Срок службы батареи тесла
Обновлено: 30.06.2024
Неутихающие споры о скорости деградации батарейки Тесла заставили меня заняться простой арифметикой.
1. Давайте найдем данные о том, какое количество электроэнергии автомобиль тратит, чтобы проехать определенное расстояние. Для этого я зашел на американский государственный сайт по "Экономической эффективности и возобновляемой энергии". Там я нашел данные по автомобилям Тесла модельного ряда 2017 г. Из них я выбрал Tesla Model S (60 kW-hr battery pack), поскольку для нее явно указана емкость батареи и ее данные не выделяются среди остальных моделей.
Машина потребляет 34 киловатт-часов на 100 миль. Пересчитаем, сколько она проедет при полной разрядке батареи: 100 миль * 60 / 34 = 176 миль. Давайте запомним эту цифру.
2. В батарее Тесла используются элементы Panasonic 18650. Обратимся к сайту производителя "Электронные компоненты - Промышленные устройства Panasonic" и найдем документацию по интересующим нас элементам. Прежде всего нас заинтересует график "Cycle Life Characteristics".
Ориентировочно за 200 циклов разряда емкость элемента падает с 2800 mAh до 2400 mAh, то есть на (1 - 2400 / 2800) * 100 = 14%. Теперь вспомним, что за 1 цикл разряда машина проезжает 176 миль. За 200 циклов машина проедет 200 * 176 = 35 тысяч миль.
То есть за 35 тысяч миль упомянутая модель автомобиля Тесла потеряет 14% емкости своей батареи.
3. Давайте сравним мои расчеты с другими доступными данными. Например, статья Отчетов по зеленым автомобилям "Жизнь батареи Тесла модель S: что на настоящий момент показывают данные". Приведенный в статье график утверждает, что за 200 тысяч километров, то есть за 124 тысячи миль батарея потеряет 8% своей емкости.
Предлагаю вам самостоятельно решить, кто из троих врет:
1. Государственное агентство США по защите окружающей среды.
2. Производитель элементов батареи Тесла.
3. Проповедники зеленой энергетики.
Дополнение.
Давайте оценим, сколько можно выиграть за счет уменьшения глубины разряда батареи. Существует статья некоторого "Батарейного университета" под названием "BU-808: Как увеличить время жизни литиевых батарей", на которую нередко ссылаются в блогах, в том числе сослались и при обсуждении моей заметки. Наиболее интересна таблица номер 2, сопоставляющая глубину разряда батареи и количество циклов разряда до достижения 30% потери емкости.
Обратите внимание, что если мы уменьшаем глубину разряда, то одновременно нужно увеличить количество циклов разряда, чтобы проехать то же расстояние. Итак, 1-я цифра - глубина разряда, вторая пара цифр - время жизни (в циклах) батарей двух разных типов, 3-я пара - то же время жизни с учетом уменьшенной емкости и 4-я пара - коэффициент выигрыша по времени жизни.
| 100% | 300/600 | ||
| 80% | 400/900 | 320/720 | 1.1/1.2 |
| 60% | 600/1500 | 360/900 | 1,2/1.5 |
| 40% | 1500/3000 | 600/1200 | 2.0/2.0 |
| 20% | 1500/9000 | 300/1800 | 1.0/3.0 |
| 10% | 10000/15000 | 1000/1500 | 3.3/2.5 |
Как вы можете заметить, максимальный выигрыш - 3.3 раза, в то время как в моих расчетов выше цифры отличаются в 124000 миль / 35000 миль * 14% / 8% = 6.2 раза, то есть они все равно почти в два раза превышают максимально достижимые. И не забывайте, что 6.2 - минимальное число, а 3.3 - максимальное.
На основе анализа данных деградации аккумуляторов, которые взяты у владельцев Tesla со всего мира и собраны Маартеном Стейнбухом в листе Google, Teslanomics попытается показать ожидаемые потери запаса хода после долгой эксплуатации. Маартен начал со сбора данных на Датском и Бельгийском форуме, где попросил водителей сперва разрядить батарею до 0, а затем зарядить до 100%. Данный способ теоретически обеспечит максимальную точность определения настоящей емкости.
Анализ состояния заряда аккумулятора в зависимости от возраста транспортного средства, количества циклов зарядки и пробега визуализирован с помощью интерактивной диаграммы, приведенной ниже. Данные могут быть разбиты по регионам.
Стоит отметить, что в исследовании Бена представлены исключительно литий-ионные батареи Tesla 18650, которые в настоящее время используется в автомобилях Model S и Model X. В начале года фабрика Gigafactory в Неваде начала массовое производство новейших высокоэффективных аккумуляторных ячеек 2170 с, предположительно, большим сроком службы. Они используются в системах хранения энергии Powerpack 2 и Powerall 2 от Tesla и станут основой для бюджетного электромобиля Model 3.
Фред Ламберт, редактор посвященного электротранспорту издания Electrek.co, проводит эксперимент над Tesla с большим пробегом. В начале года Фред приобрел Model X с самым большим в мире пробегом на сегодняшний день — около 650 000 километров (это практически рекорд среди электромобилей на сегодня). Цель — исследовать ресурс узлов и систем электромобилей Tesla, включая батарею.
На данный момент у кроссовера полностью функционируют все узлы и агрегаты, отсутствуют технические ошибки и нет замечаний к работе моторов.
С батареей конкретного экземпляра сложилась более интересная история. Приобретенный Model X 90D будучи новым обладал максимальным запасом хода в 257 миль или 414 км. На сегодняшний день максимальный пробег без подзарядки составляет 230 миль или 370 км, что соответствует 10% снижению емкости батареи. Однако, на этом Model X батарея уже бесплатно менялась по гарантии, когда пробег машины составлял 510 000 км, причем, замена не была связана с потерей емкости аккумулятора — когда заряд доходил до уровня 40% происходило быстрое снижение до нулевого уровня.
Таким образом, пробег электромобиля на новой батарее уже составляет около 160 000 км. Снижение емкости на 10% при таком пробеге — нормальное явление, что подтверждают данные других владельцев Tesla со всего мира. На графике ниже обозначена остаточная емкость батарей Tesla Model S и X в зависимости от пробега на основе реальных данных от множества машин. Видно, что остаточная емкость в 90-95% по большей части характерна для пробега в 150-250 тыс. км.
Со времен полная зарядка значительно снизит срок службы аккумулятора, и он уже не сможет заряжаться до 100%, а лишь до 90%.
Кроме того, если полностью заряжать аккумулятор, то можно столкнуться с тем, что не сработает рекуперативное торможение.
Макс подчеркнул, что если владельцы Tesla хотят воспользоваться всеми преимуществами рекуперативного торможения, батарея электромобиля должна быть заряжена максимум на 90-95%.
Напомним, рекуперативное торможение является технологией, превращающей энергию торможения в электричество. Специалисты отмечают, что в электромобилях Tesla рекуперативное торможение способно расширять запас хода до 30%.
Чтобы сохранить эффективность и продлить срок службы аккумуляторов, стоит придерживаться некоторых полезных привычек, связанных с ежедневной зарядкой электромобиля.
Джефф Дан, известный исследователь батарей и лидер исследовательского центра Tesla со своей исследовательской группой по батареям в Университете Далхаузи уже год работает над долговечностью литий-ионных батареи для Tesla.
Ученый изучил влияние уровня заряда и разряда на жизненный цикл батарей Tesla и вместе с группой исследователей создал новую химию батареи, которая на 4 года удваивает срок службы аккумуляторов электромобилей Tesla.
Команда во главе с Джеффом добилась успеха и теперь данные текущих аккумуляторных батарей Tesla показывают снижение производительности на 5% после прохождения 80 000 км, а уровень мощности примерно на 150 000 миль больше, что составляет 90%.
Исследования в области разработки долговечных аккумуляторов могут длиться вечно, а вот придерживаться простых правил эксплуатации батареи при зарядке стоит уже сейчас.
По словам Джеффа Дана, не стоит заряжать аккумулятор до полной зарядки — повторные полные заряды могут негативно повлиять на литий-ионные батареи, поэтому разработчики Tesla рекомендуют ежедневную зарядку до 90% емкости, а на 100% можно заряжать для длительных поездок. Эти же рекомендации частично подтвердил глава Tesla, Илон Маск, в ответ на вопрос подписчика об объеме зарядки, уточнив, что ежедневно электромобиль стоит заряжать максимально до 80%, а разряжать до 30%, чтобы не снижать ее эффективность со временем.
Почти все автомобили Tesla имеют диапазон запаса хода не менее 320 км, что вполне достаточно для езды по городу, а значит не требует полной зарядки на 100%.
Как рекомендует Дан, чтобы увеличить срок эксплуатации аккумулятора Tesla до 20 лет, стоит ежедневно заряжать его не более, чем на 70%, что с лихвой хватит на 240 км.
Отметим, довольно просто настроить лимит заряда с помощью мобильного приложения Tesla, если вы, конечно, не собираетесь частенько отправляться в незапланированные длительные поездки.
реклама
Китайский гигант производящий аккумуляторы для электромобилей Tesla и Volkswagen разработал силовой агрегат, который работает более миллиона миль - отраслевой ориентир и потенциальное благо для автопроизводителей, пытающихся склонить водителей к своим моделям электромобилей (EV). Современный Amperex Technology Co Ltd (CATL) готова производить батарею, срок службы которой составляет 16 лет и 2 миллиона километров (1,24 миллиона миль), заявил председатель правления Цзэн Юйцюнь в штаб-квартире компании в Нинде, в провинции Фуцзянь на юго-востоке Китая. По данным BloombergNEF, гарантии на батареи, используемые в настоящее время в электромобилях, охватывают около 150 000 миль или восемь лет. Продление срока службы рассматривается как серьезный шаг вперед, поскольку пакет можно использовать повторно во втором транспортном средстве. Это снизило бы стоимость владения электромобилем, что позитивно для отрасли, которая стремится восстановить импульс продаж, потерянный из-за вспышки коронавируса и снижения цен на нефть, что сделало бензиновые автомобили более конкурентоспособными.
Опасения по поводу потери батарей и необходимости замены через несколько лет являются одним из факторов, сдерживающих принятие электромобилей потребителями. В прошлом году Tesla отметила, что, как ожидается, запустит в производство батарею, способную работать на миллион миль, а в прошлом месяце General Motors заявила, что приближается к рубежу. Это расстояние эквивалентно кругу планеты 50 раз. Прогнозируя быстрый возврат к росту для индустрии электромобилей, CATL вкладывает деньги на исследования и разработки в развитие аккумуляторных технологий. В то время как вспышка коронавируса приведет к снижению продаж в течение этого года, спрос на электромобиль возрастет в начале 2021 года.
Читайте также: