обойдутся в два раза дешевле.

И тогда, заверил Илон Маск, «мы сможем выпускать очень убедительный электромобиль по цене 25 тысяч долларов» (это примерно 21 000 евро). Глава Tesla объявил, что на первом этапе выпускать аккумуляторы нового поколения будут вблизи головного завода компании в калифорнийском Фримонте, для чего потребуется специальная монтажная линия. Одновременно предприниматель сообщил, что на гигафабрике Tesla в Неваде будет налажена утилизация отслуживших аккумуляторных батарей.

Кобальт от «Норникеля» может и не понадобиться

Для России особенно важно то, что батареи нового поколения планируется выпускать практически без использования редкого, а потому весьма дорогого металла кобальта. Его единственным российским производителем и экспортером является компания «Норникель» в Норильске.

Кобальтовые слитки на заводе «Норникель». Главные производители этого металла — ДР Конго и КитайФото: imago stock&people

После Battery Day курс акций Tesla, стремительно взлетевший в этом году, что превратило американского производителя электромобилей в самого дорогостоящего автостроителя мира, упал. Биржевых инвесторов и спекулянтов разочаровало то, что Илон Маск говорил о среднесрочной перспективе в три года, а они, похоже, рассчитывали на анонс немедленных прорывов.

Одновременно несколько снизились котировки акций поставщиков батарей для Tesla — японской корпорации Panasonic и южнокорейской LG Chem, входящей в группу LG. Но это тоже не более чем сиюминутное недовольство биржевых игроков: средне- и долгосрочные перспективы этих компаний представляются весьма многообещающими. Об этом свидетельствует совместное исследование Европейского патентного ведомства и Международного энергетического агентства.  

Аккумуляторы для электромобилей подешевели почти на 90%

Эксперты двух организаций проанализировали зарегистрированные с 2000 по 2018 годы патенты на изобретения и разработки в сфере аккумуляторных батарей и накопителей энергии, и на основании этого весьма объективного критерия сделали целый ряд выводов.

До 2011 года разработчики сосредотачивались на совершенствовании аккумуляторов для смартфоновФото: picture-alliance/dpa/A. Warnecke

Первый и главный из них: «В последние десять лет патентирование в сфере хранения электроэнергии росло существенно быстрее патентирования в других сферах». Иными словами, именно на этом направлении сосредоточены сейчас особенно крупные материальные и интеллектуальные ресурсы, именно здесь накапливаются многочисленные инновации.

Авторы исследования обнаружили, что число патентов, связанных с аккумуляторными батареями для электромобилей, еще в 2011 году превысило число патентов из области батарей для мобильной бытовой электроники (прежде всего смартфонов), и с тех пор неуклонно растет. Они также подсчитали, что особое внимание изобретателей к литий-ионным технологиям привело к тому, что с 2010 года аккумуляторы для электромобилей подешевели почти на 90%, а аккумуляторы для стационарных установок в электроэнергетике — примерно на две трети.  

Япония и Южная Корея — лидеры в области батарейных технологий

Второй ключевой вывод исследования: «Япония и Республика Корея являются лидерами в глобальном соревновании в области батарейных технологий, что заставляет другие страны пытаться добиться конкурентных преимуществ в определенных нишах вдоль цепочки создания дополнительной стоимости при производстве батарей». Если говорить более просто: догнать ушедшие в этой сфере далеко вперед две азиатские страны уже настолько трудно, что остальным приходится довольствоваться узкой специализацией в отдельных сегментах.         

Аккумуляторные батареи для электромобилей — это сложная высокотехнологичная продукцияФото: picture-alliance/dpa/A. Burgi

Так, девять из десяти крупнейших обладателей патентов — компании из Азии: семь японских во главе с Panasonic и Toyota, а также южнокорейские Samsung и LG Electronics. Единственный представитель других континентов в Топ-10 — немецкий концерн Bosch, занявший пятое место.

В Топ-25 ближе к концу вошли также немецкие Daimler, BASF и Volkswagen. Всего же в этом списке шесть представителей Европы: это еще ирландская многопрофильная компания Johnson Controls и французский научно-исследовательский институт атомной и альтернативной энергетики CEA. Америка представлена автостроителями General Motors и Ford.

Разные типы аккумуляторов: NMC, NCA и LFP

Вклад Китая в глобальное развитие батарейных технологий, отмечается в исследовании, к 2018 году практически сравнялся с американским и приблизился к европейскому. Явная специфика Европы и США — значительно число патентов регистрируют малые и средние предприятия, а также вузы и государственные научно-исследовательские институты. В Азии подавляющее большинство изобретений приходится на крупные концерны.

Третий вывод исследования касается перспективных направлений инновационной деятельности. В минувшем десятилетии стремительно нарастало число патентов, связанных с литий-никель-марганец-кобальт-оксидными аккумуляторами (NMC). Теперь многообещающей альтернативой, полагают авторы исследования, становятся литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные аккумуляторы (NCA), которые, к примеру, производит Panasonic и использует Tesla.

BYD — крупнейший китайский производитель электрических легковых машин и автобусов Фото: picture-alliance/dpa/H.Dongping

Однако стремление снизить долю кобальта или вовсе от него отказаться приведет к тому, что будет расти роль литий-железо-фосфатных аккумуляторов (LFP), на которые тоже делает ставку Tesla, а также, к примеру, китайский автостроитель BYD, указывается в исследовании. Если в 2010 году практически вообще не было патентов, связанных с данной технологией, то в последние годы их число стало заметно нарастать.

Поэтому можно предположить, что ее разработчикам просто еще нужно пару лет. Может быть, как раз те три года, о которых Илон Маск говорил на Tesla Battery Day. 

Смотрите также:

Как немцы наладили ресайклинг автобатарей

To view this video please enable JavaScript, and consider upgrading to a web browser that supports HTML5 video

Реклама

Пропустить раздел Еще по теме

Еще по теме

Пропустить раздел Близкие темы

Близкие темы

Инновационный центр «Сколково»Наука и инновацииЭлектромобильКомпания TeslaПропустить раздел Топ-тема

1 стр. из 3

Пропустить раздел Другие публикации DW

На главную страницу

Центр данных по альтернативным видам топлива: Аккумуляторы для электромобилей

В большинстве подключаемых гибридов и полностью электрических транспортных средств используются подобные литий-ионные аккумуляторы.

Системы накопления энергии, обычно батареи, необходимы для полностью электрических транспортных средств, подключаемых гибридных электромобилей (PHEV) и гибридных электромобилей (HEV).

Типы систем накопления энергии

Следующие системы накопления энергии используются в полностью электрических транспортных средствах, PHEV и HEV.

Литий-ионные батареи

Литий-ионные батареи в настоящее время используются в большинстве портативных электронных устройств, таких как сотовые телефоны и ноутбуки, из-за их высокой энергии на единицу массы по сравнению с другими системами хранения электроэнергии. Они также имеют высокое отношение мощности к весу, высокую энергоэффективность, хорошие характеристики при высоких температурах и низкий саморазряд. Большинство компонентов литий-ионных аккумуляторов могут быть переработаны, но стоимость восстановления материалов остается проблемой для отрасли. Министерство энергетики США также поддерживает Премию за переработку литий-ионных аккумуляторов, чтобы разработать и продемонстрировать выгодные решения для сбора, сортировки, хранения и транспортировки отработанных и выброшенных литий-ионных аккумуляторов для возможной переработки и восстановления материалов. В большинстве современных полностью электрических транспортных средств и PHEV используются литий-ионные аккумуляторы, хотя точный химический состав часто отличается от химического состава аккумуляторов бытовой электроники. Продолжаются исследования и разработки, направленные на снижение их относительно высокой стоимости, продление срока их службы и решение проблем безопасности в отношении перегрева.

Никель-металл-гидридные батареи

Никель-металл-гидридные батареи, обычно используемые в компьютерном и медицинском оборудовании, имеют разумную удельную энергию и удельную мощность. Никель-металлогидридные батареи имеют гораздо более длительный жизненный цикл, чем свинцово-кислотные батареи, они безопасны и устойчивы к небрежному обращению. Эти батареи широко используются в HEV. Основными проблемами, связанными с никель-металлгидридными батареями, являются их высокая стоимость, высокий саморазряд и выделение тепла при высоких температурах, а также необходимость контроля потерь водорода.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи могут быть рассчитаны на большую мощность, они недороги, безопасны и надежны. Однако низкая удельная энергия, плохие характеристики при низких температурах, а также короткий календарный и жизненный цикл препятствуют их использованию. Разрабатываются усовершенствованные свинцово-кислотные батареи большой мощности, но эти батареи используются только в имеющихся в продаже транспортных средствах с электроприводом для вспомогательных нагрузок.

Ультраконденсаторы

Ультраконденсаторы накапливают энергию в поляризованной жидкости между электродом и электролитом. Емкость накопления энергии увеличивается по мере увеличения площади поверхности жидкости. Ультраконденсаторы могут обеспечивать транспортным средствам дополнительную мощность при ускорении и подъеме на холм, а также помогают восстанавливать энергию торможения. Они также могут быть полезны в качестве вторичных накопителей энергии в транспортных средствах с электроприводом, поскольку они помогают электрохимическим батареям выравнивать мощность нагрузки.

Утилизация аккумуляторов

Электромобили появились на автомобильном рынке США относительно недавно, поэтому лишь небольшое их количество подошло к концу срока службы. Поскольку автомобили с электроприводом становятся все более распространенными, рынок переработки аккумуляторов может расшириться.

Широко распространенная переработка аккумуляторов предотвратит попадание опасных материалов в поток отходов как в конце срока службы аккумулятора, так и в процессе его производства. Извлечение материалов из рециркуляции также вернет критические материалы обратно в цепочку поставок и увеличит внутренние источники таких материалов. В настоящее время ведется работа по разработке процессов переработки аккумуляторов, которые сводят к минимуму воздействие на жизненный цикл использования литий-ионных и других типов аккумуляторов в транспортных средствах. Но не все процессы переработки одинаковы и требуют разных методов разделения для извлечения материала:

• Плавка : Процессы плавки извлекают основные элементы или соли. Эти процессы сейчас работают в больших масштабах и могут работать с несколькими типами батарей, включая литий-ионные и никель-металлгидридные. Плавка происходит при высоких температурах, когда органические материалы, включая электролит и угольные аноды, сжигаются в качестве топлива или восстановителя. Ценные металлы извлекаются и отправляются на аффинаж, чтобы продукт был пригоден для любого использования. Другие материалы, в том числе литий, содержатся в шлаке, который теперь используется в качестве добавки к бетону.
• Прямое восстановление : С другой стороны, некоторые процессы переработки напрямую восстанавливают материалы, пригодные для использования в батареях. Компоненты разделяются различными физическими и химическими процессами, и все активные материалы и металлы могут быть восстановлены. Прямое восстановление представляет собой низкотемпературный процесс с минимальным потреблением энергии.
• Промежуточные процессы : Третий тип процесса находится между двумя крайностями. В таких процессах могут использоваться несколько типов батарей, в отличие от прямого восстановления, но материалы извлекаются дальше по производственной цепочке, чем при плавке.

Разделение различных материалов для аккумуляторов часто является камнем преткновения при восстановлении ценных материалов. Таким образом, конструкция батареи, предусматривающая разборку и переработку, важна для успеха электромобилей с точки зрения устойчивости. Стандартизация батарей, материалов и конструкции элементов также упростит и удешевит переработку.

См. отчет: Техническая и экономическая целесообразность использования бывших в употреблении аккумуляторов для электромобилей в стационарных устройствах.

Дополнительная информация

Узнайте больше об исследованиях и разработках аккумуляторов на страницах хранения энергии Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и на странице аккумуляторов Управления автомобильных технологий Министерства энергетики США.

Срок службы аккумуляторной батареи электромобиля, стоимость замены, переработки и лизинга

Узнайте об аккумуляторах для электромобилей, о том, как они работают и как перерабатываются.

Как работают аккумуляторы для электромобилей?

В то время как автомобили с двигателем внутреннего сгорания получают энергию от сжигания бензина или дизельного топлива, электромобиль получает энергию непосредственно от большой батареи.

Они очень похожи на увеличенную версию литий-ионной (Li-ion) батареи в вашем мобильном телефоне — электромобили не используют одну батарею, как телефон, вместо этого они используют пакет, состоящий из тысяч отдельных Литий-ионные аккумуляторы работают вместе. Когда автомобиль заряжается, электричество используется для химических изменений внутри аккумуляторов. Когда он находится в дороге, эти изменения меняются местами для производства электроэнергии.

Технология аккумуляторов электромобилей

Аккумуляторы электромобилей проходят циклы «разрядки», которые происходят во время движения, и «зарядки», когда автомобиль подключен к сети. Повторение этого процесса с течением времени влияет на количество заряда, которое аккумулятор может удерживать. Это уменьшает диапазон и время, необходимое между каждой поездкой для зарядки. Большинство производителей дают на аккумулятор от пяти до восьми лет гарантии. Тем не менее, текущий прогноз заключается в том, что аккумулятор электромобиля прослужит от 10 до 20 лет, прежде чем его потребуется заменить.

Принцип совместной работы аккумулятора и электродвигателя автомобиля удивительно прост: аккумулятор подключается к одному или нескольким электродвигателям, которые приводят в движение колеса. При нажатии на акселератор автомобиль моментально подает мощность на двигатель, который постепенно расходует энергию, запасенную в аккумуляторах.

Электродвигатели также работают как генераторы, поэтому, когда вы убираете ногу с педали газа, автомобиль начинает замедляться, преобразовывая свое движение вперед обратно в электричество — это происходит сильнее, если вы нажимаете на тормоз. Это рекуперативное торможение восстанавливает энергию, которая в противном случае была бы потеряна, снова сохраняя ее в аккумуляторе и, таким образом, увеличивая запас хода автомобиля.

Аккумулятор для электромобиля литий-ионный

Литий-ионный (Li-ion) аккумулятор — это тип перезаряжаемой батареи, используемый в электромобилях и ряде портативных электронных устройств. Они имеют более высокую плотность энергии, чем типичные свинцово-кислотные или никель-кадмиевые аккумуляторы. Это означает, что производители аккумуляторов могут сэкономить место, уменьшив общий размер аккумуляторной батареи.

Литий также является самым легким из всех металлов. Однако литий-ионные (Li-ion) батареи не содержат металлического лития, они содержат ионы. Для тех, кто интересуется, что такое ион, ион — это атом или молекула с электрическим зарядом, вызванным потерей или приобретением одного или нескольких электронов.

Литий-ионные аккумуляторы также более безопасны, чем многие альтернативы, и производители аккумуляторов должны обеспечить наличие мер безопасности для защиты потребителей в маловероятном случае отказа аккумулятора. Например, производители снабжают электромобили средствами защиты от зарядки, чтобы защитить аккумуляторы во время повторных сеансов быстрой зарядки в течение короткого периода времени.

Объяснение емкости аккумулятора

Не видите инфографическое изображение? Читать здесь

Батареи

Объяснение емкости и кВтч

[ИЗОБРАЖЕНИЕ: пример батареи электромобиля]

Киловатты (кВт) — это единица мощности (сколько энергии требуется устройству для работы). Киловатт-час (кВтч) — это единица энергии (показывает, сколько энергии было использовано)

Например: 100-ваттная лампочка потребляет 0,1 киловатт-часа каждый час

Каково годовое потребление энергии в среднем домохозяйстве по сравнению с годовым потреблением энергии для зарядки электромобиля дома?

Дом: 3100 кВтч в год
Электромобиль: 2000 кВтч в год

[ИЗОБРАЖЕНИЕ: диаграмма, показывающая зависимость запаса хода от кВтч/емкости аккумулятора, с примерами автомобилей. Мы показываем высокий уровень кВтч = высокий диапазон]

Старт. Останавливаться. Начинать. Останавливаться.

Кинетическая энергия, возникающая при торможении, обычно теряется. Однако рекуперативное торможение преобразует и сохраняет тепловую энергию от тормозных колодок и теплового трения шин и повторно использует ее для питания автомобиля.

[ИЗОБРАЖЕНИЕ: диаграмма, показывающая это визуально]

Срок службы батареи электромобиля

Как только аккумулятор электромобиля теряет способность питать транспортное средство, его можно использовать для питания дома или здания, внося свой вклад в систему хранения аккумуляторов. Система накопления энергии на батареях хранит энергию от батарей, которую можно использовать позже.

Если вы питаете свой дом возобновляемой энергией, такой как ветер или солнечная энергия, вы также можете соединить его с аккумулятором электромобиля. Вы можете хранить его для использования в течение ночи, когда ветер и солнечный свет уменьшаются. Или даже в течение дня вместе с солнечной или ветровой энергией. Этот метод выработки энергии может помочь вам сэкономить на счетах и ​​уменьшить количество энергии, которую вы используете из сети.

Аккумулятор электромобиля — это проверенная технология, которая прослужит долгие годы. На самом деле производители электромобилей гарантируют это. Например, Nissan гарантирует, что аккумуляторы его электромобилей прослужат восемь лет или 100 000 миль, и Tesla предлагает аналогичную гарантию.

Это может показаться удивительным, когда батарея в вашем мобильном телефоне начинает изнашиваться всего через пару лет, но за это время она может быть полностью заряжена и разряжена сотни раз. Каждый из этих так называемых циклов зарядки влияет на срок службы батареи: примерно после 500 полных циклов литий-ионный аккумулятор телефона начинает терять значительную часть емкости, которая была у него в новом состоянии.

Хотя это может быть нормально для телефона, этого недостаточно для автомобиля, рассчитанного на многие тысячи миль, поэтому производители электромобилей делают все возможное, чтобы аккумуляторы электромобилей работали дольше. В электромобилях батареи «буферизованы», что означает, что водители не могут использовать весь объем энергии, который они хранят, что сокращает количество циклов, через которые проходит батарея. Вместе с другими технологиями, такими как интеллектуальные системы охлаждения, это означает, что аккумуляторы для электромобилей должны обеспечить долгие годы бесперебойной работы.

На самом деле, чтобы продлить срок службы аккумуляторной батареи электромобиля, производители обеспечивают наличие дополнительной резервной емкости для компенсации износа с течением времени. Таким образом, по мере старения электромобиля и разрядки батареи дополнительная резервная емкость расходуется. Это позволяет запасу хода автомобиля оставаться неизменным на протяжении всего срока службы аккумулятора. Как только емкость батареи падает ниже 80%, водители могут начать замечать снижение запаса хода и производительности батареи.

Стоимость замены аккумулятора электромобиля

Когда дело доходит до замены аккумулятора электромобиля, вам не нужно слишком беспокоиться, так как многие производители предоставляют гарантию до 8 лет или 100 000 миль. Это означает, что даже если вам нужно было заменить его в случае неудачи, когда что-то пошло не так, это вполне может быть покрыто этой гарантией. Не забывайте всегда проверять тип гарантии, предлагаемой выбранным производителем электромобиля.

Кроме того, по данным McKinsey, стоимость батарей упала примерно на 80% в период с 2010 по 2016 год, с 1000 до 227 долларов за кВтч. Таким образом, новая батарея на 40 кВтч в 2016 году стоила бы чуть менее 10 000 фунтов стерлингов. По некоторым прогнозам, к 2030 году цены упадут ниже 100 долларов за кВтч, примерно в то же время, когда правительство стремится к тому, чтобы 50% всех новых автомобилей, продаваемых в Великобритании, были электрическими.

Возьмите напрокат новый электромобиль

Управляйте новым электромобилем с нулевым уровнем выбросов с доступной ежемесячной арендной платой. У вас также не будет транспортного налога, низкие расходы на техническое обслуживание и возможность выбора бесплатной парковки во многих удобных местах.

Аренда электромобиля

Переработка аккумулятора электромобиля

Многие производители изучают, как можно перепрофилировать аккумуляторы для электромобилей после достижения ими пенсионного возраста. Одна из идей, которая хорошо себя зарекомендовала, — перепрофилировать аккумуляторы электромобилей для питания домов и зданий. Тем не менее, нет четких ответов на вопрос, что произойдет с батареями электромобилей, когда они больше не подлежат вторичной переработке.

Время, которое аккумуляторы проводят в электромобиле, часто является началом их срока службы. После снятия с автомобиля большинство батарей по-прежнему будут пригодны для других ответственных работ, таких как накопление энергии в электрической сети или дома — растущая область спроса.

Когда срок службы батарей подходит к концу, они перерабатываются, что обычно включает отделение ценных материалов, таких как соли кобальта и лития, нержавеющая сталь, медь, алюминий и пластик. В настоящее время перерабатывается только около половины материалов в аккумуляторных батареях электромобилей, но, поскольку ожидается, что электромобили станут популярными в течение следующего десятилетия или около того, производители автомобилей стремятся улучшить это.

Компания VW недавно объявила об открытии пилотного завода по переработке аккумуляторов, который будет работать над достижением цели по переработке 97% компонентов аккумуляторов. В этом процессе батареи будут измельчаться, сушиться, а затем просеиваться для извлечения ценных материалов, которые можно использовать для изготовления новых батарей.

Аккумуляторы для электромобилей Воздействие на окружающую среду

Являются ли аккумуляторы для электромобилей вредными для окружающей среды? Что ж, мы здесь, чтобы сказать вам, что будущее аккумуляторов для электромобилей выглядит ярким.

Аккумуляторы электромобилей могут быть возвращены в энергетический цикл заводов и домов после того, как их срок службы для питания автомобиля подошел к концу. Перепрофилирование батарей для электромобилей может создать замкнутую систему для переработки. Это означает, что заводы, производящие батареи, в конечном итоге могут питаться от перепрофилированных батарей, как только их срок службы, питающий транспортные средства, подойдет к концу.

Крупные производители автомобилей уже начали использовать батареи электромобилей в других областях. Например, Nissan планирует использовать бывшие в употреблении аккумуляторы для электромобилей для обеспечения резервного питания стадиона «Амстердам Арена» — всемирно известного развлекательного центра и домашнего стадиона футбольного клуба «Аякс».

Toyota также планирует в ближайшем будущем установить вышедшие из употребления аккумуляторы возле магазинов в Японии. Аккумуляторы будут использоваться для хранения энергии, вырабатываемой солнечными панелями. Накопленная энергия затем будет использоваться для питания холодильников для напитков, подогревателей еды и прилавков со свежими продуктами в магазинах.

Renault также объявила, что аккумуляторы электромобиля Renault Zoe EV будут перепрофилированы для выработки электроэнергии для Powervault – домашней системы хранения энергии.

С появлением большего количества таких возможностей явно будет жизнь за пределами электромобиля. После того, как батарея закончила питать электромобиль, ее можно использовать для питания наших домов и предприятий.

Утилизация аккумуляторов электромобилей

Так что же происходит, когда аккумуляторы электромобилей умирают? Батарейки всех форм бывает трудно утилизировать, не нанося вреда окружающей среде. То же самое касается аккумуляторов для электромобилей. Тем не менее, управление жизненным циклом аккумуляторов электромобилей направлено на решение проблемы дорогостоящей и токсичной утилизации аккумуляторов.

Аккумуляторы для электромобилей не только используются для поддержки использования возобновляемых источников энергии, но и могут быть восстановлены, чтобы обеспечить питание большего количества автомобилей в будущем. Volkswagen Group планирует начать проект по переработке, в рамках которого аккумуляторы будут оцениваться по их качеству, чтобы определить их будущее. Аккумуляторы, у которых еще осталось немного энергии, получат вторую жизнь в качестве блоков питания для зарядки мобильных транспортных средств. Другие, которые мало что дают, будут измельчены в мелкий порошок для извлечения сырья, такого как литий, никель, марганец и литий. Материалы затем могут быть перестроены в большее количество аккумуляторов для электромобилей.

Производители аккумуляторов для электромобилей

Существует большое количество производителей аккумуляторов для электромобилей. Некоторые из них хорошо известны, такие как Tesla и Nissan, в то время как другие, такие как BYD или LG Chem, могут быть не так известны во всем мире, но, тем не менее, являются значительными игроками в области производства аккумуляторов для электромобилей. LG Chem, например, поставляет аккумуляторы для электромобилей для Volvo, Renault, Ford и Chevrolet. Кроме того, они также подписали соглашение с Telsa о поставке аккумуляторов для всей Telsa, произведенной в Китае.

Еще один крупный производитель электромобилей BYD, крупнейший производитель электромобилей в Китае, более чем удвоил свои продажи в декабре 2020 года по сравнению с тем же периодом 2019 года и с начала 2019 года продает больше автомобилей с батарейным питанием. сосредоточив внимание на электромобилях, но они также работают над аккумуляторными батареями для бытового, коммерческого и промышленного применения.

Зарядка аккумулятора электромобиля

Как далеко может уйти один заряд?

Точно так же, как обычные автомобили имеют большие или маленькие топливные баки, литий-ионные аккумуляторы для электромобилей бывают разных размеров. Их мощность измеряется не в литрах топлива, а в киловатт-часах (кВтч). Типовой аккумуляторной батареи на 40 кВт⋅ч от обычного электромобиля может хватить на 150 миль и более, в то время как самая большая батарея Tesla на 100 кВт⋅ч рассчитана на 375 миль в соответствии со стандартом WLTP, цель которого — дать реалистичную оценку реальных характеристик автомобилей. мировой запас хода или экономия топлива.

WLTP — это сокращение от Всемирной согласованной процедуры испытаний легковых автомобилей, которая вступила в силу в 2017 году и была создана для измерения расхода топлива, уровня CO2 и других выбросов загрязняющих веществ от легковых автомобилей. Он пришел на смену Новому европейскому ездовому циклу (NEDC)

Вы можете узнать киловатт-час в своем счете за электроэнергию — это стандартная зарядная единица в отрасли. Аккумулятор емкостью 40 кВтч содержит достаточно энергии, чтобы питать обычный дом в течение четырех дней!

Как заряжать аккумулятор электромобиля?

Вы получите самую быструю зарядку от специальной розетки для зарядки электромобиля. Они оцениваются в кВт от примерно 3 кВт до примерно 50 кВт — или 120 кВт в сети нагнетателей Tesla. Чем выше рейтинг, тем быстрее они восстановят запас хода вашего электромобиля.

Зарядные устройства, которые чаще всего устанавливаются дома или на рабочем месте, представляют собой «медленные» устройства мощностью 3 кВт или «быстрые» зарядные устройства мощностью 7 кВт, способные зарядить электромобиль за 6–12 часов. В Великобритании также есть растущая сеть общественных зарядных станций. Обычно это либо устройства быстрой зарядки мощностью до 22 кВт, либо «быстрые» зарядные устройства мощностью до 50 кВт. Самые быстрые общественные зарядные станции могут зарядить электромобиль до 80% его диапазона всего за час — последние 20% обычно немного медленнее, чтобы предотвратить повреждение аккумуляторов, когда они приближаются к полному заряду.

Если нет специальной точки зарядки, вы можете зарядить электромобиль от бытовой розетки на 13 ампер, но это может быть очень медленно. Поскольку для зарядки требуется много энергии в течение длительного периода, также может возникнуть риск перегрева или возгорания, поэтому, если вам необходимо это сделать, вам следует сначала вызвать электрика для проверки розетки и проводки.

Насколько безопасны аккумуляторы для электромобилей?

Производители аккумуляторов для электромобилей делают все возможное, чтобы обеспечить безопасность аккумуляторов электромобилей, устанавливая интеллектуальные системы управления для предотвращения перегрева и других проблем. Аккумуляторы действительно нагреваются при зарядке и разрядке, но автомобили предназначены для того, чтобы они оставались прохладными — в высокопроизводительных электромобилях иногда помогают системы жидкостного охлаждения.

Несмотря на это, было несколько случаев возгорания электромобилей, но очень немногие из этих инцидентов были вызваны выходом из строя аккумуляторной батареи. Чаще всего они возникают в результате несчастных случаев или инцидентов, которые могли привести к возгоранию любого транспортного средства — например, в 2013 году Tesla Model S врезалась в большой кусок металла на высокой скорости. Комментируя этот инцидент, который привел к ограниченному возгоранию, генеральный директор Tesla Илон Маск отметил, что аккумуляторы электромобилей содержат лишь около одной десятой энергии бака, полного топлива, что ограничивает опасность, которую они представляют при аварии.

На самом деле, исследование, проведенное Национальным управлением безопасности дорожного движения США в 2017 году, показало, что вероятность и тяжесть возгораний от литий-ионных аккумуляторов были сопоставимы или немного меньше, чем у обычных транспортных средств.