Акумулятор електромобіля: як вибрати

Серце будь-якого електрокара, його акумулятор. Саме від нього залежить запас ходу, вартість експлуатації та навіть безпека автомобіля. Багато водіїв, замислюючись, який акумулятор для електромобіля обрати, стикаються з величезною кількістю інформації, що іноді лише ускладнює процес. У цій статті ми детально розглянемо, який саме акумулятор для електромобіля найкраще підходить у різних випадках, які існують типи батарей, які параметри варто враховувати, а також дамо практичні поради для водіїв у Польщі.

Типи акумуляторних батарей для електромобілів

В сучасному електротранспорті застосовуються кілька основних технологій високовольтних батарей. Кожна з них має свої переваги, недоліки та сферу застосування. Розглянемо їх у порядку появи, розвитку та популярності.

Нікель-метал-гідридні батареї (NiMH)

Одна з найстаріших технологій, яка застосовувалася ще з 1990-х років. NiMH-батареї відзначаються стабільністю, відносно низькою вартістю та доволі тривалим терміном служби.

• Переваги: дешевші у виробництві, витривалі до численних циклів заряджання/розряджання, безпечніші за літій-іонні.
• Недоліки: низька енергетична щільність, велика маса, погана ефективність при високих навантаженнях.
• Де використовується: здебільшого у гібридах першого покоління (Toyota Prius, Honda Insight). Сьогодні нові моделі гібридів поступово переходять на літій-іонні рішення.

Літій-іонні батареї (Li-ion)

Найпоширеніший тип у сучасних електромобілях. Принцип роботи ґрунтується на русі іонів літію між катодом і анодом. Існує кілька ключових підтипів:

NMC (нікель-кобальт-марганцеві)

• Переваги: висока енергетична щільність, що забезпечує великий запас ходу; хороша продуктивність при різних режимах; відпрацьована технологія.
• Недоліки: висока вартість; пожежонебезпечність; залежність від дефіцитних металів (кобальт, нікель).
• Де використовується: масово застосовується у більшості сучасних електромобілів середнього й преміум-сегмента (BMW, Volkswagen, Hyundai).

NCA (нікель-кобальт-алюмінієві)

• Переваги: ще вища енергетична щільність у порівнянні з NMC, більший запас ходу, зменшений вміст кобальту.
• Недоліки: складність у виробництві; висока пожежонебезпека; обмежена кількість виробників.
• Де використовується: у моделях, де ключовим є максимальний запас ходу й потужність. Найвідоміший приклад, Tesla (Model S, Model 3 у версіях Long Range).

LFP (літій-залізо-фосфатні)

• Переваги: висока безпека, термічна стабільність, тривалий термін служби (до 3000-4000 циклів), нижча ціна.
• Недоліки: нижча енергетична щільність; трохи менший запас ходу.
• Де використовується: бюджетні й середньоцінові електромобілі, особливо китайського виробництва (BYD, деякі версії Tesla Model 3 і Model Y, MG).

LiPo (літій-полімерні)

• Переваги: висока енергетична щільність, легкість у формуванні будь-яких форм-факторів, гнучкість інтеграції в конструкцію авто.
• Недоліки: вища вартість, пожежонебезпека, складність у виробництві.
• Де використовується: переважно у спеціалізованих або спортивних електромобілях, де критичні компактність і легкість батареї.

Загальні проблеми літій-іонних батарей:

• Пожежонебезпека. У разі механічного пошкодження, перезаряду чи перегріву можливий «тепловий розгін» і займання.
• Етичні питання. Видобуток кобальту часто пов’язаний із використанням дитячої праці та відсутністю безпечних умов у країнах Африки (ДР Конго). Видобуток літію у Південній Америці потребує величезних обсягів води, що шкодить місцевим громадам і довкіллю. Також, проблемою залишається утилізація використаних батарей, оскільки токсичні елементи, з яких вони складаються, можуть потрапляти у ґрунт і воду та псувати їх.

Перспективні технології

Твердотільні батареї

• Переваги: використання твердого електроліту дає змогу досягти надвисокої енергетичної щільності, підвищеної безпеки та довговічності.
• Недоліки: на даний момент, висока вартість виробництва та відсутність масового ринку.
• Де використовується: поки що лише у дослідних зразках і преміальних розробках (Toyota, BMW, QuantumScape).

Натрій-іонні батареї

• Переваги: дешевші у виробництві, менш залежні від дефіцитних металів, екологічніші.
• Недоліки: нижча енергетична щільність у порівнянні з літій-іонними.
• Де використовується: розглядаються як варіант для бюджетних електромобілів і міського транспорту. Перші серійні зразки вже представила компанія CATL.

Порівняльна таблиця типів батарей

Основні параметри та властивості акумуляторів

Чи справді батареї електрокарів є екологічно безпечними?

Попри те, що батареї для електроавто не виділяють шкідливих газів під час експлуатації, процес їхнього виробництва і утилізації залишається складним. Використання матеріалів, як-от літій, кобальт і нікель, пов’язане з екологічними та етичними проблемами. Водночас, технології переробки швидко розвиваються, і в ЄС уже впроваджуються програми повторного використання батарей. При зносі інших систем комфорту або силових ланцюгів на СТО також проводиться комплексний сервіс гібридних автомобілів та електрокарів.

Вартість заміни акумулятора в електромобілі

Ціна нової батареї для електромобіля може варіюватися від 5 до 20 тисяч євро залежно від марки та ємності. Вартість також визначається тим, чи можлива заміна окремих модулів, чи лише всієї батареї. У майбутньому очікується поступове здешевлення завдяки масовому виробництву. Робота з високою напругою вимагає справності багатьох електронних плат, де за помилок CAN-шини може знадобитися новий блок управління підсилювача керма.

Провідні бренди акумуляторних систем

• Panasonic
• CATL
• LG Energy Solution
• Samsung SDI
• BYD
• SK Innovation
• Northvolt

Критерії вибору автомобільної батареї

Щоб правильно підібрати високовольтну батарею для електромобіля чи гібрида, варто врахувати кілька ключових факторів. Ось основні критерії, на які слід звернути увагу:

• Ємність батареї (кВт·год) та очікуваний запас ходу.
• Тип хімії (NMC, LFP, LiPo).
• Сумісність із транспортних засобом, де її планується встановлювати.
• Сумісність із наявними зарядними станціями.
• Гарантія виробника та термін служби.
• Наявність охолодження та систем захисту. За високих температур під капотом може вийти з ладу суміжний компресор кондиціонера, стан якого варто контролювати.
• Можливість заміни окремих модулів.

Обслуговування акумуляторів: правда і міфи

Відносна новизна технологій, чимала кількість неправдивих чи некваліфікованих публікацій про електромобілі стала причиною появи у суспільстві стереотипів, які часто не мають відношення до реальності. Розглянемо кілька найпопулярніших міфів про батареї електрокарів. При загальному ТО на сервісі також виконується профілактика ходової частини, де за потреби проводиться професійний ремонт рульових рейок.

Корисні рекомендації для польських водіїв

• Плануйте зарядку, враховуючи розвиток мережі станцій у Польщі.
• Взимку намагайтеся заряджати авто в теплому приміщенні або використовувати попередній прогрів.
• Використовуйте лише сертифіковані зарядні пристрої.
• Слідкуйте за оновленнями програмного забезпечення авто. Для збереження ідеальної керованості під час механічних робіт з ходовою також може бути встановлена нова рульова тяга або замінений зношений сайлентблок кермової рейки.
• Уникайте частих поїздок із зарядом нижче 10%.

Висновок

Високовольтні батареї, серце сучасних електромобілів і гібридів. Від типу хімії, технології та якості складання залежить запас ходу, довговічність, безпека й ціна авто. Попри розвиток нових перспективних напрямів, наразі найпоширенішими залишаються літій-іонні батареї різних конфігурацій, які забезпечують баланс між енергоємністю та ресурсом.

У компанії STS (Варшава) ви завжди можете отримати професійне обслуговування високовольтних батарей: ремонт, відновлення балансу, заміну окремих комірок. Такакож є можливість придбати нові батареї або модулі з гарантією та встановленням під ключ. Це забезпечує надійність, безпеку та довгу роботу вашого електромобіля чи гібрида.