Как продлить жизнь батарее электромобиля: ответы на главные вопросы

Процесс перехода на электрический транспорт неминуем, неотвратим и всеобъемлющ: улучшается инфраструктура, увеличивается представительство как «электрических» брендов, так и отдельных моделей. 

Но чем больше интереса и погружения в тему электрокаров, тем больше вопросов. Большинство из них связаны с эксплуатацией батарей для электромобилей: как сберечь ресурс, продлить срок жизни и т.д. Подобрали самые актуальные – и ответили на них.

Какими бывают батареи электромобилей?

Для начала следует разобраться, какими бывают используемые в автомобильной промышленности батареи. Это реально тот случай, когда информирован = вооружен. Ведь когда знаешь о преимуществах и недостатках продукта, лучше понимаешь, как правильно им пользоваться и, соответственно, как сберечь его ресурс.

Как в среде смартфонов никак не могут разобраться, что круче, Android или iOS, так и в вопросе источников питания для электромобилей «территория поделена» в основном между литий-ионными (Li-ion) и литий-фосфат-железными аккумуляторами (LFP). У каждого из них своя правда.

Литий-ионный аккумулятор типа никель-марганец-кобальт (NMC) – на данный момент самый распространенный тип аккумуляторов. Его основное преимущество в том, что за счет высокой плотности энергии (до 250 Втч/кг) такая батарея обеспечивает большую дальность поездки. Она компактна и эффективна, но по сравнению с литий-фосфат-железным конкурентом имеет меньший срок службы – разные производители называют от 1000 до 2000 циклов полной зарядки (от 0 до 100%).

Также на репутацию NMC аккумулятора может повлиять «след из прошлого»: наверняка вам попадались ролики с самовозгоравшимися электрокарами – виной становились аккумуляторы NMC. Возгорание связывали с низкой термической стабильностью ячеек батареи, что и приводило к перегреву. Но это дела минувших дней: производители приложили все усилия для совершенствования этого типа батареи. Более серьезным недостатком все же был и остается более короткий срок службы, чем у литий-фосфат-железных батарей.

Аккумуляторы типа никель-кобальт-алюминий (NCA) обладают фактически такими же преимуществами и недостатками, как NMC; ключевое отличие в том, что вместо марганца используется более устойчивый алюминий, а меньшее использование кобальта делает этот тип аккумулятора более экологичным. У них еще более высокая плотность энергии, что сказывается на увеличении запаса хода. Вместе с тем батареи NCA не так востребованы автомобильными брендами, как NMC: в настоящее время они используются в основном на некоторых моделях Tesla.

Популярность литий-железо-фосфатных аккумуляторов (LFP) обусловлена более низкой стоимостью их производства, при этом у них дольше срок службы (более 2000  циклов зарядки), для них не страшен перегрев, что является дополнительным преимуществом при аварии или коротком замыкании. При этом такие батареи сильно уступают конкурентам по плотности энергии (в основном до 160 Втч/кг), что существенно снижает запас хода, и такие аккумулятора в основном используются в моделях, которые принято считать городскими. Простой пример: если добиться у LFP такого же объема заряда, как литий-ионных батарей, она должна по размеру быть в два раза большей. Также литий-железо-фосфатные аккумуляторы менее приспособлены к низким температурам – в холодное время года электрокары с такими батареями заряжаются дольше.

В двух словах расскажем о никель-металлогидридных аккумуляторах (NiMH), которые широко распространены в гибридных (HEV) моделях. Они не обладают «эффектом памяти», из-за чего регулярные разрядка-зарядка не влияет на емкость батареи. Также они достаточно экологичны. Из минусов – низкая плотность батареи, большой вес и более длительная зарядка, чем у других батарей.

Что такое SOH и SOC?

SoH (State of Health) – это так называемое «состояние здоровья» батареи, показатель также известен как степень износа. Он дает знать, сколько емкости в данный момент осталось по сравнению с изначальной. Естественно , что чем выше SoH, тем лучше производительность аккумулятора. Поэтому очень важно обращать внимание на этот показатель при оценке производительности. Если вы покупаете не новый электромобиль, проверить SoH – одна из первоочередных задач.

У источников питания электрокара есть два механизма старения. Первый – цикличное старение, оно напрямую связано с эксплуатацией, поэтому важно правильно выдерживать цикл зарядки и разрядки (об этом ниже). Второй механизм – календарное старение: разрушения при состоянии покоя. Поэтому обращайте внимание на условия хранения авто.

SoC (State of Charge) – непосредственно показатель заряда, который измеряется в процентах и дает знать, сколько заряда доступно для использования. От него зависит емкость и длительность работы. При низком  SoC аккумулятор может отключиться, а это, скорее всего, приведет к потере данных или неправильной работе устройства. Но это не значит, что уровень заряда надо постоянно держать высоким: наоборот, это приведет к износу и потере емкости. Необходимо поддерживать оптимальный уровень SоC: это поможет увеличить его срок службы и обеспечит надежную работу устройств, которые он питает.

Каков оптимальный заряд батареи?

Вы наверняка хотя бы раз знакомились с техническими характеристиками какого-то электрокара и должны были обратить внимание на один из показателей: время пополнения заряда от 20 до 80%. Это оптимальный диапазон, положительно влияющий на производительность и продление жизненного цикла. Полностью заряжать батарею рекомендуют в основном перед длительной поездкой. В любом случае следуйте рекомендациям производителей. Некоторые производители, чтобы уберечь сомневающихся водителей от некорректных шагов при достижении 80% заряда на приборной панели позиционируют его как полный. Но есть и другие ситуации: допустим, Tesla не рекомендует, а настаивает, чтобы ее модели, в которых используется батарея LFP, заряжали исключительно до 100%.

Что касается минимального заряда, следите чтобы его уровень не был ниже озвученных 20%.

Стоит ли злоупотреблять быстрой зарядкой электрокара? 

Очень важный вопрос, который в ближайшее время рискует войти в число самых популярных риторических. Ответ на него есть, но у ряда экспертов он разный, и каждый из них убежден в своей правоте.

Противники частого использования станций быстрой зарядки постоянным током не спорят, что повысить уровень заряда до 80% за полчаса – это удобно. Но, по их мнению, это удобство дает нежелательную нагрузку на систему автомобиля, поэтому для оптимального срока службы батареи быструю зарядку рекомендуют использовать только в необходимых для этого ситуациях (например, в длительной поездке).

Представители другого лагеря не видят ничего крамольного в быстрой зарядке большими токами. Их аргумент следующий: если производитель дает возможность принимать 150 киловатт, а зарядная станция с этим условием справляется, то почему бы не воспользоваться шансом сократить время заряда. Такие эксперты считают, что на срок службы батареи это не влияет.

Как же поступить, когда получаешь два противоположных по сути совета? Есть третий – заниматься чередованием быстрой  и медленной зарядки. Но оптимальный вариант – учитывать рекомендации производителя, на продукции которого вы остановили выбор. Это также подчеркивает важность покупки у официальных поставщиков: только они могут предоставить корректную информацию по вашему автомобилю.

Необходимо ли следить за состоянием батареи при хранении авто?

Если вы решили, что какой-то период времени будете обходиться без электрокара, помните, что при длительном хранении рекомендуется доводить заряд до не менее 50%.

Каков алгоритм действий при перепаде температур?

Этот вопрос актуален как зимой, так и летом, поскольку аккумулятор одинаково негативно относится к экстремальным плюсовым и минусовым температурам. Оптимальный вариант – отказаться от поездок в такие периоды. Если не получается, старайтесь не парковать авто на улице в холодную погоду – гараж или крытая парковка решат эту проблему. Оптимальной температурой для любой техники с аккумулятором считается температура от 15 до 20 градусов.

Еще не забывайте зимой следить за давлением в шинах. Это, кстати, универсальный совет для владельцев транспортных средств как на электротяге, так и с ДВС. Из-за низких температур воздух сжимается, что приводит к потере давления. А чем меньше давления, тем бльше понадобится энергии электрокару и топлива для машин с ДВС. Совет простой – польза очевидная.

Если обобщить все вышесказанное, советы будут простые. Учитывайте тип используемой батареи в вашем авто – это поможет вам правильно следить за условиями эксплуатации. Старайтесь держать уровень батареи в диапазоне 20-80%. Обязательно узнайте рекомендации производителя по вопросам быстрой и медленной зарядки. Будьте внимательны к своему авто во время неблагоприятных климатических условий. 

И счастливого пути!