Достоинства и недостатки тяговых и графеновых аккумуляторов для электромобилей, цена

Использование энергии радиоволн

Эксперты прогнозируют, что до 2020 года более 50 млрд миниатюрных устройств будут взаимодействовать друг с другом. Исследователи Вашингтонского университета разработали беспроводную коммуникационную систему, использующую энергию телевизионных сигналов и сигналов мобильной связи. Хотя КПД и невысок, однако достаточен для передачи сообщений.

В ходе тестов система отправляла до 1000 бит в секунду и использовала для этого волны ТВ-передатчиков, расположенных на расстоянии от 800 м до 11 км.

Также с каждым движением тела мы производим небольшое количество энергии, которая может быть преобразована в ток. Генератор на колесе велосипеда — лучший пример. Было бы неплохим вариантом использовать эту энергию для подзарядки смартфона. В технологическом институте Джорджии (Атланта) исследователи изобрели генератор, который вырабатывает электричество из трения.

Он состоит из четырех плоских дисков, расположенных друг над другом. Три из них смонтированы неподвижно и выглядят как слои торта, к ним прикреплены электроды. Над ними перемещается медный диск. Когда ротор трется по расположенному под ним «куску торта» с покрытием из золота, возникает напряжение, благодаря чему генератор непрерывно вырабатывает переменный ток и обеспечивает мощность до 1,5 Вт.

Все устройство невелико и помещается в кармане: при диаметре 10 см и объеме 0,6 см3 его вес составляет1,1 г. В будущем у нас всегда будет под руками источник питания — стоит лишь немного потереть его.

Фотографии в статье: Eliza Grinnell/Harvard School of Engineering and Applied Sciences; Lawrence Berkeley National Laboratory, Imprint Energy, Inc.; Nanoflowcell; Sensor Systems Laboratory/University of Washington; Xudong Wang; Volvo

Типы аккумуляторных батарей для электромобилей

В современном производстве электромобилей, чаще всего используют литий-ионные батареи. Средний период эксплуатации таких аккумуляторов составляет порядка 8 лет, что подтверждают сами производители АКБ.
Определяющей характеристикой для литий-ионных батарей, является возраст и число циклов зарядов батареи, то есть сколько раз данную батарею можно заряжать в период эксплуатации. Среднее число полных «зарядок» современных аккумуляторных батарей для электромобилей составляет несколько тысяч циклов.

Кроме этого важную роль играет корректная эксплуатация АКБ, которая включает:

• правильную зарядку и разрядку батареи;
• разумную эксплуатацию в зимний период;
• грамотный расчет производительности;
• температурный режим использования;
• использование ПО для определения состояния батарей, к примеру Leaf Spy Pro, которая показывает, какие ячейки аккумуляторов Nissan Leaf битые, а какие живые.

Большинство литий-ионных аккумуляторов работает на графитных электродах кобальтатов лития с напряжением в 36В и продуцируемой мощностью 15 кВт. Также существуют литиевые источники питания, которые различаются по внутренним компонентам на такие типы:

1. Никель-кобальт-марганцевые. Использование кобальта, который немного дороже марганца увеличивает термин эксплуатации батареи. Небольшим недостатком батарей, считается их чувствительность к высоким температурам.
2. Никель-кобальт-алюминиевые. По своим параметрам схожи с п.1, но дешевле благодаря замене дорого марганца, алюминием.
3. На основе сплава фосфат железа. Надежные и стабильные в эксплуатации, однако аккумуляторов такого типа требуется больше, поскольку они функционируют на пониженном напряжении.

Деление по типам

Свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор выпускают в различных модификациях, которые отличаются по физико-химическому состоянию электролита, составу и толщине пластин. Принято выделять:

• WET («мокрый») – классический, со стандартной комплектацией пакета и жидким электролитом;
• EBF – утолщенные электроды (1,5-2 раза);
• AGM – со стекловолоконными матами между пластинами, в который абсорбирован электролит;
• кальциевый (Ca/Ca) – оба типа электродов легированы кальцием;
• гибридный (Ca+ или HIBRID) – анод содержит сурьму, а катод – кальций.

Гелевые АКБ (GEL) с загущенно-твердым электролитом практически не выпускают в стартерной модификации из-за низких пусковых токов, в основном являются тяговыми источниками энергии для машин и устройств с приводным электродвигателем. Батареи EBF и AGM, например, аккумуляторы для автомобиля Hankook (производитель AtlasBX Co. Ltd Южная Юкерая), адаптированы под систему «старт-стоп», устойчивы к глубокому разряду и низким температурам. Кальциевые модели чувствительны к потере заряда, но генерируют максимально высокие пусковые токи и не допускают самопроизвольной утечки емкости. Гибриды сочетают положительные стороны всех технологий, но не поддерживают режим «старт-стоп» и достаточно интенсивно саморазряжаются.

Алюминий-ионные аккумуляторы

По своей конструкции данные виды батарей не сильно отличаются от предыдущих вариантов, разве что производители добавили в состав алюминиевые сегменты. Тем не менее, алюминий значительно повышает безопасность эксплуатации и практически полностью убирает риск взрыва. За все приходится платить, и в этих АКБ безопасность стала поводом для уменьшения производительности катода. Это значит, что машина сможет проехать меньше на одном заряде, а циклов зарядки/разрядки само изделие может пережить до 700-800. Это немного сокращает средний срок эксплуатации изделия.

Исследователи на базе автомобильных концернов в Китае сегодня ведут разработки нового поколения аккумуляторных батарей для электромобилей именно на основе алюминий-ионных технологий. Как только экономический смысл использования таких сегментов питания будет оптимальным, эти виды батарей заменят литий-ионные на многочисленных китайских электрических автомобилях. Но пока это только перспективная технология.

Важно! Если в будущем у вас появится машина с алюминий-ионным аккумулятором, не стоит заражать ее на 100%. Оптимальный заряд без разрушения элементов внутри батареи – 85-90%

В чём сходства и отличия

Теперь следует разобраться в том, чем отличаются тяговые аккумуляторы от стартерных и что между ними есть общего.

Первым и ключевым отличием тягового типа аккумулятора от стартерного является их назначение. Первые выступают как постоянные источники питания, в то время как стартерные обладают кратковременным воздействием. Их задача просто в том, чтобы запустить двигатель. Далее АКБ только заряжается и фактически находится в состоянии покоя до следующего пуска. От тяговой батареи питание на потребитель идёт постоянно.

Если же смотреть на конструктивные особенности и устройство, здесь есть несколько пунктов, чтобы понять, чем тяговый аккумулятор на деле отличается от стартерного типа АКБ. Речь идёт о таких свойствах:

• стартерные устройства имеют куда более тонкие пластины в сравнении с тяговыми;
• у электролитов применяется несколько разный химический состав;
• силовая, то есть тяговая АКБ, предусматривает использование более толстого и прочного корпуса, чтобы выдерживать нагрузку от пластин;
• поскольку пластины у стартерных устройств тоньше, они меньше по весу и размерам.

Не все понимают, почему пластины настолько разные по толщине.

Привычные АКБ для запуска двигателя имеют многочисленные, тонкие, компактно расположенные друг к другу пластины. Это нужно для того, чтобы накапливать большое количество энергии и выдавать мощный пусковой ток.

Но перед силовой батареей такая задача не стоит. Из-за этого пластины делают толще и больше. Тем самым источник питания работает продолжительное время, пластины не осыпаются и не разрушаются.

Подобное отличие ещё не говорит о том, что между батареями нет ничего общего. Как у тягового аккумулятора, так и у стартерного источника питания есть несколько схожих моментов. В именно:

• предусмотрено наличие положительных и отрицательных электродов (есть «плюс» и «минус»);
• в обоих случаях внутри корпуса находится электролит, пусть он и может отличаться по составу;
• вся конструкция заключена в пластиковый корпус.

Остаётся лишь актуальным вопрос об их взаимозаменяемости.

Долговечность батареи

Долговечность батареи на текущий момент с учетом постепенного падения остаточной емкости не ниже 70% составляет более 4 000 циклов зарядки-разрядки, то есть в среднем более 1 500 000 км и служит более 10 лет. Последнее позволяет утверждать, что сейчас главная претензия к тяговым батареям — их стоимость.

Как падает емкость аккумулятора

С годами и пройденными километрами емкость аккумуляторной батареи электромобиля падает. Все батареи в конечном итоге изнашиваются и должны быть заменены. Скорость, с которой они истекают, зависит от ряда факторов. Глубина разряда — это рекомендуемая минимальная доля общего объема накопленной энергии, для которой эта батарея будет достигать своих номинальных циклов. Аккумуляторные батареи с глубоким циклом обычно не должны разряжаться до менее чем 20% от общей емкости. Отдельные современные батареи могут выдержать более глубокие разряд. Литий-ионные батареи, используемые в большинстве современных электрокаров, теряют часть своей максимальной емкости в год, даже если они не используются, но имеют очень высокое циклическое сопротивление и выдерживают более 10 000 циклов заряда и разряда и длительный срок службы до 20 лет. Никель-металлгидридные батареи теряют гораздо меньшую емкость. 

В США проводились тесты срока службы батареи Tesla Roadster (2008). Было обнаружено, что после 100 000 миль (160 000 км), батарея по-прежнему оставалась вместимостью от 80 до 85 процентов, причем независимо от того, в какой климатической зоне движется автомобиль. Родстер Tesla был построен и продан в период с 2008 по 2012 год. Для своих 85-кВт-ч аккумуляторов в Tesla Model S предусмотрена 8-летняя гарантия с неограниченным пробегом.

По состоянию на декабрь 2016 года самым продаваемым в мире электромобилем в мире является Nissan Leaf, с более чем 250 000 единиц, проданных с момента его создания в 2010 году. Nissan заявил в 2015 году, что за это время только 0,01% батарей пришлось заменить из-за сбоев или проблем. Есть множество EV транспортных средств, которые уже покрыли более 200 000 км; ни у одного из них не было никаких проблем с батареей.

Производители источников электропитания

На этом рынке доминируют азиатские компании. Объяснение простое — в Китае находятся  крупнейшие в мире  залежи солей лития и редкоземельных металлов, в частности кадмия. Их добыча и переработка — очень грязное производство, но в Поднебесной долго не существовало экологического законодательства, а рабочая сила стоила дешево.

Например, CATL, то есть Contemporary Amperex Technology, снабжает не только  китайские компании, но и BMW, Volkswagen, Daimler, Volvo, Toyota, Honda. Импортные электромобили получали субсидии при ввозе в страну, только если были оснащены китайскими АКБ.

Второе место по объему производства занимает  BYD, принадлежащая Уоррену Баффету. Большая часть ее продукции используется в ее собственных электрокарах и электробусах.

АКБ для Tesla Motors, Toyota, Honda и Ford Motor поставляет японская компания Panasonic. Ее заводы разбросаны по всему миру, в том числе и Китаю. Южная Корея представлена компанией LG. Ее продукцией комплектуются е-керс компаний Ford, Renault, Hyundai, Volkswagen, Volvo и Tesla.

Конкуренцию ей составляет инновационная Samsung SDI, дочерняя фирма суперкорпорации Samsung Electronics. Открылся собственный завод компании Tesla, разумеется, самый большой в мире. Гегемония азиатских производителей наконец-то поколеблется.

Как определить полярность аккумулятора?

Автомобильный аккумулятор, как и любой элемент питания, например, «пальчиковая» батарейка, имеет определенную полярность («+» плюс и «-» минус)

Важно при подборе новой аккумуляторной батареи для своего автомобиля правильно определить расположение плюсовой клеммы. Ведь если вы перепутаете полярность стартерного аккумулятора, вам скорее всего не удастся его установить, и впоследствии, возникнут проблемы с заменой уже нового аккумулятора

Немного поразмыслив, вы скажете – «Ничего страшного, я разверну аккумулятор вокруг его оси, и полярность сразу поменяется». Это так, НО…

В настоящее время все стремятся сэкономить, производители автомобилей не исключение… Каждый сантиметр современной иномарки стоит не мало денег, в том числе и токопроводящие элементы (провода).

Конструкторы все просчитали, все в «притирочку», проводки ровно столько, сколько необходимо для предусмотренного аккумулятора. И если вы купили аккумулятор неправильной полярности и предполагаете развернуть его в месте установки, то учитывайте особенности конструкции стартерной аккумуляторной батареи, в частности то, что клеммы расположены по краю крышки корпуса АКБ, и если вы развернете аккумулятор, те самые клеммы окажутся с противоположной стороны.

И вот вы развернули аккумулятор, клеммы соответственно сместились в противоположную сторону, а конструкторы вашего авто на это не рассчитывали, и длинны силовых проводов автомобиля попросту не хватит для подключения аккумулятора.

Раньше конструкторы автомобилей не были такими экономными, и зачастую авто старого образца имеет небольшой запас длины токопроводящих элементов (проводки), поэтому владельцам этих авто подойдут аккумуляторы с любой полярностью.

И все же, у вас современный автомобиль, и вам нужно правильно подобрать аккумулятор с определенной полярностью.

Начнем с простого.

Для того, что бы определить полярность аккумулятора, предусмотренного производителем на ваш автомобиль, достаточно просто правильно посмотреть на него. Итак, вы смотрите на аккумулятор, из-за конструкционных особенностей подкапотного пространства, он на разных машинах может размещаться по-разному.

​

Смотреть на аккумулятор предпочтительней с верхнего ракурса. На стандартных АКБ плюсовая и минусовая клеммы расположены по длинной стороне корпуса батареи в правом и левом углах.

Осталось дело за малым, расположите аккумуляторную батарею таким образом, чтобы углы, в которых находятся клеммы, были ближе к вашему лицу.

Отличие прямой и обратной полярности автомобильного аккумулятора:

Если смотреть сверху:

Правильно:

«обратная (0) R+» полярность	«прямая (1) L+» полярность
​

​Неправильно:

​​

Вы сразу задумались, как это проблематично отключить от аккумулятора провода, и после этого вертеть тяжелый «свинцовый ящик»… Этого, конечно же, делать не нужно, достаточно просто подойти (расположить себя) с правильной стороны относительно источника питания вашего автомобиля.

И вот мы «ПРАВИЛЬНО» смотрим на аккумулятор, и внимательно изучаем:

1. Если вы не отключали АКБ, и он все еще находится на своем месте, то, как правило, на современных авто, токопроводящие элементы (попросту провода с «наклемниками») имеют разные цвета. Клемма, к которой подключен провод красного цвета, и есть плюсовая.

2. Присмотритесь к тем самым углам крышки аккумулятора, в которых находятся клеммы, в 99% случаях в одном из этих углов вы увидите маркировку «+». Вы нашли плюсовую клемму.

3. Бывают и тяжелые случаи: Вы все тщательно осмотрели и все же не нашли никаких знаков указывающих на полярность аккумулятора. Не отчаивайтесь. Как правило, плюсовая клемма отличается от минусовой по размеру. Можно заметить и невооруженным глазом, что одна из клемм «толще», вот она и есть плюсовая.

Вот и все – вы определили, что плюсовая клемма находится с правой стороны – значит у вас аккумулятор с «обратной (0) R+» полярностью, если же «+» слева – значит АКБ с «прямой (1) L+» полярностью.

Основные, силовые разъемы

Логично, что разъем у аккумулятора должен подходить к разъему на коптере. Если коптера у вас еще нет, выберите один тип разъемов и используйте его везде.

Lipo аккумуляторы идут с 2 разъемами: балансирный разъем и основной, силовой разъем (за исключением аккумуляторов 1S, у них всего 1 силовой разъем). Существует несколько видов разъемов. Отличаются в основном по форме, весу и допустимому максимальному току.

Разъемы 1S аккумуляторов

Разъемы 1S аккумуляторов очень маленькие, а максимально допустимый ток не очень большой. Они в основном используются в коптерах с коллекторными моторами.

Pico blade
JST-PH

Разъемы аккумуляторов 2S-6S

В этой категории аккумуляторов побольше видов разъемов, но не все здесь перечислены. Многие из них используются не часто, так что не стоит о них беспокоиться. Для мини коптеров самый популярный разъем это XT60.

Однако XT60 рассчитан на токи до 60А, а коптеры потребляют все больше и больше, так что скоро популярность обретут и другие разъемы.

Вот статья с описанием проводов, разъемов и максимально допустимых токов.

	В основном 2S
	В основном 2S и 3S
В основном 3S и 4S

Балансирный разъем

Этот разъем используется для балансировки аккумулятора при заряде, т.е. для того, чтобы убедиться, что все банки заряжены одинаково.

Количество проводов зависит от числа банок, 3 провода у аккумулятора 2S, при увеличении числа банок, количество проводов также увеличивается.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление (Internal resistance — IR) может рассказать, на сколько хорош аккумулятор. Чем ниже значение, тем лучше. Чем выше внутреннее сопротивление, тем меньше максимальный ток; а просадка напряжения больше. При этом больше энергии впустую тратится на нагрев и, следовательно, больше шансов перегреть аккумулятор.

Внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается по мере эксплуатации. Это необратимый процесс. Поэтому старые и часто используемые аккумуляторы уже не дают такого подрыва коптеру, их мощность просто недостаточна.

Подробнее про внутреннее сопротивление можно узнать из статьи про C-рейтинг (англ).

LiHV

LiHV — это разновидность Lipo аккумуляторов, HV обозначает High Voltage (высокое напряжение). Плотность энергии у них выше, чем у традиционных Lipo аккумуляторов, их можно заряжать до 4,35 В на ячейку. Однако отзывы об их живучести противоречивые, т.е. они могут деградировать быстрее чем обычные LiPo.

Более подробно про LiHv.

Аккумуляторы для фонариков

Аккумуляторы для фонарика представлены на рынке в широком ассортименте и выбор зависит от конкретной модели.

Наибольшей популярностью пользуются:

• АА (14500) – аккумуляторы для больших фонариков (длина 5 см, диаметр 1.4 см)
• ААА – обычные Ni-MH элементы с номинальным напряжением 1.2 В и емкостью 500-1100 мАч
• CR123A 16340– созданы для компактных фонариков (длина 3.4 см)

Есть также специальные аккумуляторы для мощных фонариков и электрошокеров.

Они имеют свои уникальные типоразмеры, которые нужно подбирать в зависимости от модели фонарика:

• 10440
• 18650
• 26650

Эти аккумуляторы отличаются физическими размерами и емкостью. В основном они являются литий-полимерными, что делает их очень легкими. Из производителей хорошо зарекомендовали себя Panasonic, Robiton, Fenix.

Аккумуляторы для электромобилей

Тенденция истощения мировых запасов нефти наступает обществу на пятки. Инженеры автоконцернов бьются в поиске альтернативных видов топлива. В скором будущем у каждого второго жителя планеты Земля в гараже будет «заправляться» гибридный авто, где источником питания будет электросеть, а место бака займет аккумулятор.

На гибридные автомобили и электрокары ставят никель-металлогидридные, литий-ионные, никель-солевые, никель-солевые батареи.

Конструкция аккумуляторов электромобилей и гибридов намного сложнее чем у обычных.  Кроме старта, на них возложена задача питать электричеством автомобиль для движения по автомобильной дороге. Соответственно, и цена выше.

Если свинцово-кислотная батарея содержит 6 аккумуляторных пластин, то в батарее электромобиля или гибрида внутри их намного больше.

Аккумуляторы гибридов содержат сотни небольших батарей или «ячеек». Например в Toyota Prius II поколения 168 отдельных литий-ионных ячеек-аккумуляторов. По размерам батареи гибридных электромоторов намного больше обычных, поэтому располагают их в багажнике, под задними сидениями пассажира, либо вдоль машины, где они минимально препятствуют грузовому и пассажирскому пространству.

Заблуждение, что после выхода из строя аккумуляторной батареи гибрида ее замена будет стоить грандиозных денег, стоит развеять. Это мнение незнающих снобов. Во-первых, гарантия на батарею электромобиля или гибрида порядка 8 лет. Во-вторых, такая батарея не требует замены. В случае выхода ее из строя, батарея разбирается, отработавшие свой срок ячейки-аккумуляторы выкидываются и заменяются новыми. Да и выходят из строя такие электро — батарейки не так уж часто. Если батареи гибридного автомобиля и ломаются, то только по вине владельцев, которые, к примеру, ездят на машине при пустом баке только на одной электрической тяге, изнашивая при этом батарею. Если на СТО констатируют, что починить батарею не удастся, купить электро-аккумулятор для гибридного автомобиля можно через Zap-online.ru

Подробнее о видах аккумуляторных батарей для электромобилей

Никель-метал-гидридные (НМГ или Ni-MH) пришли на замену никель-кадмиевым технологиям в портативных компьютерах, т.к. НМГ выдают в три раза больше энергии.

Преимуществами НМГ аккумуляторов:

• не содержат кадмий;
• экологически чистые;
• высокая производительность;
• из-за удешевления технологии производства снижается и цена.

Недостатки никель-метал-гидридных АКБ — в больших размерах и в том, что держат заряд не так долго, как их конкуренты литий-ионные.

Никель-металлогидридная аккумуляторная батарея гибридного Toyota Prius (XW50)

Литий-ионные (ЛИ или Li-Ion) также широко используются в ноутбуках и персональных компьютерах. По сравнению с НМГ аккумуляторами ЛИ имеют большую энергетическую плотность. Если сравнивать два аккумулятора одинаковых размеров, в ЛИ будет больше энергии. ЛИ меньше по размерам, легче, компактней размещаются в автомобиле и имеют очень низкий уровень потери заряда.

Минус литий-ионныых аккумуляторов — в повышенной чувствительности к низким температурам, а при неправильной зарядке срок службы стремительно сокращается.

Литий — ионная батарея Nissan Leaf

Подробнее о передовых разработках аккумуляторных батарей для электромобилей читайте здесь.

Какие аккумуляторы используют в электромобилях?

Современные электромобили ездят на аккумуляторах (АКБ).

Знаете ли вы? Использование электромобиля обходится дешевле вдвое, чем авто на бензине.

Существует несколько распространённых типов, которые пользуются спросом:

• литий-серные;
• литий-ионные;
• алюминий-ионные;
• металл-воздушные.

Замена АКБ осуществляется исключительно мастером на специализированном сервисе технического обслуживания (СТО). Во время переустановки необходимо правильно подключить все разъёмы и соединиться с бортовым компьютером. Только правильная настройка гарантирует хорошую работу электромашины.

Обслуживаемые

Среди самых востребованных автомобильных аккумуляторов стоит отметить литий-ионные и металл-воздушные. Дополнительный уход за такими деталями не нужен. Эксплуатация будет длительной и беспроблемной. Электромашина на такой батарее сможет двигаться не один год.

Мощный литий-ионный аккумулятор используется электромобилями больше других вариантов и характеризуется рядом достоинств:

• неплохо накапливает плотность энергии;
• обладает большим напряжением, чем остальные;
• саморазряд батареи составляет в год не больше 20%, в месяц — 6%;
• отсутствует эффект памяти;
• максимальный срок эксплуатации — 10 лет.

Батарея относится к недешёвому варианту, поэтому позволить её могут себе не все. Учитывается также марка автомобиля. Ещё одним недостатком такого АКБ считается незащищённость от избыточного заряда. Температурный диапазон работы небольшой — от –20°С до +50°С. Остальные температуры негативно влияют на работу АКБ. Металл-воздушные АКБ — новый вид, пользующийся спросом. Ряд преимуществ говорит о высоком качестве и износостойкости.

Рекомендуем для прочтения:

• Бюджетные электромобили
• Принцип работы электромобиля
• Есть ли и нужна ли коробка передач в электромобиле
• Рейтинг самых лучших и популярных электромобилей в России

Такие АКБ:

Среди недостатков — внезапная остановка транспортного средства, а также необходимость хорошего фильтра и снижение работоспособности при низких температурах. В среднем срок эксплуатации — до 60 циклов зарядки.

Малообслуживаемые

Использовать литий-серные АКБ можно до 60 перезарядок, что не так много. Это делает их малообслуживаемыми. Тем не менее, сегодня ведутся разработки и нововведения, для максимального эффекта такого аккумулятора. Вариант многообещающий, поскольку над ним работает много известных мировых фирм и организаций.

Изменения к лучшему предвидятся уже с 2020 года. Ёмкость литий-серной АКБ выше остальных, вследствие реакции между двумя компонентами. Это обеспечивает более высокий диапазон температур и выносливость батареи в целом. Применяться такое устройство будет больше аналогичных. Цена также приемлемая. Количество перезарядок — основной недостаток таких аккумуляторов.

Знаете ли вы? Сегодня в мире насчитывается уже около 1 млн электрокаров, которыми активно пользуется человек.

Как падает емкость аккумулятора электромобиля спустя несколько лет

Отмечено, что в первую пару лет после приобретения электрокара емкость аккумулятора и запас хода уменьшаются на 5-10 %. Эти изменения можно объяснить измененным стилем езды, затратой энергии на работу кондиционера или техники для обогрева салона.

Максимальный спад емкости АКБ для таких машин припадает на третий-пятый год пользования, уменьшение запаса хода равняется 20-30 %. После этого уменьшение емкости высчитывается в незначительных процентных соотношениях: примерно 0-5% в год. Эта цифра становится меньше пропорционально возрасту автомобиля.

Считается, что Nissan Leaf, который введен в эксплуатацию на протяжении пяти лет, имеет способность преодолевать расстояние в 100-130 км – это две трети от 160 км, которые стандартно заданы при покупке такого электрокара.

Водители, которые активно пользуются своими электромобилями и за год преодолевают примерно 30-50 тысяч км, подтверждают приведенные выше выводы. При эксплуатации электрокара на дистанцию 10-20 тыс. км АКБ почти не показывает изменений.

Во время езды от 10-20 тыс. км до 50 тыс. км, спад емкости приравнивается к 20-30 %. От 50 тыс. км до 60-70 тыс. км деградация АКБ замедляется. После 70-80 тыс. км этот процесс практически сводится к нулю и машина имеет способность проехать 2/3 от первоначального пробега, указанного при покупке.

Особенности тяговых аккумуляторных батарей

Теперь следует рассмотреть тяговый вариант аккумулятора, что даст возможность отличить подобные источники энергии от ранее рассмотренных стартерных АКБ.

Тяговые батареи относятся к принципиально другому типу источников питания. И ключевое отличие заключается именно в принципе работы.

Вот и получается, что стартерные приборы выдают небольшой, но постоянный ток, необходимый для длительного и непрерывного функционирования потребителя. Основной сферой применения тяговых АКБ стали погрузчики, тягачи, складская техника, электромоторы для лодок, гибридные и полностью электрические автомобили.

Также они отлично себя показали в качестве источников питания для альтернативных энергонакопителей. Это те же самые солнечные батареи, ветрогенераторы и пр.

Тяговые АКБ отличаются повышенной устойчивостью к длительным нагрузкам, что позволяет им беспрерывно работать в течение нескольких часов, а иногда даже и дней. Всё зависит от того, сколько энергии может дать батарея и сколько энергии требуется потребителю.

А теперь сравните эти параметры со стартерными АКБ, где разряд от 12,7 до 10 В уже считается недопустимым.

Среди основных особенностей тяговых источников питания можно выделить:

• стойкость к глубокому разряду;
• способность работать в условиях низких температур;
• внушительный температурный диапазон работы, составляющий от -30 до 65 градусов Цельсия;
• разнообразие батарей по напряжению от 2 до 24 В;
• ёмкость таких АКБ варьируется от 30 до 300 Ампер, но есть и более мощные модели.

Как видите, диапазон по мощности отличается от характеристик, актуальных для стартерных батарей.

Ещё стоит обратить внимание на то, что производители тяговых АКБ обычно указывают 2 параметра ёмкости, в зависимости от температуры. Это диапазон от 2 до 5 градусов, и от 20 до 25 градусов Цельсия

Когда температура низкая, реальная ёмкость может отличаться от номинальной примерно на 10–15%.

Высокие показатели пускового тока здесь не предусмотрены. И это крайне важный момент, который во многом позволяет ответить на все вопросы.

Что же касается разновидностей, то тяговые АКБ могут быть:

• серебряно-цинковыми;
• свинцово-кислотными;
• гелевыми;
• никель-кадмиевыми;
• никель-металлгидридными;
• литий-ионными;
• литий-полимерными;
• литий-железо-фосфатными;
• литий-титановыми.

Как вы знаете, литий-ионные АКБ получили широкое распространение в гибридном и электрическом транспорте. Ряд категорий тяговых АКБ вовсе не применяются в каком-либо наземном транспорте. Те же серебряно-цинковые актуальны для космической и авиационной отраслей, а литий-полимерные применяются в телефонах, радиотехнике и цифровых аппаратах.

Металл-воздушные типы АКБ

Еще одна перспективная технология, которая находится на стадии разработки, – это металл-воздушные аккумуляторы. Такие батареи неплохо зарекомендовали себя на испытаниях, но по ряду причин не используются в серийном производстве автомобилей.

Главные достоинства технологии следующие:

• малый вес, что позволяет облегчить массу машины и уменьшить общий расход электроэнергии в пути;
• сравнительно большой пробег на одном заряде, что сразу же поднимает эту технологию в рейтинге;
• отсутствие серьезных проблем с утилизацией отработанного оборудования;
• невысокая стоимость производства, вторичная переработка и использование отходов в повторном производстве АКБ.

Но есть у технологии и минусы. В частности, страдает долговечность эксплуатации. В среднем такие батареи могут выдерживать до 70 циклов зарядки/разрядки, и этого очень мало для электрических автомобилей серийного образца. Данные технологии также находятся в разработке у ряда инновационных компаний, которые стремятся сделать металл-воздушные аккумуляторы более надежными и долговечными. Но пока до серийного выпуска очень далеко.

Есть важный момент. Такие аккумуляторы могут непредсказуемо выходить из строя и полностью разряжаться за пару секунд. Поэтому их будущее в сфере электромобилей очень туманно.

Возможно, вам также будет интересно

В статье рассмотрены информационные системы для аэропортов, позволяющие производить контроль багажа пассажиров, а также представлены проблемы и требования к автоматизации обработки багажа. Особое внимание уделено решению, предложенному Международной ассоциацией воздушного транспорта (ИАТА), — системам, основанным на RFID-оборудовании. Проблема применения таких систем состоит в сложности создани…

Новые технологии занимают все более значимое место в повышении производительности труда. В то же время российские промышленные предприятия, в силу своей консервативности и на фоне слабого инвестирования в инновации, не спешат повернуться лицом к прогрессу. В статье рассматривается роль дополненной реальности как рычага для улучшения эффективности производства. Приведены примеры успешного примен…