Какъв живот имат батериите на електромобилите?
Батериите на електромобилите нямат безкраен живот и са скъпи за подмяна. Има ли обаче причина да се притесняваме за батерията, когато обмисляме покупка на електромобил?
Когато си купите нов смартфон, вероятно сте очаровани от това, че можете да го използвате цял ден, без да се налага да го заредите. След две години обаче се сблъсквате с проблема, който имахте и с предишния си смартфон - батерията не може да издържи до вечерта и се налага да го зареждате през деня, ако го използвате по-често.
Този проблем описва създадените нагласи на хората към литиево-йонните батерии, и създава безпокойство за всеки, който обмисля покупка на електрическо превозно средство. Ако литиево-йонната батерия в телефона ни не може да издържи дълъг период, как тази батерия ще предложи надежден и дълъг жизнен цикъл в един електромобил?
Литиево-йонните батерии са подходящи за използване в електромобили по същата причина, поради която са подходящи за телефони и лаптопи. Те предлагат добра енергийна плътност и са сравнително леки. Макар и основните химически елементи да са същите, начинът по който батериите се изтощават и зареждат играе важна роля за техния живот.
Зарядни цикли
Телефоните са снабдени с малки батерии, поради необходимостта да бъдат лесни за пренос и поставяне в джоба. Малкият капацитет на батерията, причина от вече споменатите размери, изисква честото използване на цялата батерия в ходя на деня и се стига до ситуации в които телефонът просто се изключва поради липса на енергия.
Зареждане от 0% (или близко до 0%) до 100% е най-честият сценарий за една батерия на смартфон. Според Buchmann, основател на Cadex Electronics и автор на Battery University - изчерпателен образователен източник за технологията на батериите - литиево-йонните батерии могат да издържат 500 цикъла, преди да започне сериозно намаляване на способността им да съхраняват енергия.
Само 500 цикъла е страхотна новина за компании, като Apple и Samsung, които биха искали да купувате телефон всяка година, но две години употреба дори не е близо до изискванията за един електромобил, който се очаква да бъде използван над десетилетие от поне няколко собственици.
За щастие батериите на електромобилите не са подложени на този лош сценарий. Те са проектирани да издържат, благодарение на сериозни системи, които не позволяват тяхната бърза “смърт”.
Защитни буфери
Една от протекциите, която всички производители използват, са така наречените защитни буфери. Шофьорите на електрическо превозно средство никога не използват цялата налична електрическа енергия в батерията. Когато колата покаже, че сте на 0%, вие всъщност не сте. Буфер от енергия предотвратява вече споменатото зареждане от 0% до 100%, което би скъсило живота на батерията.
Не всички производители показват работния капацитет, така нареченият “usable capacity”. Chevrolet Volt Plug-in hybrid например разполага с 18.4 kWh батерия, като 14 kWh е използваемата енергия - около 75% от общия капацитет на батерията. Това означава, че зареждане от 0% до 100%, всъщност е по-скоро от 15% до 90%. Този буфер позволява хиляди цикли на зареждане преди батерията да загуби своите способности, за разлика от стотици при телефон или лаптоп.
Една от най-лошите ситуации за литиево-йонна батерия е тя да бъде изтощена до 0% и да не бъде заредена. Резервът от енергия при електромобилите е начин за превенция на подобни ситуации - 0% за шофьора не означава 0% за батерията.
Научени уроци
Този вид защита на батериите е резултат от урок научен от електромобила Tesla Roadster. Първоначално Roadster не е разполагал с буфер и е било възможно батерията да бъде изтощена до 0%. Ако дълго време електромобилът не бъде свързан към зарядна станция за зареждане, капацитетът на батерията спада до такава степен, че е възможно и налагането на смяна на батерията с нова.
Като заговорихме за Tesla, трябва да отбележим, че компанията има малко по-различен подход за предпазване на батерията в сравнение с други производители. От Tesla обръщат голямо внимание на крайния буфер - техните електромобили се зареждат до 90%. Всъщност вие можете да настроите буфера в зависимост от личните ви предпочитания в диапазона между 50% и 90%.
Когато ви предстои по-дълго пътуване можете да заредите максимално количество енергия, но ако в ежедневието ви не е заложено изминаването на големи разстояния, буферът може да бъде разширен.
Система за контрол на температурата на батерията
Друг вид защита използвана в електрическите превозни средства е системата за термален контрол. Подобно на хората, литиево-йонните батерии са най-продуктивни при температура около 21 градуса.
Въпреки че ниските температури намаляват пробега и влошават представянето на електромобила, те не са такава заплаха за живота на батерията, както високите температури.
За да са защитени от деградация на батерията, много (но не всички) електрически превозни средства разполагат със система за контрол на температурата, която охлажда батериите. Nissan Leaf, който не разполага с подобна система принуди японския производител гаранционно да смени батериите на потребители, които се намират в по-топли страни и са получили подобни повреди.
Гарантиран жизнен цикъл
Почти всички електрически превозни средства имат гаранция на своите батерии. Тя в повечето случаи е 8 години или 100,000 мили (160,000 километра). Това всъщност е доста дълъг период за гаранция на компонент от един автомобил, вероятно по-дълъг от периода в който собственикът ще притежава превозното средство.
Дългата гаранция е предназначена да накара шофьорите да се чувстват по-сигурни за една от основните части в своя електромобил. Производителите също така не биха предложили толкова дълъг гаранционен период, ако не бяха сигурни в батериите които предлагат - те също не искат да сменят батерии.
Не е тайна, че батериите за електромобили са скъпи, като общата стойност често надхвърля хиляди долари. Макар и литиево-йонните батерии да са нова технология за автомобилната индустрия, колите винаги са носели нещо което е много скъпо за подмяна при повреда - двигателят с вътрешно горене. Двигателите трябва да задвижват превозното средство през целия му живот - макар и гаранцията им в повечето случаи да е пет години.
Електрическите превозни средства все още са изключително нови за пазара и притесненията свързани с тях са напълно разбираеми, но трябва да се има предвид, че Tesla Model S е по пътищата от 2012 година, а Roadster от 2008. От Tesla имат много примери на техни автомобили изминали стотици хиляди километри с изключително малка деградация на батерията.
Най-правилно е да мислим за батериите, като компонент, който ще издържи толкова, колкото и самото превозно средство.
