Серце електромобіля: акумулятори і їхні таємниці

12.12.2023

Електромобілі стають все популярнішими на дорогах України та світу. Однак, однією з найважливіших складових ефективності та функціональності електричного транспорту є їхні акумулятори. Далі розглянуто різні характеристики акумуляторів для електромобілів та типи батарей, які використовуються у сучасних авто.

Залежність вибору електромобіля від характеристик акумулятора

При виборі транспорту на електроенергії потенційні покупці повинні ретельно вивчити характеристики акумуляторної батареї, оскільки це визначає ефективність, зручність в експлуатації та загальний досвід власності такого автомобіля. 

На вибір електромобіля впливають наступні характеристики акумулятора:

  • Ємність — вимірюється в кіловат-годинах (кВт/год) і вказує на кількість енергії, яку батарея може зберігати. Більша ємність означає більшу дальність поїздок на одному заряді. 
  • Напруга — визначається у вольтах (В). Вона впливає на силу струму, який може видавати батарея, і, відповідно, впливає на потужність та ефективність електромобіля. Вища напруга може забезпечити кращі характеристики швидкості та реакції на педаль акселератора.
  • Сила струму або коефіцієнт розряду — вказує на те, наскільки швидко можна витягти енергію з батареї. Вищий C-rate означає більшу потужність, що корисно для швидкої акселерації та швидкого реагування на педаль газу.
  • Швидкість зарядки — визначає, як швидко можна підзаряджати батарею. Це важливо для подорожей на довгі відстані, де швидке заряджання дозволить мінімізувати час зупинок. Тут важливо також враховувати доступність зарядних станцій, які підтримують високу швидкість зарядки.
  • Температурний режим — важливий показник для того, щоб електромобіль функціонував надійно у всіх кліматичних умовах. Батареї можуть бути більш чутливими до екстремальних температур, тому важливо враховувати і цей фактор.

Зважаючи на ці фактори, покупці можуть знайти електромобіль, який відповідає їхнім потребам та умовам користування. Ретельний аналіз характеристик акумулятора допомагає зробити правильний вибір та забезпечити задоволення від володіння сучасним транспортом

Типи акумуляторів для електромобілів

  • Літій-іонні акумулятори є найпоширенішими у сучасних авто. Вони відзначаються високою енергетичною щільністю, довгим життєвим циклом і відносно невеликою вагою. Такі акумулятори встановлюються в багатьох відомих марках, таких як Tesla, Nissan і BMW. Їхні переваги включають швидку зарядку (до 80% за 30-40 хвилин), високу ефективність та діапазон температурного режиму від -20°C до +60°C. Однак їхні недоліки – висока вартість. 
  • Нікель-метал-гідридні акумулятори є ще одним поширеним типом батарей. Вони відзначаються досить великою енергетичною щільністю, прийнятним життєвим циклом та досить низькою вартістю. Такі акумулятори використовуються у моделях Toyota та Honda. Їхня ємність може варіюватися від 30 до 60 кВт/год, але швидкість зарядки зазвичай дещо повільніша, порівняно з літій-іонними акумуляторами. Вони також мають діапазон температурного режиму від -10°C до +45°C.
  • Літій-полімерні акумулятори вирізняються високою енергетичною щільністю та низькою вагою, що робить їх привабливими для виробників електромобілів. Вони мають довгий життєвий цикл та широкий температурний діапазон роботи від -20°C до +60°C. Такий тип акумуляторів зазвичай встановлюється в моделях марок Hyundai та Kia. Однак їхня вартість може бути вищою, ніж у нікель-метал-гідридних або літій-іонних акумуляторів.
  • Існують також інші типи акумуляторів, такі як суперконденсатори і літій-залізо-фосфатні акумулятори, які використовуються в окремих моделях електромобілів. Суперконденсатори мають велику потужність та довгий життєвий цикл. Але до недоліків слід віднести короткочасне збереження енергії та низьку енергетичну щільність. Літій-залізо-фосфатні акумулятори здатні пройти значно більше циклів заряду-розряду порівняно з іншими літій-іонними акумуляторами. Вони можуть видавати великі струми, виділяються високою стійкістю до перегрівання та низьким ризиком інцидентів. 

Тенденції розвитку акумуляторів для електромобілів 

Прорив у розвитку акумуляторів для електромобілів здійснив китайський виробник BYD, який став одним із глобальних лідерів в сфері електромобілебудування та розробки акумуляторних батарей. Саме вони впроваджують ряд інноваційних рішень в своєму продукті — акумуляторі BLADE. Ця нова технологія має на меті збільшити енергетичну щільність, поліпшити екологічні характеристики, зменшити вартість та розширити температурний діапазон роботи акумуляторів. Такий підхід відкриває нові можливості для електромобілей і робить їх ще більш привабливими для споживачів.

Ця нова технологія принесла ряд значущих змін у світі електромобілів:

  • Особливості акумулятора у тому, що він дешевший, малий розміром та у його збірці почали використовувати більш тонкі та довгі комірки. Він також отримав на 50% збільшену щільність енергії у порівнянні зі звичайними батареями.
  • Покращення екологічних характеристик. BYD BLADE враховує зростаючу популярність екологічної свідомості. Акумулятори виготовляються з більш екологічно чистих матеріалів, а їх виробництво менше впливає на навколишнє середовище. Так, у технології акумуляторів BYD Blade, яка вже багато років розробляється BYD Group, використовуються хімікати на основі фосфату літію (LFP) замість суміші нікелю, марганцю і кобальту (NMC).
  • Технологія LFP позиціонується як дешевша ніж традиційні технології батарей NMC зокрема за рахунок того, що в конструкції відсутні модулі. 
  • Розширення температурного діапазону. Нова технологія вражає розширеним діапазоном температури. Батереї витримують від -30°C до +60°C, що дозволяє електромобілям працювати в різних кліматичних умовах, включаючи сильні морози і спекотний клімат.

За допомогою цих інноваційних рішень, BYD BLADE виводить світ електромобілів на новий рівень, роблячи їх більш доступними, екологічно чистими, та здатними подолати більше викликів в дорозі. Це свідчить про невпинний розвиток та постійне покращення акумуляторних технологій для електромобілів, що обіцяє ще більше захоплюючих можливостей у майбутньому для тих, хто підтримує становлення транспорту на електроенергії.

Висновки

Залежно від конкретних потреб і умов користування, власники можуть вибирати між різними моделями електромобілів, які відрізняються ємністю батареї, дальністю поїздок та іншими характеристиками. Враховуючи це, важливо аналізувати та обирати електромобіль, який найкраще відповідає потребам та стилю життя, звертаючи особливу увагу на характеристики акумулятора, які визначають зручність використання авто.

Найкращим варіантом для більш дорогих електромобілів є потрійний літій. Так, вони служать менше і не такі пожежобезпечні чи екологічні. Але характеристики мають значення, коли мова йде про транспортні засоби високого класу. У цьому випадку потрійний літій має більше переваг, ніж недоліків. У інших випадках виробники автомобілів обирають літій-залізо-фосфат. 

Твердотільні та натрій-іонні акумулятори – це два нових типи акумуляторів, що знаходяться в стадії розробки. Вони ще не отримали достатньої уваги з боку дослідників. З іншого боку, аналітики прогнозують, що виробники преміум-класу перейдуть на твердотільні акумулятори, а натрій-іонні батареї чудово підійдуть для сегменту доступних автомобілів.