Аккумуляторы для электромобилей

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 устройств бытовой электроники, 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 по переработке 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-металлогидридные батареи

Никель-металлогидридные батареи, обычно используемые в компьютерном и медицинском оборудовании, обладают приемлемой удельной энергией и удельной мощностью. 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 аккумуляторы большой мощности, но эти аккумуляторы используются только в имеющихся в продаже электромобилях для вспомогательных нагрузок.

Ультраконденсаторы

Ультраконденсаторы хранят 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.

Если вы можете оставить свой автомобиль включенным, находясь дома или в аэропорту

• Если вы можете оставить свой автомобиль заряжаться, то обязательно сделайте это, это значительно упростит задачу и позволит автомобилю контролировать все самостоятельно, и вам не придется об этом беспокоиться.
• Литий-ионные аккумуляторы лучше всего хранить при уровне заряда около 50 %, поэтому установите уровень заряда в приложении Tesla или в автомобиле на 50 %. Автомобиль будет автоматически использовать некоторую энергию, когда это необходимо для охлаждения или нагрева батареи, и он будет получать эту энергию непосредственно от источника питания, а не от батарей Tesla.
• Держите автомобиль в гараже или под навесом, если это возможно, это поможет защитить ваш автомобиль от экстремальных элементов, таких как снег, лед и жара. В общем, это просто хорошая практика.

2. Выберите правильную среду

Теперь, когда ваш автомобиль готов к хранению, все, что вам нужно сделать, это убедиться, что окружающая среда, в которой он будет оставаться в течение нескольких месяцев подряд, не подвергается воздействию каких-либо элементов, которые могут повредить его компоненты.

В идеале вам нужно хранить свой электромобиль в помещении, в сухом и прохладном месте. Не забудьте выбрать зону, обеспечивающую доступ к как можно большему количеству розеток, поскольку они вам понадобятся.

Кроме того, вы должны выбрать специально отведенное место, где не будет большого пешеходного движения, так как малейшая авария может ухудшить долговечность вашего автомобиля.

Даже если вы, вероятно, будете использовать водонепроницаемое покрытие, убедитесь, что нет никаких утечек, способствующих чрезмерному уровню влажности в этом районе. Влажность может быть злейшим врагом вашего электромобиля, когда дело доходит до длительного хранения.

Как долго должен работать аккумулятор электромобиля?

Это самый важный и дорогой компонент автомобиля. К счастью, он должен быть в состоянии пройти дистанцию.

Во многих отношениях электромобиль механически проще, чем автомобиль с обычным двигателем. В электродвигателе гораздо меньше движущихся частей, чем в бензиновом двигателе, в электромобиле используется только односкоростная коробка передач, а электромобили избегают более двух десятков обычных автомобильных компонентов, которые в конечном итоге выйдут из строя и потребуют замены.

Тем не менее, одна проблема, которая продолжает появляться в опросах потребителей, касается времени автономной работы электромобиля. В недавнем исследовании, проведенном Cox Automotive, 46 процентов тех, кто рассматривает возможность покупки электромобиля, опасаются, что аккумуляторной батареи хватит только на 65 000 миль или меньше. Безусловно, замена аккумулятора электромобиля — дорогое удовольствие. Например, новая аккумуляторная батарея для электромобиля Chevrolet Bolt, как сообщается, стоит более 15 000 долларов, и это не считая стоимости рабочей силы.

Однако, хотя аккумуляторная батарея электромобиля в конечном итоге потеряет способность удерживать полный заряд, будьте уверены, что она вряд ли выйдет из строя полностью, а скорее постепенно потеряет свою емкость с течением времени. При этом мы еще не видели сообщений о том, что старые автомобили с батарейным питанием отправляются на свалку, потому что их силовые элементы были истощены. Nissan сообщает, что в своем электромобиле Leaf пришлось заменить лишь относительно небольшое количество аккумуляторов, несмотря на то, что за последние восемь лет производства было продано много тысяч единиц.

Основы батареи

Литий-ионные аккумуляторы, используемые в электромобилях, аналогичны тем, которые используются в сотовых телефонах и ноутбуках, только они намного больше.Они сильно отличаются от тяжелых свинцово-кислотных аккумуляторов, используемых в обычных автомобилях, и имеют более высокую плотность энергии, чем перезаряжаемые никель-металлогидридные аккумуляторы. Они также менее склонны к потере заряда, чем другие типы батарей, когда они не используются. Аккумуляторы электромобилей обычно содержат ряд соединенных отдельных ячеек, возможно, несколько сотен, в зависимости от модели, вместо одного массивного блока.

Емкость аккумуляторной батареи электромобиля выражается в киловатт-часах, сокращенно кВтч. Здесь лучше больше. Выбор электромобиля с более высоким рейтингом кВтч похож на покупку автомобиля с большим бензобаком, в котором вы сможете проехать больше миль, прежде чем вам понадобится «заправиться». При этом помните, что система управления электромобилем не позволяет аккумулятору стать полностью заряженным или полностью разряженным на 100 процентов, чтобы сохранить его работоспособность и продлить срок службы.

Агентство по охране окружающей среды оценивает электромобили в соответствии с их энергоэффективностью и оценивает средний запас хода каждой модели при полной зарядке. Однако, как говорится, ваш пробег может варьироваться. Если у вас есть электромобиль и вы обнаружите, что не приближаетесь к расчетному диапазону, это не обязательно означает, что аккумулятор автомобиля серьезно разряжен.

Во-первых, вождение на более высоких скоростях будет потреблять больше энергии аккумулятора, чем при езде по городу с частыми остановками. Это нелогично для многих людей, поскольку это противоположно тому, как работает автомобиль с газовым двигателем, который потребляет меньше топлива при движении на скоростях по шоссе, чем в пробках. Кроме того, для приведения в движение автомобиля с полной загрузкой пассажиров и груза требуется больше энергии, чем для автомобиля, в котором находится только водитель.

Важно отметить, что экстремальные температуры, особенно сильный мороз, могут снизить как производительность батареи, так и ее способность принимать заряд. Использование обогревателя или кондиционера также потребляет заряд аккумулятора выше среднего.Исследование, проведенное AAA, показало, что когда температура окружающей среды падает до или ниже 20 ° F и работает обогреватель автомобиля, средний рабочий диапазон электромобиля снижается на 41 процент. Когда ртутный столбик достигает 95 ° F и используется кондиционер, владелец может ожидать, что диапазон упадет в среднем на 17 процентов.

Срок службы батареи

Хотя некоторые покупатели электромобилей берут расширенную гарантию, чтобы избавиться от опасений по поводу чрезмерного разряда батареи, в этом нет особой необходимости. При этом на аккумуляторы всех электромобилей, продаваемых в США, распространяется гарантия не менее 8 лет или 100 000 миль пробега. Kia покрывает аккумуляторы в своих электромобилях в течение 10 лет или 100 000 миль, в то время как Hyundai делает еще один шаг, увеличивая его до пожизненного покрытия.

Имейте в виду, однако, что некоторые автопроизводители покрывают аккумулятор только от полной потери способности удерживать заряд, что бывает крайне редко. Другие, в том числе BMW, Chevrolet, Nissan, Tesla (модель 3) и Volkswagen, заменят аккумулятор, если он упадет до указанного процента емкости в течение гарантийного срока, что обычно составляет 60-70 процентов.

Но сколько времени пройдет, прежде чем электромобиль потеряет способность удерживать полный заряд? Как упоминалось выше, хотя аккумуляторная батарея электромобиля имеет тенденцию немного ухудшаться с каждым циклом зарядки и разрядки, это чрезвычайно постепенный процесс. Например, согласно данным, собранным организацией Plug In America, аккумуляторная батарея в Tesla Model S потеряет только около пяти процентов своей первоначальной емкости за первые 50 000 миль, при этом скорость разрядки фактически замедлится. В недавней ветке обсуждения Tesla на Reddit большинство владельцев Model S сообщили, что потеряли всего несколько процентных пунктов первоначальной емкости аккумулятора автомобиля после нескольких лет использования.

С другой стороны, можно ожидать, что электромобили, находящиеся в самом жарком климате, будут терять емкость батареи немного быстрее, чем автомобили, живущие в районах с более умеренным климатом.Сильная жара — враг литий-ионной химии, поэтому многие электромобили поставляются с аккумуляторными батареями с жидкостным охлаждением. Кроме того, старые электромобили с относительно небольшим запасом хода могут быстрее изнашиваться. Это связано с тем, что регулярный разряд большей части или всего заряда аккумулятора имеет тенденцию к более быстрому сокращению его емкости с течением времени. Это гораздо меньшая проблема с современными моделями дальнего радиуса действия, которые, как правило, ежедневно используют часть своей доступной мощности и просто «дозаправляются» ночью.

Чрезмерное использование общедоступных станций быстрой зарядки постоянного тока 3-го уровня (они могут довести электромобиль до 80 процентов своей емкости всего за 30 минут) также может сказаться на долгосрочной работе аккумулятора. Это потому, что чем быстрее заряжается электромобиль, тем горячее он становится, и, опять же, это неблагоприятно для батареи. Однако исследование, проведенное Национальной лабораторией Айдахо, показало, что эффект не особенно выражен. INL протестировала две пары идентичных моделей Nissan Leaf 2012 года, причем один комплект использовал домашнюю зарядку 240-вольтового уровня 2, а другой — исключительно общественные устройства с быстрой зарядкой постоянного тока. После того, как каждый проехал 50 000 миль, разница между уменьшенной емкостью аккумуляторов автомобилей уровня 2 и уровня 3 составила всего четыре процента.

Суть здесь в том, что при правильном уходе аккумуляторная батарея электромобиля должна прослужить более 100 000 миль, прежде чем ее запас хода станет ограниченным. Потребительские отчеты оценивает средний срок службы аккумуляторной батареи электромобиля примерно в 200 000 миль, что составляет почти 17 лет использования при пробеге 12 000 миль в год.

Забегая вперед, Tesla говорит, что работает над технологией, которая позволит аккумуляторам ее электромобилей работать до миллиона миль, что, вероятно, больше, чем может выдержать остальная часть автомобиля. Теперь это компонент на весь срок службы автомобиля.

2. Выберите сухое помещение с контролируемым климатом.

Хотя транспортные средства, как правило, нормально справляются с парковкой снаружи на регулярной основе, ситуация иная, когда речь идет о долгосрочном хранении электромобилей. Когда вы готовите свой электромобиль к хранению, рекомендуется не оставлять его снаружи и выбрать внутреннее место, например, гараж.

Если автомобиль находится на улице, перепады температур, а также сильная жара или сильный холод могут повредить аккумулятору, напоминает CarProUSA. Стремитесь к гаражу с климат-контролем для лучшего хранения. Если у вас нет гаража или доступа к нему, предпочтительнее держать электромобиль под навесом или тентом, чем под прямыми солнечными лучами.

Если вы идете по маршруту навеса или навеса, имейте в виду, что сильный холод по-прежнему будет проблемой для аккумулятора в зимнее время.

Как и в случае с любым транспортным средством, шины вашего электромобиля со временем сплющатся под весом вашего автомобиля, если их не вращать. Избегайте этой проблемы, храня его на подъемниках, чтобы снять вес с шин. В качестве альтернативы возьмите за правило каждые несколько недель брать машину на пробежку, чтобы она опиралась на другую часть шины.

Выберите закрытое место, где вы можете оставить свой автомобиль. Гараж защищает его от непогоды и имеет минимальные утечки, поэтому повреждение водой не представляет угрозы. Относительно постоянная температура также идеальна. Кроме того, источник питания поможет вам обслуживать батареи, если вы решите оставить их подключенными к сети или подключенными к зарядному устройству.

Если у вас нет гаража, у вас могут быть варианты самостоятельного хранения. Если держать автомобиль в закрытом помещении невозможно, защитите его водонепроницаемым чехлом.

Если в вашем домашнем гараже нет домашнего зарядного устройства для электромобилей, рассмотрите возможность его установки. Это не только упростит хранение, если вам нужно подключить его к порталу зарядки, но и упростит вашу повседневную поездку, когда вы начнете чаще пользоваться своим автомобилем.

Профессионалы Webasto помогут вам определить, какое бытовое зарядное устройство лучше всего подходит для вашего дома, а также могут установить его для вас. Чтобы узнать больше о вариантах зарядного устройства для вашего электромобиля, ознакомьтесь с нашими вариантами в Интернете.