Акумулятор для електромобіля - вартість, потужність, види

Акумулятор електромобіля є прикладом використання загальноприйнятої технології в абсолютно новий спосіб. Але що це таке? Які можливості вона має? Чи справді вона є екологічно чистою? У цьому тексті ми відповімо не тільки на ці питання. Ви також дізнаєтеся, скільки триває гарантія і яка ціна на акумулятори для електромобілів.

Що таке акумулятор електромобіля?

Акумулятор для електромобіля - це гальванічний елемент, тобто система з двох електродів (катода і анода), яка накопичує і віддає електричну енергію. Такі схеми використовуються для живлення різних типів обладнання, наприклад, смартфонів, ноутбуків, а також автомобілів. Батарею можна багаторазово перезаряджати за допомогою електрики.

До гальванічних елементів належать також акумулятори. Однак, на відміну від батарейок, їх неможливо підзарядити. Як тільки накопичена енергія вичерпується, батарею необхідно замінити. Тому елементи, що використовуються в гібридних та електричних автомобілях, не є батареями в строгому сенсі слова, а акумуляторами. Проте, зважаючи на популярність терміну "акумулятор електромобіля", він також буде використовуватися в цьому тексті.

Типи акумуляторів для електромобіля

Акумулятори, що використовуються автомобільними компаніями, - це переважно літій-іонні та нікель-гідридні елементи. Їхні різні властивості зумовили використання в різних типах електромобілів.

Літій-іонні акумулятори мають хороше співвідношення ваги до енергії. Це означає, що при відносно невеликій вазі цей тип акумуляторів здатний забезпечити задовільний запас ходу транспортного засобу, який зазвичай становить 300-400 км на одному заряді. Цей тип акумуляторів також характеризується повільним прогресуванням так званого ефекту пам'яті, тобто зменшенням ємності батареї після багатьох циклів заряджання. З цієї причини вони використовуються не тільки в повністю електричних автомобілях, але і в гібридах, що підзаряджаються (PHEV).

З іншого боку, нікель-метал-гідридні елементи характеризуються сильнішим ефектом пам'яті. У цьому випадку регулярне заряджання є обов'язковим для підтримки оптимальної продуктивності акумулятора. Але як забезпечити цю регулярну зарядку? Шляхом перетворення теплової енергії в електричну. Це можливо завдяки рекуперації енергії під час гальмування - процесу, відомому як рекуперація. Це гарантує, що потужність батареї постійно зростає, і автовласникові не потрібно пам'ятати про те, що її потрібно дозарядити. Саме тому такі батареї встановлюються на звичайні гібриди (HEV) - тобто автомобілі з двигуном внутрішнього згоряння, в яких електрична енергія використовується лише як допоміжна.

Акумулятор електромобіля - термін служби батареї

Термін служби акумуляторів електромобілів зазвичай становить близько восьми років. Після цього часу ємність батарей падає приблизно до 60% від початкового значення. Наприклад, гарантія, яку надає бренд Tesla на літій-іонну батарею, становить саме 8 років. Через такий самий термін можна замінити батарею в автомобілях Nissan, Renault і Hyundai.

Однак пропозиції виробників пов'язані не лише з терміном експлуатації автомобілів. Заміна елемента живлення також залежить від кількості пройдених кілометрів, що дає можливість скористатися послугою заздалегідь. Кожен концерн встановлює свою стелю, зазвичай це 160 000 км. Тож якщо ви проїдете цю відстань до того, як спливе визначена виробником кількість років, ви матимете право на дострокову заміну батареї.

Як обираються акумулятори для електромобілів?

Акумулятори для електромобіля розробляються з урахуванням ваги, запланованого запасу ходу і потужності двигуна транспортного засобу. Тут діє той самий принцип, що і для елементів, які використовуються в електронних пристроях: чим більша батарея в пристрої, тим довше вона працює. Однак вища продуктивність досягається ціною більшої ваги та розміру елемента. Також потрібно більше часу для підзарядки. Прикладами можуть слугувати дві моделі електромобілів високого класу: Hummer EV Edition 1 і Tesla Model 3 Performance. Акумуляторна батарея електричної версії культового позашляховика адаптована для двигуна потужністю 983 к.с., а вага автомобіля без батарей становить 2,8 т. Така вага і потужність призводять до високого споживання енергії - 40 кВт-год на кожні 100 км пробігу.

Як забезпечити хоча б пристойний запас ходу в такому колоса? Все просто: використовувати дуже велику батарею. Ємність елемента, що використовується в електричному Хаммері, становить 250 кВт-год, що означає максимум 530 км пробігу на одному заряді. Однак це впливає на вагу. Акумулятор автомобіля важить цілих 1,3 т, а весь автомобіль - 4,1 т. Таким чином, батареї, що використовуються в електричному Hummer, всього на 500 кг легші, ніж вся Tesla Model 3 Performance. Автомобіль важить близько 1,8 т, а потужність його двигуна становить 224 к.с. Набагато легший автомобіль також не споживає стільки енергії, як Hummer - адже Tesla "спалює" 20 кВт-год на 100 км. Це дозволило використовувати батарею ємністю 80 кВт-год і вагою 480 кг для досягнення запасу ходу в 547 км.

Чому батареї електромобілів виходять з ладу?

На літій-іонні акумулятори для електромобіля найбільше впливають три фактори. Один з них - вік автомобіля - знаходиться поза контролем водія. Однак шкоду, спричинену двома іншими, можна зменшити. Це температура повітря, що оточує батарею, і її правильна експлуатація. Перша причина дедалі меншого запасу ходу автомобіля пов'язана з уже згаданим ефектом пам'яті. У міру того, як автомобіль старіє і робить більше зарядів, його ємність стає все меншою і меншою.

Система охолодження тут дуже важлива. Сучасні електричні батареї охолоджуються за допомогою рідини, що перекачується з трубок в елементи. Акумулятори ранніх моделей електромобілів не мали активної системи охолодження. Це мало величезний вплив на довговічність елементів. Це пов'язано з тим, що пасивне охолодження через розсіювання тепла недостатньо ефективне. Акумулятор деградував швидше, і тому його доводилося частіше підзаряджати. Тому слід пам'ятати про регулярне доливання охолоджувальної рідини. Правильна зарядка також допомагає підтримувати батарею в хорошому стані. Заряджання швидкими зарядними пристроями негативно впливає на стан акумулятора. Часте заряджання також скорочує термін служби.

Як відбувається обслуговування та ремонт акумуляторів електромобілів?

Електромобілі, що стають дедалі популярнішими, з'являються і на вторинному ринку. З цієї причини вже з'явилося чимало сервісних центрів для цього типу автомобілів, які, як і авторизовані майстерні, можуть виконувати ремонтні роботи - в тому числі, найважливішу - заміну акумулятора в електрокарі. Однак кращою ідеєю було б купити новий автомобіль. Чому? Вартість заміни акумулятора робить ремонт економічно невигідним. З новим автомобілем покупець отримує вищезгадану гарантію на заміну елемента, ціна якого надзвичайно висока (якщо ми говоримо про елемент як про запасну частину).

Скільки коштує акумулятор електромобіля?

Нові акумулятори для електромобілів коштують до кількох десятків тисяч злотих. У випадку з популярною моделлю Nissan Leaf вартість цих ключових деталей наближається до 60-70 тисяч злотих. Однак це не найдорожчі акумулятори для електромобілів. Ціна нового елемента для Tesla Model S сягає 80 тисяч злотих. В автомобілях преміум-класу вартість батареї може перевищувати 100 тис. злотих. Заміна батареї в розкішному електромобілі Jaguar I-Pace оцінюється в 160 тис. злотих.

Акумулятори для електромобілів та пожеж в автомобілях

Пожежі акумуляторів транспортних засобів є одним з аргументів, які наводять як приклад небезпек, пов'язаних з електронною моторизацією. Займання акумуляторів дійсно трапляються, навіть призводячи до відкликання цілих виробничих партій автомобілів. Прикладом цього є повідомлення GM власникам Chevrolet Bolt про необхідність заміни несправних акумуляторів.

Однак електромобілі не можна вважати більш небезпечними, ніж автомобілі з двигуном внутрішнього згоряння. Насправді, в Європейському Союзі розроблені нормативні документи, які чітко визначають стандарти витривалості акумуляторів. Акумуляторна батарея повинна витримувати, серед іншого, контакт з вогнем і протистояти перезарядженню. Елементи також повинні витримувати коротке замикання, роздавлювання і різкі перепади температури. Крім того, автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння теж не зовсім безпечні. Вони використовують ще одне легкозаймисте джерело енергії для руху. Це, звичайно ж, традиційне паливо (бензин, дизель або зріджений газ).

Чи є акумулятори для електроприладів екологічно чистими?

Захист навколишнього середовища за допомогою електромобілів є одним з найбільш суперечливих аспектів, пов'язаних з електромобільністю. Дійсно, однозначної відповіді на це питання немає. Безсумнівно, що сама по собі їзда на електромобілі є екологічно безпечною. Завдяки відсутності двигуна внутрішнього згоряння зменшується виробництво смогу, який стає все більшою загрозою для здоров'я мешканців великих мегаполісів по всьому світу.

На жаль, водіння без шкідливих викидів не йде пліч-о-пліч з таким же екологічно чистим процесом виробництва для цього типу транспортних засобів. Виробництво акумуляторів для електромобілів вимагає розробки родовищ рідкісних елементів і мінералів: літію, кобальту, графіту та нікелю. Кожен з них необхідний для побудови батарей. Їх видобуток призводить до споживання великої кількості питної води, погіршує стан довкілля, спричиняючи викиди шкідливого пилу, зокрема, діоксиду сірки. Крім того, умови праці в шахтах, де видобувають ці метали, часто є скандальними. Не допомагає електромобілям і той факт, що сьогодні екологічно недружньо... виробляти електроенергію. Переважна більшість енергії виробляється на вугільних або атомних електростанціях, які виробляють шкідливі парникові гази або радіоактивні відходи.

Електромобілі змінюють обличчя автотранспорту. Хоча технологія все ще перебуває в зародковому стані, а ціни на акумулятори для електрокарів залишаються дуже високими, в майбутньому електромобілі, ймовірно, стануть такими ж поширеними, як і транспортні засоби з двигуном внутрішнього згоряння. Незважаючи на всі недоліки "електрики", є всі підстави вважати, що майбутнє за нею.