Акумулятори для електромобілів – все, що потрібно знати

Електромобілі не швидкими, але впевненими темпами набирають популярності на території  України. Всім відомо, що пробіг такого автомобіля залежить не від кількості бензину в баку, а від відсотка заряду акумулятора (батареї). АКБ – одна з головних складових автомобіля, тому власнику електрокара потрібно докладно розібратися в роботі з батареями, щоб уникнути поломки свого “зеленого” авто. Для цього було складено перелік найпоширеніших питань, що стосуються роботи, зарядки, придбання, утилізації акумулятора для електромобіля, і ми спробували відповісти на них зрозумілою для кожного мові.

Які акумулятори стоять на електромобілях

Під час розробки електрокарів використовують літій-іонні акумулятори. Вони мають відносно невеликі розміри. Існує багато різновидів даних акумуляторів: їхня робота може базуватися як на кобальті літію з використанням графітових електродів, так і на комбінації інших хімічних сполук – LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiFePO4. Літій-іонні батареї мають ряд переваг у порівнянні з тими, що використовувалися раніше. Наприклад, нікель-метал-гібридними акумуляторами виробляється вдвічі менше енергії, ніж сучасними.

Нікель-кобальт-марганцеві електробатареї для авто вигідніші за ціною, однак, і період її служби менший. Є одна хитрість, яку можна застосувати – замість кобальту додати нікель та марганець, тоді АКБ для електромобіля стає потужнішим. Також збільшити потужність АКБ для автомобіля дозволяє схожа за технічними характеристиками батарея із нікель-кобальт-алюмінію.

Якщо при розробці акумуляторної батареї використовується фосфат заліза, така батарея може активізуватися за менших показників напруги, на відміну від кобальтової. Але через це до її складу має входити більше блоків та різноманітних елементів. Цей сплав не перегрівається і є досить стабільним, забезпечує високу безпеку. Вважається, що він найвигідніше у використанні.

Скільки служить акумулятор електромобіля

Довгостроковість періоду, протягом якого служить акумулятор для електрокара, вимірюється у кількості допустимих циклів заряду та розряду. Ця цифра коливається у різних автовиробників. Можна взяти авто, що не відрізняються дорогою ціною і є доступним для покупців із середнім прибутком. Тоді акумулятор Nissan Leaf в середньому можна ввести в експлуатацію на 5-6 років. Цей період взято з розрахунку, що заряджання батареї буде проводитись щодня.

Компанії, що виробляють дорожчі машини, наприклад, Tesla, дають гарантію, що акумулятор електрокара буде служити 8-10 років.

Через цей термін АКБ все ще може працювати, однак ємність зменшиться, тобто буде значно зменшено відстань пробігу, на яку вистачає одного заряду.

Скільки потрібно заряджати акумулятор електромобіля

Заряджати акумулятори для електрокарів краще, не чекаючи останнього моменту, коли заряд батареї дорівнює нулю. Рекомендують заряджати електромобіль тоді, коли машина перебуває нерухомо, в спокійному стані. Наприклад, уночі чи під час роботи, коли машина стоїть на стоянці. Для того, щоб зарядка займала мінімальну кількість часу, необхідно встановити трифазну розетку, яка має силу струму 16 А і подає струм з потужністю 11 кВт. Тоді для того, щоб акумулятор був повністю заряджений, потрібно близько 8 годин.

Якщо брати звичайну розетку, встановлену у вас вдома, на 220 В, потужність струму, що подається, буде не більше 3 кВт. Отже, час заряджання збільшується вчетверо і займе більше доби – 33 години. Але просто так заряджати батарею від такої розетки не можна, необхідно встановити заземлення, без якого процес зарядки не почнеться.

Є ще кілька способів, як зарядити акумулятор електромобіля:

• зарядка від побутової мережі із застосуванням змінного струму (з використанням захисту всередині штатної проводки),
• зарядка швидким струмом від зарядних станцій, яких існує всього два види: CHAdeMO і CCS. формату “80% зарядки акумулятора за півгодини” діє згубно на АКБ, якщо застосовується на постійній основі.

Але при використанні подібної техніки заряду кілька разів на тиждень, вона не впливає на період експлуатації батареї.

Постійна підтримка заряду в 100% теж негативно впливає на роботу акумулятора. Рекомендують іноді вичавлювати з батареї все і витрачати за одну поїздку більшу частину заряду із залишком 5-10% ємності АКБ, а потім підключити неспішну зарядку в нічний час до повної ємності.

Як падає ємність акумулятора електромобіля через кілька років

Відзначено, що в першу пару років після придбання електрокара ємність акумулятора та запас ходу зменшуються на 5-10%. Ці зміни можна пояснити зміненим стилем їзди, витратою енергії на роботу кондиціонера чи техніки для обігріву салону.

Максимальний спад ємності АКБ таких машин припадає на третій-п’ятий рік користування, зменшення запасу ходу дорівнює 20-30 %. Після цього зменшення ємності обчислюється у незначних відсоткових співвідношеннях: приблизно 0-5% на рік. Ця цифра стає меншою пропорційно віку автомобіля. Вважається, що Nissan Leaf, який введений в експлуатацію протягом п’яти років, має здатність долати відстань у 100-130 км. – це дві третини від 160 км., які стандартно задані при покупці такого електрокара.

Водії, які активно користуються своїми електромобілями та за рік долають приблизно 30-50 тисяч км, підтверджують наведені вище висновки. При експлуатації електрокара на дистанцію 10-20 тис. км. АКБ майже не показує змін. Під час їзди від 10-20 тис. км. до 50 тис. км., спад ємності прирівнюється до 20-30 %. Від 50 тис. км. до 60-70 тис. км. деградація АКБ уповільнюється. Після 70-80 тис. км. цей процес практично зводиться до нуля і машина має здатність проїхати 2/3 від початкового пробігу, вказаного при покупці.

Чи існує можливість ремонту або заміни АКБ електрокара

Необхідність зміни електробатареї виникає, зазвичай, через 8-10 років експлуатації машини, коли ємність значно зменшиться. Заміну можна зробити на будь-якому електрокарі.

У різних моделях електромобілів АКБ мають відмінності, наприклад у роз’ємах або кріпленні. Тобто, досить складно взяти акумулятор від однієї машини і помістити в іншу. Також однією зі складових деталей батареї є блок керування, він може бути з’єднаний з блоком керування авто, що є бортовим комп’ютером. Для того щоб встановити на свій автомобіль нову електробатарею, необхідне узгодження самого АКБ з автомобілем – це здійснюється за допомогою комп’ютерної програми.

Можна покращити технічні характеристики батареї, вдавшись до часткової заміни складових елементів. Так як акумулятор побудований з блоків, можна поміняти один із них. У середньому їхня кількість коливається від 16 до 48.

Скільки коштує новий акумулятор для електромобіля

За офіційними даними, в 2016 році акумулятор для Nissan Leaf в 24 кВтг коштував 4-5 тисяч доларів, для Tesla Model S – 10-20 тисяч доларів. Вартість залежить від ємності електробатареї та її стану.

Але ціни досить мінливі. Для порівняння у 2011 році один блок акумулятора коштував 660 доларів. Якщо розрахувати, що до складу батареї входить 48 блоків, то загальна ціна АКБ дорівнює 32 тисяч доларів.

У 2016 році на території України подібні блоки прирівнювалися за вартістю до 100 доларів, тобто сума за акумулятор Nissan Leaf – 5 тисяч доларів. У 2015 році блок було оцінено у 150 доларів за одиницю.

Батарея Tesla, куплена в роздріб за блоками, у 2016 році затягувала на 15-20 тисяч доларів. Бо один складовий елемент коштував близько тисячі доларів, а їх треба було набрати 16 доларів.

На сьогоднішній день можна заощадити на купівлі нової акб, вдавшись до послуг продавців. Але остаточну ціну ви зможете дізнатися, зробивши вибір певної батареї для електромобіля у конкретного продавця. Не можна не помітити, що є тенденція до зниження цін на даний товар.

Де купити новий акумулятор і що робити зі старим

Якщо вам необхідно придбати акумулятор для вашого електричного автомобіля, у вас є вибір, де здійснити покупку: у офіційних продавців або самостійно на еВау. Кожен спосіб має свої переваги та недоліки. Якщо ви самостійно купуєте батарею, ви не переплачуєте за послуги продавців та їхню консультацію. Але тоді не можете бути впевненими як товар. При покупці в офіційних магазинах співробітники підберуть найбільш підходящу АКБ для вашої моделі електромобіля, надаючи гарантію якості. Але тоді покупка коштуватиме вам дорожче.

Старим акумуляторам електрокарів також можна знайти застосування. Компанії виробники Tesla, Nissan та BMW знайшли свій підхід до утилізації використаних АКБ електромобілів: на їх основі створюється автономне живлення будинку.

Про подібні проекти в  Україні поки що не з’являлася інформація, однак є здогади, що ця тенденція буде розвинена і на території нашої країни. Питання лише тому, через який час.