Аккумуляторы для электромобилей — все что нужно знать
Электромобили в Украине достаточно быстрыми темпами набирают популярность. Пробег электромобиля зависит напрямую от процента заряда АКБ. Аккумуляторная батарея – одна из самых важных составляющих электромобиля, поэтому владельцу рано или поздно придется более глубоко и подробно разобраться с основными принципами работы АКБ, чтобы максимально долго ездить без поломок на своем авто без необходимости замены аккумуляторной батареи. Поэтому попробуем разобраться в вопросах приобретения, работы, зарядки, утилизации АКБ электромобиля.
Какие аккумуляторы устанавливаются на электромобили?
На сегодняшний день, производители электромобилей, устанавливают литий-ионные аккумуляторы. Главными преимуществами таких аккумуляторов, являются достаточно небольшие размеры, отсутствие кислоты, долговечность и быстрота зарядки.. Разнообразие данных аккумуляторов по химическому составу достаточно велико: как на основе кобальте лития с графитовыми электродами, так и других химических соединений – LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4 , LiFePO4.
Никель-кобальт-марганцовые электробатареи дешевле, но и срок службы такой батареи меньше. А если, заменить кобальта на никель и марганец, то батарея становится мощнее. АКБ из никель-кобальт-алюминия. будет также схожа по техническим характеристикам.
Если в аккумуляторной батарее в состав входит фосфат железа, то она, в отличие от кобальтовой, может активизироваться при меньших показателях напряжения. Но и в ней есть недостатки. она должна состоять из большего количества блоков и элементов. Но положительных моментов, конечно намного больше, такие АКБ не перегреваются и являются довольно стабильными, обеспечивая высокую безопасность. Такие АКБ выгоднее всего в использовании и на данный момент, производители электромобилей, находятся в поиске решений перехода электромобильного транспорта на батареи с базой элементов LiFePO4
Срок службы аккумулятора электромобиля
Длительность срока, службы аккумулятора электромобиля, измеряется в циклах заряда и разряда. Эта цифра различается у разных производителей. Для примера, АКБ Nissan Leaf в среднем может прослужить5-6 лет, при условии что заряжаться батарея будет каждый день.
Более дорогой сегмент авто, к примеру, Tesla, производитель гарантирует срок службы 8-10 лет.
По истечению этого срока, Батарея возможно будет работать, но, к сожалению, емкость батареи уменьшится, и соответственно и расстояние пробега, на одной зарядке.
Время зарядки аккумулятора электромобиля
Подзаряжать аккумулятор электрокара можно, не разряжая батарею «в ноль». Многие производители электромобилей, не рекомендуют заряжать аккумулятор во время движения. Лучше всего, заряжать авто ночью, либо в другое время, когда машина стоит в отключенном состоянии. Для ускорения времени, затраченного на зарядку, нужно оборудовать розетку, выдерживающую силу тока в 16 А с подачей тока мощностью 11 кВт. При этих условиях, аккумулятор полностью заряжается около 8 часов.
Можно использовать бытовую розетку, на 220 В,, однако мощность тока не будет превышать 3 кВт. Таким образом,, заряжаться автомобиль будет больше суток – 33 часа. Кроме того, на розетку нужно обязательно установить заземление, без которого зарядка даже не начнется.
Есть возможность быстрой зарядки, от зарядных станций двух видов: CHAdeMO и CCS. Такая зарядка, может зарядить АКБ до 80% за полчаса, но к сожалению, это действует губительно на АКБ, если заряжать таким образом на постоянной основе. Однако, при такой зарядке пару раз в неделю, это не особо влияет на срок службы аккумулятора.
При этом, постоянное поддержание АКБ в состоянии заряда в 100% также плохо влияет на работу батареи. Рекомендуется время от времени расходовать заряд батареи и тратить за одну поездку большую часть заряда, до остатка 5-10 % от емкости АКБ, а после этого включить медленную зарядку до полной емкости аккумулятора.
Как падает емкость аккумулятора электромобиля спустя время
В первые 2-3 года эксплуатации электрокара, запас хода и емкость аккумулятора падают на 5-10 %. Это объясняется измененным стилем езды, дополнительными затратами энергии на работу кондиционера или отопителя салона.
На 3-5 год автомобиля уменьшение запаса хода будет около 20-30 %. В этот период отмечается максимальный спад емкости АКБ, так как впоследствии уменьшение емкости уже в пределах незначительных процентных соотношений: примерно 0-5% в год. Эта цифра уменьшается пропорционально возрасту электромобиля. К примеру, Nissan Leaf, по истечению пяти лет, может преодолевать расстояние в 100-130 км – это две трети от стандартно заданых160 км, нового автомобиля.
Владельцы, активно пользующиеся своими электромобилями и за год преодолевают около 30-50 тыс.км, подтверждают вышесказанное. При эксплуатации первых 10-20 тыс. км емкость батарем почти не изменяется. От 10-20 тыс. км до 50 тыс. км, спад емкости около 20-30 %. От 50 тыс. км до 60-70 тыс. км деградация аккумуляторной батареи замедляется. После 70-80 тыс. км этот процесс практически останавливается и АКБ имеет емкость 2/3 от первоначальной, указанной в параметрах нового авто.
Существует ли возможность ремонта или замены АКБ электрокара
Потребность замены батареи , как правило возникает, через 8-10 лет эксплуатации автомобиля, когда уже существенно уменьшится емкость. Замену можно произвести на любом электромобиле.
В разных электрокарах, АКБ также имеют различия, например, в конфигурации, разъемах, креплении к кузову и т.д. Достаточно непросто переставить АКБ одной машины в другую. Коме того, блок управления батареи может быть соединен с бортовым компьютером авто. Для установки на электромобиль новой батареи, необходимо согласование самой АКБ с автомобилем – это осуществляется специальной компьютерной программой, квалифицированным специалистом.
Есть возможность немного улучшить технические характеристики АКБ, путем частичной замены блоков элементов. В среднем количество блоков в электрокарах от 16 до 48.
Где купить новый аккумулятор и что делать со старым
При необходимости приобретения АКБ для электромобиля, есть выбор, где осуществить покупку: у официальных представителей марки авто либо самостоятельно в интернете. Каждый перечисленный способ имеет свои преимущества и недостатки. Если покупать батарею самостоятельно , нет необходимости переплачивать за услуги продавцов. Однако нет уверенности в качестве товара. В официальных представительствах сотрудники могут подобрать наиболее подходящую батарею для вашей модели авто, предоставляя гарантию качества Но покупка обойдется гораздо дороже.
Такие производители как Tesla, Nissan и BMW нашли подход к утилизации использованных АКБ электромобилей, создавая на их основе автономное питание домов.
Пока ещё в Украине о подобных проектах не появлялась информация, но возможно эта тенденция будет развита.
Какие направления развития литиевых технологий электромобилей в Украине.
В данный момент несколько компаний Украины, а главным образом, компания ООО «Аккутрейд Украина» активно работают в этом направлении.
Основные задачи которые необходимо решить:
1, Максимально упростить и удешевить замену батарей в электрокарах,
2, Возможность увеличить емкость батарей, а следовательно увеличить дальность хода электромобиль
3, Найти возможность утилизировать вышедшие из эксплуатации элементы.
4, Обеспечение авто-зарядными станциями городов Украины
и многое другое
В скором будущем автомобили на жидком топливе, уйдут в прошлое уступая место электрокарам.
Вопрос лишь во времени
Компания Аккутрейд Украина | +380 44 353 93 70 Киев
© 2024 LiFe | Разработка сайта Sigmasoft
Тяговые литий-ионные батареи Tesla, что внутри?
Тесла Моторс является создателем поистине революционных экомобилей — электромобилей, которые не только выпускаются серийно, но и обладают уникальными показателями, позволяющими их использование буквально ежедневно. Сегодня мы заглянем внутрь тяговой аккумуляторной батареи электромобиля Tesla Model S, узнаем, как она устроена и раскроем магию успеха этой аккумуляторной батареи.
Поставка батарей клиентам осуществляется в таких вот ящиках из ОСБ.
Самая крупная и дорогая запчасть для Tesla Model S – блок тяговой аккумуляторной батареи.
Блок тяговой аккумуляторной батареи находится в днище автомобиля (по сути это пол электромобиля — машины), за счёт чего Tesla Model S имеет очень низкий центр тяжести и великолепную управляемость. Батарея крепится к силовой части кузова при помощи мощных кронштейнов (см. фото ниже) или выполняет роль силовой – несущей части кузова авто.
По данным североамериканского Агентства по защите окружающей US Environmental Protection Agency (EPA) одного заряда тяговой литий-ионной аккумуляторной батареи Tesla с номинальным напряжением 400В DC, ёмкостью 85 кВт·ч хватает на 265 миль (426 км) пробега, что позволяет преодолевать наибольшую дистанцию среди подобных электромобилей. При этом от 0 до 100 км/ч подобная машина разгоняется всего за 4,4 секунды.
Секрет успеха Tesla Model S – это высокоэффективные цилиндрические литий-ионные батареи высокой энергоёмкости, поставщик базовых элементов известная японская фирма Panasonic. Вокруг этих батарей ходит немало слухов.
Один из них – это не влезай, убьёт!
Один из владельцев и энтузиастов Tesla Model S из США решил полностью разобрать использованную батарею для Tesla Model S энергоёмкостью 85 кВт·ч, чтобы детально изучить её конструкцию. Кстати, её стоимость, как запчасти, в США составляет 12 000 USD.
Сверху блок батареи размещено тепло и звука изоляционное покрытие, которое закрывается толстой полиэтиленовой плёнкой. Снимаем это покрытие, в виде ковра и готовимся к разборке. Для работы с батареей необходимо иметь изолированный инструмент и пользоваться резиновой обувью, и резиновыми защитными перчатками.
Батарея Tesla. Разбираем!
Тяговая аккумуляторная батарея Tesla (блок тяговой аккумуляторной батареи) состоит 16 батарейных модулей, каждый номинальным напряжением 25В (исполнение батарейного блока — IP56). Шестнадцать батарейных модулей соединены последовательно в батарею с номинальным напряжением 400В. Каждый батарейный модуль состоит из 444 элементов (аккумуляторов) 18650 Panasonic (вес одного аккумулятора 46 г), которые соединены по схеме 6s74p (6 элементов последовательно и 74 таких групп параллельно). Всего в тяговой аккумуляторной батарее Tesla – 7104 таких элементов (аккумуляторов). Батарея защищена от окружающей среды посредством использования металлического корпуса с алюминиевой крышкой. На внутренней стороне общей алюминиевой крышки имеются пластиковые накладки, в виде плёнки. Общая алюминиевая крышка крепится винтами с металлическими, и резиновыми прокладками, которые герметизируются, дополнительно силиконовым герметиком. Блок тяговой аккумуляторной батареи разделен на 14 отсеков, в каждом отсеке размещен батарейный модуль. В каждом отсеке сверху и снизу батарейных модулей размещены листы прессованной слюды. Листы слюды обеспечивают хорошую изоляцию батареи электрическую, и тепловую от корпуса электромобиля. Отдельно спереди батареи под своей крышкой размещены два таких же батарейных модуля. В каждом из 16 батарейных модулей имеется встроенный блок BMU, который соединён с общей системой BMS, которая управляет работой, следит за параметрами, а так же обеспечивает защиту всей аккумуляторной батареи. Общие выводные клеммы (терминал) находится в задней части блока тяговой батареи.
До того, как полностью её разобрать, было замерено электрическое напряжение (оно составили около 313,8В), что говорит о том, что батарея разряжена, но находится в рабочем состоянии.
Батарейные модули отличается высокой плотностью элементов (аккумуляторов) 18650 Panasonic, которые там размещены и точностью подгонки деталей. Весь процесс сборки на заводе Tesla проходит в полностью стерильном помещении, с использованием роботов, выдерживается даже определенная температура и влажность.
Каждый батарейный модуль состоит из 444 элементов (аккумуляторов), которые по виду крайне схожих с простыми пальчиковыми батарейками — это литий-ионные цилиндрические аккумуляторы 18650, производства компании Panasonic. Энергоемкость каждого батарейного модуля из таких элементов составляет 5,3 кВт·ч.
В аккумуляторах 18650 Panasonic положительный электрод — графит, а отрицательный электрод — никель, кобальт и оксид алюминия.
Тяговая аккумуляторная батарея Tesla весит 540 кг, а её размеры равны 210 см в длину, 150 см в ширину, и 15 см в толщину. Количество энергии (5,3 кВт·ч), вырабатываемой всего одним блоком (из 16 батарейных модулей), равно количеству, производимому сотней аккумуляторов от 100 портативных компьютеров. К минусу каждого элемента (аккумулятора) в качестве соединителя припаяна проволочка (внешний токовый ограничитель), который при превышении тока (или при коротком замыкании) сгорает и защищает цепь, при этом не работает только группа (из 6 аккумуляторов), в которой был этот элемент, все остальные аккумуляторы продолжают работать.
Тяговая аккумуляторная батарея Tesla охлаждается и подогревается с помощью жидкостной системы на основе антифриза.
При сборке своих батарей Тесла применяет элементы (аккумуляторы), произведенные компанией Panasonic в различных странах, таких, как Индия, КНР и Мексика. Финальная доработка и размещение в корпус батарейного отсека, производятся в Соединенных Штатах. Компания Tesla предоставляет гарантийной обслуживание своей продукции (в том числе и аккумуляторной батареи) на срок до 8 лет.
На фото (сверху) элементы — аккумуляторы 18650 Panasonic (завальцовка у элементов со стороны плюса «+»).
Таким образом, мы узнали, из чего состоит тяговая аккумуляторная батарея Tesla Model S.
Благодарим за внимание!
Заказать услугу
Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.
Батарейка на колесах: будущее аккумуляторов электромобилей
При массовом распространении электрокаров вырастет количество аккумуляторов, содержащих тяжелые и токсичные металлы. Разработчики уверяют: все будет перерабатываться в соответствии с «зелеными» принципами. Но так ли это?
Об эксперте: Олег Клявин, главный конструктор компании Change Mobility Together (ООО «Центр технологического консалтинга»), разработчик электромобилей.
Много электромобилей — много батарей
По данным Международного энергетического агентства (IEA) [1], в мире эксплуатируется 16 млн электромобилей, а к 2030 году их станет уже около 250 млн. В России сейчас около 25 тыс. электромобилей и более тысячи электробусов. Пока в стране выпускаются только электробусы, но в соответствии с «Концепцией по развитию производства и использования электроавтомобильного транспорта в РФ до 2030 года» [2], утвержденной Правительством РФ в августе 2021 года, к 2030 году в России ежегодно должно производиться около 220 тыс. электрокаров. Для них будет создана необходимая инфраструктура, и часть ее — это заводы по переработке отработанных аккумуляторов.
Зачем перерабатывать батареи?
Средняя батарея электромобиля, проезжающего 20 тыс. км в год, может прослужить от 10 до 20 лет. К 2025 году, по данным Bloomberg [3], по всему миру более 3,4 млн аккумуляторных блоков электромобилей «выйдут на пенсию». Почему их нельзя просто утилизировать?
Современный подход к производству должен строиться на принципах «зеленой» экономики. Все, что производится, должно перерабатываться, становиться вторсырьем, а не мусором. Международные стандарты устанавливают такие требования и для электротранспорта: каждый элемент в перспективе будет переработан, и аккумуляторы — не исключение.
В электромобилях используются литий-ионные батареи в различных их модификациях. Но в среднем в каждом аккумуляторе 95–96% — это возвращаемое сырье, которое можно повторно использовать в производстве.
Один аккумулятор в среднем содержит 8 кг лития, 35 кг никеля, 20 кг марганца и 14 кг кобальта. Это редкие металлы, запасы которых в мире ограничены, а потребность в условиях развития цифровых технологий с каждым годом будет только нарастать. Поэтому возвращение сырья из отработанных батарей — это экономически выгодно.
Кроме того, «захоронение» аккумуляторов на свалках — это прямая угроза экологии, которая непременно возникнет при прогнозируемом темпе распространения электротранспорта. Также нельзя не учитывать, что первичная добыча элементов для производства аккумуляторов — сложный, энерго- и ресурсоемкий процесс, который также не проходит бесследно для экосистем. Поэтому переработка — единственный экологичный вариант утилизации полностью отработавших свой ресурс аккумуляторов.
Переработка — это сложно?
В настоящее время в мире используются технологии переработки, основанные на принципе разрушения и измельчения элементов батарей. Однако такой процесс достаточно энергоемкий, а качество восстановленного сырья низкое. Для роста эффективности ресайклинга необходимо демонтировать аккумуляторы до набора отдельных батарейных модулей. И здесь кроется главная проблема — отсутствие стандартизации конструкций.
По международным стандартам каждый элемент должен перерабатываться, но нынешние батареи для электромобилей создаются производителями в конфигурациях разной технической и химической сложности. Они не оптимизированы для легкой разборки ни вручную, ни автоматизированно. Поэтому в ближайшем будущем потребуется создание единого стандарта или маркировки, которые позволят упростить и роботизировать процесс переработки аккумуляторов — так повысится его экономическая эффективность. Сейчас крупные автоконцерны решают это проблему, налаживая переработку аккумуляторов на своих заводах. Например, Volkswagen в 2021 году запустил завод по переработке аккумуляторов в Зальцгиттере. А годом ранее Tesla начала перерабатывать 100% батарей, создав на своих заводах по производству аккумуляторов перерабатывающую линию. Nissan совместно с Sumitomo Corporation основал компанию 4R Energy, которая занимается переработкой батарей от электромобилей производителя.
Переработкой литий-ионных аккумуляторов во всем мире занимается около сотни компаний. Это небольшие лаборатории, профильные и непрофильные организации, а также промышленные предприятия. Но все же наибольшую эффективность показывают автоконцерны, которые создают под свои аккумуляторы отдельные заводы или цеха.
Такой же путь предстоит пройти России. И он уже начат: о планах по запуску промышленной переработки литий-ионных аккумуляторов заявил «Росатом» — завод в Дзержинске планируется открыть к 2024 году. К этому моменту, следуя планам Правительства, в России уже вероятнее всего будет запущено серийное производство российских электромобилей. Поскольку инфраструктура развивается параллельно с производством, появляется возможность с нуля создать наиболее оптимальные для быстрой переработки аккумуляторов конструкции.
Срок службы закончился — и сразу в переработку?
Через 10–15 лет эксплуатации в электромобиле батарея начинает терять значения емкости, и ее требуется заменить. Но дальше аккумуляторы могут получить «вторую жизнь» в качестве систем накопителей энергии — это еще около 10 лет эксплуатации.
Во всем мире такие накопители из отработанных электромобильных аккумуляторов начинают использоваться для хранения энергии на солнечных или ветровых электростанциях, в системах городского освещения и так далее. Аккумуляторы могут быть полезны и в быту. Особенно это актуально для стран, где существует разница в дневном и ночном тарифах на электроэнергию: заряженная в ночное время батарея питает дом в течение дня и экономит до 50% платы за электроэнергию. Поскольку одна батарея способна обеспечить 18 мВт·ч электрической нагрузки, срок ее эксплуатации в доме составит более 15 лет. В России также обсуждается создание в будущем «умной» системы энергоснабжения — smart grid. В соответствии с ней избыточную энергию можно будет отдавать обратно в сеть.
Жизненный цикл электромобильного аккумулятора составляет 20–25 лет. Он включает в себя повторную эксплуатацию в качестве накопителя энергии, а после — переработку. Это базовый принцип «зеленого» производства, которого придерживаются разработчики электромобилей — самого экологичного на данный момент транспорта.
Что нужно знать о батарее электромобиля?
Рассказываем, как устроен самый дорогой узел электрокара.
- Чем обусловлена высокая стоимость батареи?
- Для чего электромобилю нужна высоковольтная батарея?
- Какие ячейки используют в батареях электрокаров
- Как электроника управляет батарей
- Как электроника защищает батарею и людей
- Корпус батареи
- Эксплуатация батареи
Подробный обзор Nissan Leaf с учетом современных реалий,…
Рассказываем, как устроен самый дорогой узел электрокара.
Батарея – это дорогостоящий компонент электрокара. Она является главным источником энергии, который приводит машину в движение. Именно от батареи зависит стоимость автомобиля на электротяге и дальность его хода. Как же устроен самый сложный узел электромобиля, как долго он может прослужить и как правильно его эксплуатировать?
Чем обусловлена высокая стоимость батареи?
В 2010 году, когда электромобили только начинали пробиваться на рынок, каждый «батарейный» кВт/ч стоил примерно 1200 долларов, что многократно дороже, чем энергия, которую он запасал. За двенадцать лет развития аккумуляторных технологий цена хранения электроэнергии снизилась до 150 долларов. Более того, этот параметр будет дешеветь на 10-15% каждый год. Несмотря на это, в цене электрокара именно доля батареи остается самой высокой.
Дороговизна батареи обусловлена несколькими причинами:
- Размер. Аккумуляторная сборка электромобиля, дальность хода которого составляет 350 километров, весит около 500 килограммов.
- Почти на 90% этот узел состоит из мощных электропроводящих шин и дорогих аккумуляторных ячеек – в их производстве используются редкие химические элементы, цветные и драгоценные металлы.
- Каждая батарея имеет множество электронных блоков и датчиков, цепи защиты и контур терморегулирования.
Для чего электромобилю нужна высоковольтная батарея?
Тяговая батарея электромобиля отличается от автомобильного аккумулятора рабочим напряжением. Вместо 12 В (или 24 В у грузовых авто) даже у первых электрокаров оно измерялось сотнями вольт. Сегодня 350-450 В – стандартное напряжение. У дорогих моделей оно выше, например, у Porsche Taycan достигает 800 В, а электрическая платформа электрогрузовиков базируется на 1200- или 1600-вольтовой системе.
Высоковольтная система позволяет запасти намного больше энергии на единицу массы батареи. Если сложить батарею обычного электромобиля из простых автомобильных аккумуляторов, для их перевозки понадобится грузовик. Кроме того, токи в высоковольтной системе при той же мощности двигателя ниже – значит, можно использовать более тонкие провода для экономии массы.
Какие ячейки используют в батареях электрокаров
В отличие от автомобильных аккумуляторов, ячейки батарей для электрокаров не содержат электролит или заменяющий его гель. По своему наполнению они похожи на обычные батарейки для гаджетов.
Первые электромобили оснащали никель-металлгидридными (Ni-MH) аккумуляторами. Они позволяли запасти до 300 Вт/ч. Но на практике удавалось использовать лишь пятую часть их возможностей. Им на смену пришли литий-ионные элементы, которые долгое время считали невыгодными из-за высокой стоимости. Но только они могли обеспечить реальную удельную энергоемкость на уровне 100-250 Вт·ч/кг.
Компания Tesla начала использовать цилиндрические Li-Ion ячейки формата 18650 (немного больше батареек АА), которые предназначались для батарей для ноутбуков. В Tesla Model S они собраны в шестнадцать 25-вольтовых модулей.
Японские производители предпочитают аккумуляторные элементы плоской формы, которые специально разработаны для электромобилей, – их удобнее собирать в пакеты необходимой емкости. Европейские выбирают еще более технологичные ячейки, которые имеют форму брусков.
Технология производства литий-ионных ячеек уже достаточно отработана крупными компаниями из Китая, Японии и Южной Кореи. Более подробно о них можно почитать в статье «Топ-5 производителей аккумуляторных батарей для электромобилей».
Отметим, что Li-Ion – это общее название разных по составу аккумуляторов:
- Литий-кобальтовые – обеспечивают самую высокую энергоемкость, но взрывоопасны и токсичны.
- Литий-марганцевые – запасают меньше энергии и перестают работать при температуре -10℃.
- Литий-железо-фосфатные – наиболее стабильные, обладают нормальной энергоемкостью и работают даже при -30℃.
- Графен-полимерные и литий-серные пока на стадии разработки. Они позволят достичь еще большей энергоемкости и скорости заряда.
Как электроника управляет батарей
Тяговая батарея представляет собой матрицу из соединенных друг с другом элементарных низковольтных ячеек. Их зарядкой и разрядкой занимается целая сеть микропроцессоров на разных уровнях матрицы.
Так, каждая аккумуляторная ячейка оснащена одним или парой датчиков температуры и собственным контроллером, которые отвечают за безопасные токовые режимы, защиту от перенапряжения, перегрева и т.д.
За зарядку блока из десятка или сотен ячеек отвечает контроллер BMU. Он балансирует токи между последовательно и параллельно соединенными аккумуляторными элементами.
Центральный контроллер BMS отвечает за общее управление и распределение энергии в зависимости от типа зарядки (медленная, обычная, быстрая или сверхбыстрая). Он также следит за оптимальным распределением нагрузки на все модули.
Как электроника защищает батарею и людей
Вышеназванные блоки управления контролируют не только ячейки АКБ, но и всю электрическую сеть, которая соединяет элементы. Если одна ячейка дает сбой, система управления снижает на нее нагрузку или вовсе перестанет заряжать, чтобы исключить даже минимальный риск внутреннего повреждения батареи.
Электроника также контролирует силовые цепи электрокара. При внештатных отклонениях в приводе или при утечках токов мощные реле разрывают цепи. От короткого замыкания защищают классические предохранители. Физическое состояние всех критически важных соединений отслеживается по сквозной шине контроля разъемов. Также применяются датчики удара, которые защищают от поражения током при аварии. При их срабатывании с цепей снимается напряжение.
Корпус батареи
У большинства автомобилей на электротяге батарея похожа на плиту и расположена под полом салона. Таким образом удобно делать модульные батареи, которые отличаются весом, емкостью, размером, стоимостью, но взаимозаменяемые в рамках одной электрической платформы.
Такая компоновка требует повышенной прочности корпуса батареи. Поэтому ее конструируют таким образом, чтобы она выдерживала сильные удары со всех сторон. Днище АКБ тоже должно обеспечивать герметичность и противостоять ударам, например, от летящих камней. Поэтому батарея – самый прочный элемент электромобиля.
Добавьте к этому гидрозащиту, систему патрубков, набор специальных защищенных высоковольтных разъемов, крепеж к кузову, который у некоторых моделей делает батарею частью силовой структуры электромобиля, и простая «коробочка для аккумуляторов» становится техношедевром, который делается по специальной технологии из высокопрочных алюминиевых сплавов и нержавеющих сталей.
Эксплуатация батареи
Батарея электрокара, как и любой другой перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор, по мере использования теряет свою емкость. Это естественный процесс. Из статьи «Деградация батареи. Можно ли избежать?» вы узнаете, как продлить срок службы АКБ.
На ресурс батареи негативно влияют:
- Частое применение скоростных ЭЗС мощностью более 100 кВт/ч. Это отличный вариант для подзарядки в дороге, когда всего за 30-40 минут можно восстановить запас хода до 200 километров. Но для аккумуляторных ячеек зарядка сверхинтенсивными токами – стресс. Для регулярной зарядки рекомендовано использовать станции мощностью до 22 кВт/ч. Такие можно установить в гараже, во дворе или на подземном паркинге.
- Работа при сильно отрицательных температурах. Зимой лучше оставлять электрокар в гараже, подключенным к ЭЗС до самого выезда, а накануне включать по таймеру подогрев от электросети.
- Регулярная подзарядка до 100%.
За последние десять лет батареи подешевели в три раза, а их емкость возраста в разы. Но они все еще остается самыми дорогостоящими компонентами электрокаров. Немалая доля в стоимости АКБ приходится на корпус, который отличается высокой прочностью и довольно сложный в изготовлении.
Распределением энергопотоков внутри батареи занимается сложная система с большим количеством температурных датчиков и контроллеров. Под контролем находится каждая ячейка, модуль, участок цепи и вся батарея в целом.
Изнашивается батарея так же, как и любой перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор. Большинство производителей дают гарантию на ее работу восемь лет или 160 000 километров пробега. Как долго прослужит батарея зависит от того, как вы будете ее заряжать.