Вопрос о сроке службы батареи электромобилей интересует и владельцев «электричек», и тех, кто только собирается приобретать трендовое авто. В этой статье расскажем, как рассчитать ресурс и увеличить время жизни аккумулятора.

При заряде аккумулятора, электрическая энергия переходит в химическую, при разряде — процесс идёт в обратную сторону. Понятно, что это не вечный двигатель, и со временем в реакции образуются побочные нерастворимые осадки, то есть ёмкость теряется. Процесс называется деградацией.

Временные рамки жизни аккумуляторов неодинаковые. Например, у производителя EVE — поставщика компании «Чистая Энергия» — каждую партию батарей сопровождает паспорт изделий, в котором помимо прочих параметров указана долговечность.

Срок жизни обозначают количеством циклов заряд–разряд. В примере из паспорта EVE он равен 1500 циклам разряда–заряда. Данные приводятся на основании лабораторных испытаний.

На практике ресурс аккумулятора электромобиля считается следующим образом:

Возьмём условное авто с ёмкостью батареи 70 кВт*Ч.

Зимой в морозы этого заряда хватит на 200 км, летом на 400 км. Усредним показатели до 300 км. С этим значением и будем работать.

300 км умножим на количество циклов — 1500 и получим 450 000 км пробега. Если перевести путь во время жизни АКБ, получим следующий расчёт:

Условный автовладелец проходит 20 000 км в год, в нашем примере ресурса батареи электромобиля хватит более чем на 22 года (450 000 км/20 000 км = 22,5 года).

В примечании к количеству циклов указано, что ресурс в 1500 циклов соответствует потере ёмкости в 70%.

Это значит, что через 450 000 км пробега (или 22,5 года эксплуатации) батарея не выйдет из строя, она просто потеряет ёмкость на 30%, а 70% у неё останется!

Значения, указанные в паспорте, замеряют при токе 0,5C, где C — это ёмкость аккумулятора.

В реальных условиях авто эксплуатируется при более высоких токах (разряд батареи происходит в интервале от 1C до 4C).

Делая поправку на идеальные условия производителя, сократим ресурс в 1,5 раза.

У нас получится 300 000 км пробега или 15 лет эксплуатации.

На сайте Butteryuniversity.com можно посмотреть данные исследований от разных институтов и лабораторий мира. На графике ниже приведена зависимость глубины заряда и разряда от количества циклов.

Зелёная кривая иллюстрирует самый популярный сценарий (заряд до 85% и разряд до 25%).

График показывает, что количество полных циклов, которые может вынести аккумулятор, увеличивается почти в 3 раза (с 2000 до 5 500). Это превышает срок службы «железа», то есть самого автомобиля.

Специально для скептиков приведём статистику Tesla Club.

Здесь точки взяты уже не из идеальных условий лаборатории, а от реальных пользователей. После усреднения значений видно, что к 250 000 км пробега остаток жизни батареи составляет порядка 92%.

Скорость и течение химической реакции зависят от температуры. Чем выше нагрев, тем быстрее протекают процессы, а значит растёт и износ.

Для того чтобы реакция не слишком отклонялась от эталонных лабораторных показателей, подсчитанных при 20 0С, используют систему термоменеджмента. Она следит, чтобы аккумулятор поддерживал максимальную ёмкость с минимальным износом, то есть подстраивает неидеальную практику к эталону.

Рассмотрим условия, при которых происходит ускоренная деградация батареи.

Здесь нужно обратить внимание на ток разряда в электрической цепи во время движения, а также ток заряда, который возникает, когда авто встаёт на зарядку. Медленное пополнение заряда не способно разогреть даже самую примитивную по химическому составу батарею, а вот быстрое делает это легко.

Перечислим правила по степени важности:

Для NMC–элементов важно избегать длительного пребывания батареи как в полностью заряженном, так и в полностью разряженном состоянии. Это условие важно соблюдать, поскольку NMC–система нестабильна в своих крайних положениях. В этих точках износ не прекращается даже при отсутствии циклов. Помните, что длительный простой при 100% заряде плохо влияет на аккумулятор. Батарейную систему можно представить в виде пружины: в крайне сжатом и растянутом состоянии она имеет максимальное напряжение, поэтому оставлять надолго при 100% или 20% и ниже заряде нежелательно. Для облегчения жизни пользователей в электромобилях предусмотрена система, задающая предельный уровень заряда. Если запаса хода достаточно, его лучше установить на 80%.

При малейших сбоях в термостабилизации, кондиционировании, недостатке уровня антифриза следует устранить ошибку в сервисном центре. Игнорирование проблемы может привести к нагреву аккумулятора и снижению ресурса.

Если в автомобиле не работает подогрев батареи, то эта ситуация практически не влияет на срок эксплуатации в процессе разрядки АКБ. Однако с зарядом всё обстоит не так хорошо. При температурах ниже нуля производитель запрещает эксплуатацию NMC–химии.

В электромобиле при заряженной батарее ток в контуре будет меньше, чем в ней же, но в разряженном состоянии. Это значит, что при разряженном аккумуляторе нужно избегать повышенных нагрузок (или высоких токов). Другими словами, не давите газ в пол, если «электричку» требуется подзарядить.