Батареи электромобилей tesla оказались более живучими чем ожидалось
Опубликовано: 18.05.2024
Об электромобилях ходит немало баек. К примеру, многие считают, что зимой электромобили использовать практически невозможно, что они холодные, что они медленные и так далее. Также многие нередко упрекают такие машины в том, что года через три ёмкость батарей упадёт чуть ли не вдвое, и владелец попадёт на дорогущую замену аккумуляторов.
Такое мнение образовалось на фоне ещё более древних утверждений, что литий-ионные аккумуляторы в среднем живут год-два (около 500 циклов зарядки-разрядки), после чего их ёмкость сильно падает.
Однако это уже давно не так. И в случае смартфонов, и в случае электромобилей. Это доказывает свежая статистика, касающаяся 350 автомобилей Tesla.
Результаты исследования, думаю, удивят многих из вас. Оказалось, что в среднем за первые 80 тыс. км батареи теряют примерно 5% своей ёмкости. И если бы темпы деградации сохранялись, то через 300 тыс. км аккумулятор потерял бы 25% первоначальной ёмкости, однако в реальности после такого пробега батарея лишается менее 10% ёмкости!
Судя по графику, в базе имеются данные по автомобилям, проехавшим 400 тыс. км и более. Их показатели также укладываются в среднестатистический диапазон.
Сама Tesla утверждает, что проводила моделирование, которое показало, что даже через 800 тыс. км батареи машин компании сохранят около 80% первоначальной ёмкости.
Автор оригинальной статьи также отметил, что его собственный автомобиль Tesla Model S, относящийся ещё к первой партии в 2000 машин, спустя пять лет потерял лишь 6% ёмкости АКБ.
Учитывая, что даже 300 тыс. км — огромный пробег, к которому большинство автомобилей приближаются лишь через 10-15 лет, задумываться о проблеме деградации батареи у автомобилей Tesla точно не стоит.
Правда, это не означает, что аналогичная ситуация справедлива для всех электромобилей на рынке. К примеру, у оригинального Nissan Leaf, согласно данным источника, в среднем за пять лет теряется около 20% ёмкости АКБ.
Многочисленные тесты и частный опыт автовладельцев показали, что батареи электромобилей достаточно живучие – они не деградируют так быстро, как изначально считалось.
И вот один из обладателей электромобиля Tesla решил это подтвердить лишний раз: в своем видеоблоге Бранден Флаш поделился некоторым опытом владения лифтбэком Model S 70D. Его автомобиль был выпущен в 2015 году, и к настоящему моменту машина проехала 146 000 миль (235 000 км) и пережила более 1000 циклов зарядки (если точнее – 1014).
Путём подсчетов Флаш установил, что за 5 лет батарея его Теслы сохранила около 83% своей первоначальной вместимости. Таким образом, за год АКБ "проседала" примерно за 3,4% или же на 1,7% каждые 15 000 миль (почти 24,2 тыс. км). И это при этом, что автомобиль эксплуатировался довольно активно: в среднем американцы проезжают в год на своем авто 15 000 миль (24,2 тыс. км), тогда как Бранден накатывал ежегодно ровно в два раза больше – 30 000 миль (48,3 тыс. км).
Каким же образом владелец сделал подсчеты? Исходя из емкости батареи, замеров запаса хода и энергопотребления. У новой Model S70D фактическая емкость аккумулятора составляла 66,5–68,8 кВтч (полная — 71,2), и вот в одной из последних поездок тесловод израсходовал весь запас хода автомобиля (удалось проехать 335,1 км), на что ушло 55,7 кВтч энергии. После этого в "закромах" аккумума осталось ещё 4 кВтч, и если сложить оба значения, то получается, что сейчас фактическая емкость батареи составляет 59,7кВтч, притом что бортовая электроника определила используемый запас в этой конкретной АКБ как 58,4 (полный — 62,4). Таким образом, емкость АКБ за все время уменьшилась примерно на 6,8-10,4 кВтч (в пределах 12-17%).
Напомним, ранее OBOZREVATEL рассказывал о том, что Tesla начала выпуск новой модели – она будет конкурировать с небольшими топливными кроссоверами.
Всем, кто интересуется электромобилями, хорошо известно, что самым большим препятствием на пути их широкого распространения являются ограниченная емкость батарей и вопросы, связанные со сроком их службы. Кроме того, скептики перевода транспорта на электропривод часто указывают на аккумуляторы как на источник потенциальных экологических проблем из-за «грязных» производственных процессов и необходимостью их последующей утилизации.
Тем не менее, несмотря на достаточно оптимистичные цифры, полученные ранее, долговечность АКБ электрокаров могла быть существенно недооценена. Это выяснилось благодаря данным, собранным голландско-бельгийской группой владельцев американских электромобилей, которые показали, что батареи Tesla прослужили значительно дольше, чем ожидалось.
Сообщество форума Tesla Motors Club собирает в рамках исследования «MaxRange Tesla battery survey» техническую информацию по более чем 350 транспортным средствам Tesla по всему миру и часто обновляет их в общедоступной базе данных в Google Docs, в которую заносятся сведения об автомобилях и состоянии их батарей.
Согласно накопленным данным, батареи Tesla сохраняют более 90 % своей мощности после 160 000 миль (257,5 тыс. км) пробега. Батареи Tesla теряют примерно 5 % ёмкости после первых 50 000 миль (80,5 тыс. км), но после этого процесс деградации замедляется. Если эта тенденция сохранится, большинство автомобилей Tesla по-прежнему будут иметь 90% первоначальной ёмкости после 300 000 км пробега и 80 % — после пройденной дистанции в 800 000 км.
Tesla не предоставляет гарантии от деградации батарей в электромобилях премиум-класса Model S и X, но гарантирует, что Model 3 сохранит 70% ёмкости аккумулятора после 120 тыс. миль (193 тыс. км) пробега (батарея для большой дальности) и 100 тыс. миль (161 тыс. км) с батареей для более коротких дистанций.
Это гораздо лучше, чем предлагает Nissan для батареи электромобиля Leaf — 66 % номинальной ёмкости после 100 тыс. миль (161 тыс. км) пробега. Согласно последним данным, батарея Nissan Leaf ёмкостью 24 кВт*ч теряет спустя 5 лет службы 20%, а батарея ёмкостью 30 кВт*ч деградирует ещё быстрее.
Источник: 3dnews.ru
А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!
Событие, которое было два раза перенесено и которое обещало перевернуть мир литийсодержащих аккумуляторов, свершилось — Илон Маск представил новые батареи для будущих электромобилей. Новые аккумуляторные ячейки стали в 6 раз мощнее и в 5 раз ёмче. Но рано радоваться. Без подтасовки не обошлось.
Аккумуляторная ячейка Tesla 4680 (Tesla)
Фактически ёмкость новых литийсодержащих аккумуляторных ячеек Tesla выросла за счёт увеличения объёма ячейки. В компании представили новый увеличенный формфактор аккумулятора, который назвали 4680 (46 мм в диаметре и 80 мм высотой). По сравнению с аккумуляторной ячейкой 2170, которая до этого использовалась и будет использоваться дальше в блоках тяговых аккумуляторов электромобилей Tesla, физический объём элемента 4680 в шесть раз больше.
Нетрудно заметить, что ёмкость в пересчёте на объём элемента даже стала меньше — она увеличилась только в пять раз. Однако это даст небольшой выигрыш в составе блока батарей, что увеличит дальность пробега на одном заряде примерно на 16 %.
Отметим, что переход на новый формфактор был сопряжён с преодолением ряда технических проблем. Например, задачу по эффективному отводу тепла от элемента решили путём отказа от медного вкладыша и переходом к теплорассеивающей медной прокладке по диаметру элемента.
Новый элемент использует новый теплорассеивающий вкладыш (на фото справа)
Новый формфактор также приведёт к снижению стоимости хранения киловатт-часа примерно на 14 %. Ожидается, что паритет между бензиновыми автомобилями и электромобилями с точки зрения затрат на «топливо» произойдёт тогда, когда стоимость блока батарей за каждый киловатт-час снизится до $100. По данным консалтинговой компании Cairn Energy Research Advisors, аккумуляторные батареи Tesla в 2019 году стоили $156 долларов за киловатт-час. К сожалению, обещанные 14 % экономии проблемы не решают.
Другими путями снижения стоимости аккумуляторных батарей в компании Tesla считают отказ от кобальта (полный или почти полный) и переход на никель с решением вопросов переработки аккумуляторов на собственных мощностях. Батареи 4680 откажутся от кобальта в своём составе и станут использовать никель. Маск заявил, что уже призвал горнодобывающие компании обеспечить наращивание поставок никеля. Российский «Норильский никель», кстати, якобы исключён из списка поставщиков по просьбе местных экоактивистов. В немилость он попал по причине нанесения урона окружающей среде в местах добычи.
В перспективе производством элементов 4680 будут заниматься множество заводов во всём мире. По словам Маска, через три года выпуск аккумуляторов компании будет увеличен в 85 раз с нынешних 35 ГВт·ч до 3000 ГВт·ч. Производство элементов 4680 Tesla обещает начать ближе к концу следующего года на своём заводе в США во Фремонте, штат Калифорния, с запланированной мощностью 10 ГВт·ч. Но к полномасштабному выпуску новых элементов компания приступит не раньше, чем через три года.
Примечательно, что выпуском новых катодов (электродов для элементов) будет заниматься свой собственный завод Tesla. О планах его строительства Маск заявил во время анонса новых батарей. Однако пока ничего конкретного на этот счёт не сообщается. Информация будет обнародована позже.
В то же время известие о весьма нескором выпуске новых аккумуляторов обрушило капитализацию Tesla на $50 млрд. От компании ждали совсем другого. Ранее Маск и другие где прямо, а где намёками обещали революцию в батареях намного раньше — не позднее 2021 года. Теперь же придётся ориентироваться на 2023, а то и 2024 год. Мы регулярно сталкиваемся с так называемыми «бумажными» анонсами, но ждать три года или около того — это перебор. И можно ли назвать революцией увеличение физических объёмов батареи? Нет, нельзя, а эволюцией — пожалуйста. Но к катоду без кобальта мы ещё присмотримся.
Октябрь 2020 года ознаменовался сообщением компании Tesla о повышении числа успешных зарядных циклов для новой батареи компании.
При этом возможность отдачи тока для преобразования электромотором в энергию вращения увеличена до 2 млн. миль - около 3,2 млн. километров.
Основные положения. Технологические параметры работы батарей озвучены по итогам исследований в одном из специальных институтов узкого направления в Канаде. Среди основных положений полученных результатов называются:
- Ездовой цикл. Батареи конфигурировали для преодоления до 350 км на одном заряде - средний на сегодня результат.
- Режим проведения зарядки - от 0 до 100 %.
- Конструктивные особенности. В электролите использованы специальные добавки, состав которых по понятным причинам не называется.
Также не сообщается мощность тока и температурный режим, при котором проводилось пополнение заряда. Аналогичные исследования, после которых был обеспечен ресурс батареи на уровне 1 млн. миль, проводились при температуре не более 40 градусов.
По результатам исследований указывается, что если зарядные ячейки не опустошаются более чем на 50-25%, то длительность заряда батареи будет еще больше. Ячейки при такой щадящей эксплуатации почти не деградируют. Понятно, что на практике такие условия сможет обеспечить далеко не каждый владелец электромобиля.
Еще один вывод заключается в степени наполнения аккумуляторов после прекращения процесса заряда. При регулярном наполнении батареи до 80 %, жизненный цикл ячеек будет больше, чем при зарядке до коэффициента 0,9 или 1 от номинальной емкости.
Перспективы использования. Возможные направления "долгих" аккумуляторов пока не совсем ясны. С одной стороны, при таком длительном сроке службы аккумуляторы могли бы переустанавливаться после истечения срока эксплуатации электромобиля. Ресурс будет позволять.
С другой стороны, при интенсивной эксплуатации тяжело будет обеспечить щадящий режим эксплуатации, включая уровень разряда и пополнение энергии не более, чем до 80 %. Поэтому Tesla прорабатывает вопрос различного рода в использовании таких батарей, не исключая возможность двунаправленной зарядки.
Компания Tesla планирует проведение дальнейших исследований в области разработки новых аккумуляторных технологий. Перспективным при этом считается рынок Китая с его потенциалом. Именно здесь, в провинции Хайнань, планируется открытие специализированного исследовательского центра.
В качестве заключения. Пока речь не идет о ресурсном испытании новой батареи на электромобиле. Но если длительность жизни сегодня во многом связывают с исправной работой аккумулятора, то этот вопрос при таких показателях будет снят с повестки.
Достаточно вспомнить постоянные возражения, что в электромобиле батарея нередко забирает до 40 % от цены. И если блок аккумуляторов не придется менять на всем протяжении эксплуатации машины, то привлекательность электрического транспорта резко возрастет.
Читайте также: