Батарея для электромобиля

Принять за истину, что аккумуляторные батареи для электромобилей служат долго, либо опровергнуть, личное дело каждого владельца таких марок машин, как:

  • Nissan Leaf;
  • Mitsubishi i-MiEV;
  • Tesla Model S;
  • Ford Focus Electric.

Когда изготовители дают гарантийные обязательства на источник, они имеют в виду, что по истечении 8 лет АКБ сохранит более 70% от первоначальной емкости батарей, то есть с момента, когда электрокар был еще в масле. Это означает, что после окончания гарантийного срока автомобиль можно будет по-прежнему эксплуатировать, и емкость батарей электромобиля позволит делать это еще долго. Снизится лишь дистанция пробега от одной зарядки.

аккумуляторные батареи для электромобилей

В последнее время все больше марок авто переходят с бензиновых двигателей на электрические. И хотя они пока уступают классическим – двигателям внутреннего сгорания, по своим характеристикам, но время на месте не стоит, а вместе с ним происходит прогресс. Сегодня на первом месте стоят дизельные и бензиновые автомобили, но все стремятся к чистой экологии. А что может быть лучше бесшумных и экологичных машин, с двигателем на электротяге?

Слабым местом считается батарея для электромобиля. Купить сегодня можно в основном литий ионные аккумуляторы, которые обладают неоспоримым преимуществом – относительно небольшим размером. Но в процессе службы характеристики ухудшаются, и литий ионные батареи для электромобиля, как правило, больше пяти лет не работают. Получается, что возраст батареи имеет большее влияние на ресурс, чем количество зарядных и разрядных циклов.

Электрические автомобили стремительно завоевывают рынок, и это не модный тренд, а стойкая тенденция. Совсем недавно, когда разрабатывался автомобиль и батарея электромобиля Тесла, все думали, что это чудачество богатого человека. А сегодня, среди наиболее популярных марок появляются электрокары, где движущей силой и сердцем авто является аккумулятор. За десятилетие идея такого транспорта превратилась в реальность, и производители не собираются останавливаться на достигнутом. В их планах разработать новые модели электрокаров. А для того, чтобы запустить их в действие, требуются электрические батареи для электромобилей.  Поэтому сегодня, возросло производство батарей для электромобилей — дорогостоящих литий ионных типов.

Давно, еще в 1980 году американский профессор Оксфордского университета Джон Гуденаф изобрел первый аккумулятор — литий ионный. Сегодняшние модели требуют наличия таких главных составляющих в конструкции:

  1. Отрицательный электрод;
  2. Катод;
  3. Сепаратор между ними;
  4. Жидкий электролит.

Катод покрывается слоем оксидов, таких как кобальта, литий, никель, марганец. Именно кобальтовое напыление оберегает батареи от перегрева, и дает возможность неоднократно ее перезаряжать. И, он же является самым дорогостоящим компонентом, из-за которого растет стоимость батареи для электромобиля. Эта зависимость от кобальта ставит в тупик массовое производство батарей, и потому ученые ищут способ исключить его из конструкции, или хотя бы минимизировать его использование.

электрические батареи для электромобилей

На сегодняшний день американским ученым Майком Циммерманом уже изобретена новейшая технология, способная увеличить емкость батарей для электромобилей, сделать их безопасными, а главное – исключить из производства кобальт. Идея заключается в замене жидкого электролита на твердый, или, в создании твердотельных аккумуляторов.

Многие скажут, что твердый электролит был открыт  Фарадеем. Это так, но, снабдить аккумулятор твердым электролитом до Циммермана еще никто не сумел, а отсутствие кобальта провоцировало взрывоопасность батареи. Ученому же удалось создать специальный огнеупорный материал. Это полимер, который способен проводить электроны даже при комнатной температуре. Он невероятно прочный, не подвержен воздействию химических кислот, щелочи, кипятка, и хорошо обрабатывается. Также в этих батареях используется цинк и марганец, что в разы уменьшает не только стоимость аккумулятора, но и делает его легким, и небольшим по размерам.

Сегодня эта технология изготовления находится на доработке, и через два года планируется запустить серийное производство этих удивительных батарей, которые не боятся ударов и других повреждений, а самое главное – они смогут выдерживать сотни перезарядок, увеличив, таким образом, мощность батарей электромобиля.

В данное время производителями устанавливается на электромобиль батарея литий ионная, которая  выдерживает до 2000 циклов перезарядки. Чтобы увеличить ресурс батарей электромобиля, необходимо использовать токи в половину емкости.

Схема питания электродвигателя

Автопроизводителями, в настоящее время, используются такие модели, где напряжение батареи электромобиля достигает 36В, и отдает 15 кВт мощности. Также другие, которые составлены из двухсот отдельных источников питания, сосредоточенны в группы по нескольку единиц. Так каждый сегмент располагается в отдельном стальном ящике, отдавая напряжение 1,3 В.

электромобиль батарея литий

Батареи сконцентрированы вместе, в ячейки, и в устройствах их насчитывается 50 штук. Полный вольтаж такого источника – 300 вольт, которые подаются на электромобиль. Схема питания электродвигателя от аккумуляторных батарей довольно простая. К примеру, внедренная в электромобиль Ниссан Лиф батарея, имеет схему литий ионных конфигураций плоского типа. Оснащенный электрокар под днищем «спрятал» 50 модулей, вес каждого по 4 кг. Полная отдача его – 90 кВт, которых хватает для питания 80-киловатного электрического мотора и бортовых систем автомобиля.

Годы берут свое

Отвечая на вопрос, сколько служит батарея электромобиля, стоит рассмотреть, каким образом падает емкость аккумулятора в процессе службы. На примере Nissan Leaf и Tesla Model S можно проанализировать, и дать точный ответ. Первые 2-3 года, при активной эксплуатации лишь 10% от номинала наблюдается падение емкости. Зависит это от стиля вождения, от частого включения кондиционера, либо обогрева. Спустя 5 лет эксплуатации запас хода теряется, и цифры показывают уже 30%.

Как отмечают владельцы этих марок электрокаров, в возрасте после 5 лет этот процесс как будто останавливается. И ощущается это только на пробеге. Если изначально заявлено 160 км, то после пятилетней эксплуатации эти марки машин пробегают 130 км. И даже те, кто ездит быстро и много, до 50 тысяч км в год, подтверждают заявленные производителями параметры, и временные рамки. Главное, вовремя заряжать батареи.

Губительное воздействие быстрых зарядок

Многие владельцы электрокаров в чрезмерной заботе о своем «железном коне» пытаются постоянно поддерживать максимальный заряд, производя быстрые зарядки, и это сильно изнашивает аккумулятор. Правильная зарядка – это периодический, один раз в неделю процесс, когда для поездки остается не больше 10% емкости. Нужно подключить аккумулятор ночью, чтобы дать ему зарядиться до 100% емкости аккумулятора.

Замена батареи на электромобиле

Есть возможность заменить?

Замена батареи на электромобиле любой марки есть всегда. Но, совсем непросто сделать это, как, например, зарядить телефон. Все источники различаются по разъемам, модификациям креплений. даже в одной модели автокара, если они претерпели различные переработки. Как правило, блок управления аккумулятором взаимосвязан с бортовым компьютером авто, где нужны определенные коды. То есть, даже если по размерам и всем параметрам разъемы подойдут, то без соответствующей компьютерной программы сделать это будет невозможно. Так что о замене аккумулятора «по-быстрому» речи быть не может.

Другой момент, который важен, то что менять аккумулятор необходимо лишь через 10 лет, когда будет потеряна большая часть емкости. Если АКБ повреждена физически, например, из-за плохой дороги, можно произвести частичный ремонт, поскольку все батареи состоят из блоков, которые есть возможность заменить по отдельности.

Сколько стоит батарея

Многие интересуются, сколько стоят батареи для электромобилей. Цена варьируется в зависимости от марки авто, емкости и состояния. Но, стоит отметить, что совсем недавно стоимость аккумуляторов была гораздо выше, чем на сегодняшний момент. Особенно низкие цены, у продавцов, бывших в употреблении батарей. Так что, стоимость зависит от многих факторов, и сформировывается в каждом конкретном случае.

При желании владельца автокара можно купить новый источник питания, благо производство батарей для электромобилей интенсивно развивается. Компании от производителей предлагают различные виды, даже в рассрочку. Покупать тяговую АКБ через интернет – это определенный риск, но стоимость будет дешевле, чем покупка у специальных отечественных продавцов, но зато снижаются всевозможные риски, а за это стоит дополнительно заплатить.

Сколько стоит батарея

Заключение

Производители батарей на электромобили рады тому, что прогнозируется рост спроса на их продукцию в мире. Потому сегодня они озабочены поставками необходимого сырья, к которым относится и кобальт. Стремясь обеспечить своевременные поставки, производители напрямую договариваются даже с компаниями, добывающими редкоземельные металлы.

А в долгосрочной перспективе производители собираются изменить саму конструкцию батарей, с содействием твердотельных источников, которые будут хранить, и отдавать максимальную энергию. Стремительный прогресс в скором времени вычеркнет из жизни аккумуляторы с жидким электролитом.