Батареи EV стареют иначе, чем считалось - к счастью

Исследование, проведенное Стэнфордским университетом в Калифорнии изучало долговечность 92 литий-ионных батарей, подобных тем, что используются в электромобилях. В течение более чем двух лет быстро моделировались различные профили зарядки и разрядки, чтобы проанализировать различия в старении элементов батареи.

Некоторые батареи подвергались быстрой разрядке при высокой мощности и постоянных циклах заряда, в то время как другие подвергались реалистичным профилям заряда и разряда для сравнения. Этим конкретным батареям приходилось справляться с быстрым разрядом (во время ускорения) и низким энергопотреблением (во время движения "стоп-энд-гоу", длительных остановок или ночной стоянки). Кроме того, в игру вступила нерегулярная зарядка при различных интенсивностях тока.

К удивлению исследователей, здоровье батареи ухудшалось гораздо медленнее, когда батареи разряжались динамически. Собранные данные помогли исследователям выявить множество факторов, способствующих увеличению продолжительности жизни аккумуляторов.

В частности, одним из таких факторов является короткий и резкий разряд, наблюдаемый при обычном ускорении, например, при трогании со светофора. Но вот в чем проблема: до сих пор архитектура аккумуляторных элементов была разработана таким образом, чтобы способствовать как можно большему количеству циклов плавной зарядки.

Переосмысление структуры ячеек и процедур тестирования

Как оказалось, такой подход не только не соответствует реальности, но и контрпродуктивен, поскольку мы недооценили положительный эффект от использования батарей EV так, как мы обычно делаем это в реальной жизни. Чтобы понять, насколько значительны эти эффекты, мы можем обратиться к данным о количестве циклов заряда, необходимых для снижения емкости батареи до 85% (обычно после 10-15 лет использования). Равномерно разряженная батарея выдерживает около 900 циклов заряда, в то время как динамически разряженная батарея (более реалистичный сценарий) выдерживает 1 200 циклов заряда, прежде чем достигает заявленного предела.

Согласно исследованию, фокусировка на таких профилях разряда может помочь нам достичь еще более высоких результатов без необходимости изменять фундаментальную архитектуру или структуру батарей. Тем не менее, даже при консервативной оценке дальности хода в 250 км на одной зарядке, 1 200 циклов приведут к общему пробегу в 300 000 км. Здесь еще есть куда стремиться.