Что внутри аккумулятора электромобиля, как долго он заряжается, насколько быстро теряет емкость, сколько стоит, как его заменить и что делать со старым. Отвечаем на самые частые вопросы владельцев электромобилей и всех, кто планирует присоединиться к EV клубу.

Немного общей информации

Что это такое

Аккумулятор электромобиля — это большой батарейный отсек с размерами примерно 200х150х15 см и весом около 540 кг. Располагается в днище автомобиля и присоединяется к кузову кронштейнами. Если его разрезать, вы увидите ряд блоков, каждый из которых состоит из нескольких тысяч компактных литий-ионный элментов. У Tesla эти элементы похожи на обычные пальчиковые батарейки, у Nissan Leaf или Chevrolet Bolt они имеют пакетную форму, а у Audi — призматическую. Такой аккумулятор генерирует столько энергии, сколько производят более 1500 батарей от портативных компьютеров. Чтобы контролировать температуру нагрева батареи во время эксплуатации, она оснащается системой охлаждения.

Типы

Аккумуляторы бывают разных типов: литий-ионные, алюминий-ионные, литий-серные, литий-фосфат железные, металл-воздушные. Чаще всего в электромобилях используются литий-ионные аккумуляторы. Они имеют высокую плотность энергии, большую мощность, низкий саморазряд, отсутствие эффекта памяти и достаточно большой срок использования (8-10 лет). Но при этом дорого стоят, могут перегреваться и взрываться.

Несмотря на высокую стоимость литий-ионных аккумуляторов и сомнительную безопасность, с ними почти ничто не может конкурировать по мощности и количеству циклов заряда-разряда. Разработчики постоянно ведут поиск оптимальной по характеристикам формулы для производства аккумулятора: безопасного, с низкой себестоимостью производства, долгой службой эксплуатации, простотой в утилизации, быстрым временем зарядки и максимально эффективного (с удельной энергией 400 и более Wh/кг).

Кто производит

Аккумуляторы для электромобилей производят в Азии: Китае, Южной Корее, Японии. Это компании BYD, Panasonic, LG Chem, Samsung SDI, Farais, AESC Automotive Energy Supply Corp. Лидером среди всех производителей является китайская фирма CATL — благодаря активному субсидированию государства. Батареи для автомобилей Tesla производит компания Panasonic, а BYD начиняет аккумуляторами электробусы. Многие производители размещают производственные мощности в Европе и Америке.

Перспективы

Самыми перспективными считаютсяаккумуляторы на основе графена. С помощью него улучшают свойства батареи, например, добавляют его к электродам и увеличивают их проводимость. Такие аккумуляторы получаются намного легче литий-ионных и не взрываются. Удельная емкость в 5 раз превышает емкость литий-ионного аккумулятора (1000 Вт/ч против 200 Вт/ч на 1 кг веса). Tesla Model S с графеновой батареейможет проехать на одном заряде вместо 334 км — 1013 км, а заряжается менее чем за 10 минут.

При всех своих замечательных характеристиках, графеновые аккумуляторы, и другие современные разработки (например,батареи на основе материалов, полученных из морской воды), давно должны были заполнить рынок. Но производители продолжают улучшать литий-ионные батареи, созданные еще в 70-х годах XX века, а инвесторы не очень хотят вкладывать деньги в разработку новых технологий. Ведь для этого нужны миллионы долларов, которые не окупятся по тем причинам, что новые батареи будут тестировать годами, потом они начнут проходить длительный период адаптации на рынке и очень медленно повышать интерес покупателя. Остается надеяться, что графен сможет изменить эту ситуацию к лучшему, потому что в разработку аккумуляторов на его основе уже вложен огромный капитал.

А пока графеновые батареи остаются проектом будущего, предлагаем узнать, что из себя представляет обычный литий-ионный аккумулятор на примере домашней сборки. Мастера из украинского YouTube-канала KREOSAN собирают литий-ионные аккумуляторы для сварочных аппаратов, электровелосипедов и т.д. В электромобилях применяют тот же принцип, только сборка не кустарная, а производственная.

Итоги

Пока что нет таких старых электромобилей, чтобы пользователи могли точно узнать, на какой срок хватает аккумулятора и когда его нужно менять. Поэтому в течение нескольких лет можно не думать об утилизации АКБ и его замене (в 2020 году это коснется только владельцев моделей Nissan Leaf 2010 года). К тому моменту, как понадобится массовая замена и переработка батарей, появятся более совершенные механизмы утилизации/повторного применения и снизятся цены. Но даже без этого электромобиль с каждым годом становится все более удобным и экономичным видом транспорта, чем автомобиль в ДВС.