Как охладить батарею ниссан лиф

Обновлено: 17.05.2024

В последние годы частные автомобили с электроприводом набирают все большую популярность в России. В этой статье мы поговорим о батарее электромобиля Ниссан Лиф – узнаем, что она собой представляет, как долго служит и можно ли ее отремонтировать своими силами.

Устройство батареи Ниссан Лиф

Конструктивно источник питания представляет собой набор из 48 литиевых аккумуляторов (модулей), размещенных в металлическом разборном боксе.

Каждый такой аккумулятор, в свою очередь, состоит из четырех ячеек, заключенных в общий неразборный корпус.

Напряжение каждого аккумулятора составляет 6,4-8,4 В (в зависимости от степени зарядки), и все они соединены последовательно. Таким образом, выдаваемое всей батареей напряжение составляет 6,4-8,4 х 48 = 320-410 В. Именно поэтому аккумуляторную батарею Ниссан Лиф называют высоковольтной.

Кроме аккумуляторов, в батарее имеется контроллер, следящий за состоянием элементов: их емкостью, напряжением, степенью зарядки, температурой и т. п. Полученные данные он передает основному модулю VCM (Vehicle control module – модуль управления транспортным средством), а тот уже на основании полученной информации принимает то или иное решение. Сама АКБ располагается под днищем автомобиля, занимая практически все место под салоном.

Технические характеристики

Изначально на Ниссан Лиф всех комплектаций производитель устанавливал АКБ емкостью 24 кВт. С 2015 года на автомобилях комплектации SL и SV устанавливается батарея емкостью 30 кВт/ч, а с 2017 года таким источником питания оснастили и электромобили комплектации S. Остальные характеристики аккумулятора Ниссан Лиф:

Сколько служит аккумулятор электромобиля

Во-первых, ресурс батареи существенно сокращается при неправильной эксплуатации автомобиля. Это может быть езда в сильную жару, агрессивная езда, длительная стоянка на сильном морозе, частое использование режима зарядки SuperCharge (см. следующий раздел), частая глубокая разрядка и хранение в полностью разряженном состоянии.

Во-вторых, для русского человека 10 лет – не срок. На дорогах полно автомобилей гораздо более преклонного возраста.

Ну и, в-третьих, емкость батареи Ниссан Лиф (как, впрочем, и любой другой) со временем падает, хотя она и остается работоспособной. Вот как зависит деградация аккумулятора этого электромобиля от пробега при правильной эксплуатации:

до 20 000 км – деградация почти не наблюдается;
до 50 000 км – емкость батареи уменьшается на 20-25%;
до 70 000 км – деградация замедляется, емкость составляет 70% от первоначальной;
после 80 000 км – последующая деградация наблюдается слабо, но запас хода сокращается: автомобиль проезжает на одной зарядке всего две трети заявленной дистанции.

Взяв за среднюю годовую величину пробег в 15 000 км, получается, что для Nissan Leaf замена батареи не требуется на протяжении 5-8 лет.

Как быстрая зарядка влияет на срок службы

Литий-ионный аккумулятор, как и батарея любого другого типа, должна заряжаться током, определенным производителем. При превышении этого значения батарея быстро разрушается и выходит из строя. Литиевые источники питания, в принципе, допускают ускоренную зарядку повышенным током, но это не говорит о том, что такой режим им приятен или хотя бы безразличен.

Вообще, для любой аккумуляторной батареи независимо от типа действует закон: чем меньше ток зарядки, тем лучше. Устройство более качественно заряжается, меньше греется, не так быстро деградирует (теряет емкость со временем).

Таким образом, хотя в электромобиле Ниссан Лиф и предусмотрена ускоренная зарядка (режим SuperCharge), злоупотреблять ею не следует. Сам производитель Ниссан Лиф рекомендует заряжать батарею в таком режиме по возможности реже.

Можно ли отремонтировать или заменить батарею

Что делать, если батарея Nissan Leaf вышла из строя или потеряла емкость? Есть два варианта:

Заменить всю батарею.
Заменить неисправный модуль.

Есть еще один вариант – купить аккумулятор БУ, который вполне реально найти на разборках. Стоимость такой батареи будет колебаться от 1 000 до 2 000 американских долларов в зависимости от состояния аккумулятора.

Можно ли заменить аккумулятор емкостью 24 кВт/ч на 30 кВт/ч и наоборот? Теоретически да – размеры кожухов и крепеж у них полностью совпадают. На практике же установка неродной батареи нередко вызывает конфликт с блоком управления, который можно устранить только перепрошивкой блока управления или его заменой. Более подробно об этом можно узнать в ролике, приведенном ниже.

Замена аккумулятора Nissan Leaf 24 кВт на 30 кВт

Важно. Новый модуль купить практически невозможно – производитель продает только собранные аккумуляторные батареи.

Как правильно заряжать Ниссан Лиф

Не злоупотребляем режимом быстрой зарядки – пользуемся им только по необходимости.
В процессе зарядки контролируем температуру аккумулятора. Особенно это касается режима быстрой зарядки.
По возможности не становимся на зарядку сразу после длительной или агрессивной езды – даем аккумулятору остыть. Также даем батарее остыть и сразу после зарядки.
Заряжаем батарею на 90% и лишь при необходимости на 100%.
Стараемся не допускать глубокого разряда аккумулятора (ниже 5%).
Разряженный аккумулятор заряжаем как можно скорее.

Вот мы и выяснили, что собой представляет батарея электромобиля Ниссан Лиф, какими характеристиками обладает и сколько служит.

Спасибо, помогло! 22

Какой аккумулятор стоит на Ниссан Альмера Классик и какой выбрать на замену

Ранее мы уже писали как мастер Дмитрий из Кропивницкого перепаковал родную батарею Nissan Leaf 2014 года до 44 кВт*ч. Запас хода тогда был увеличен до 450 км. Прошло чуть более года и кулибин презентовал свой Leaf с аккумуляторным блоком 70 кВт*ч и запасом хода 650 км. По всей видимости этот парень серьезно увлекся и не скоро остановится, потому как его не испугало даже то, что пришлось увеличивать корпус на 10 мм.

В своем интервью Дмитрий рассказал, что за основу взят аккумуляторный блок собственной разработки. Тестово-экспериментальная батарея емкостью 70 кВт*ч весит 400 кг. Несмотря то что помимо увеличения корпуса блок пришлось еще и опустить, визуально Nissan Leaf 2014 ни чем не отличается от своих обычных собратьев. Электромобиль можно зарядить как от бытовой сети так и от быстрого ЗУ CHadeMO.

Первые испытания электромобиля прошли по маршруту Кропивницкий-Львов. По дороге на Львов средняя скорость электромобиля держалась на отметке 90-100 км/ч. При такой динамике с использованием климатической установки запаса хода хватило на 450 км. На обратном пути климат контроль выключили, а средняя скорость электромобиля держали на отметке 55-60 км/ч. Таким образом расход удалось вывести на 10,9 км/кВт*ч. За два дня пути, электромобиль Дмитрия преодолел 1400 км, подзарядившись всего дважды. Скоро даже электромобили не из флагманской серии станут доступным транспортом для путешествий.

Nissan придумала, как использовать старые батареи LEAF своих первых коммерческих электромобилей. Они уже много лет присутствуют на рынке, и проблема утилизации аккумуляторов становится все более актуальной.

Nissan решила переставить аккумуляторы LEAF на мобильные машины, которые помогают рабочим на заводах компании по всему миру. Старые батареи задействовали в автоматизированных управляемых транспортных средствах или AGV, используемых для различных задач, включая доставку деталей рабочим на сборочной линии.

AGV работают на магнитных рельсах, доставляющих документацию и запчасти туда, где они необходимы на конвейере. В настоящее время Nissan эксплуатирует более 4 тысяч таких машин на своих производственных предприятиях.

На каждом заводе производителя есть система, которая включает 30-секундную автоматическую быструю зарядку для батарей электромобилей. На AGV также располагаются датчики, которые следят за маршрутом и отвечают за остановки. Установка беспроводной связи позволяет машинам не сталкиваться друг с другом.

Nissan заявляет, что еще с 2010 года изучает способы повторного использования старых аккумуляторов LEAF, которые включают 48 модулей каждый. Ранее инженеры компании нашли способ взять три таких модуля и переупаковать их, чтобы они поместились в AGV. В 2020 году они начали перепрофилировать использованные аккумуляторные модули для питания AGV.

Команда также обнаружила, что переработанные батареи LEAF служат намного дольше благодаря своей литий-ионной конструкции. Ранее в AGV применялись свинцово-кислотные батареи.

В 2020 году Tesla представила свою новую аккумуляторную батарею 4680, которая имеет в шесть раз большую мощность, чем предшественники, и в пять раз большую энергоемкость.

Если вы когда-либо задумывались о приобретении электромобиля, то абсолютно точно сталкивались с такими вопросами, как:

Сколько он стоит?
Какой у него запас хода?
Сколько прослужит батарея?

И даже тот факт, что с 2010 года стоимость среднего блока литий-ионных аккумуляторов упала более чем на 80% (то есть больше чем в 5 раз) не обеспечивает достаточной уверенности. Ведь всегда лучше знать наперед, как быстро ваш аккумулятор будет терять емкость и как этот процесс можно замедлить.

Компания Geotab Inc. собрала и проанализировала статистику 6300 электромобилей, принадлежащих как юридическим, так и физическим лицам. Общий объем изученных данных составил 1 800 000 дней. На основе результатов анализа, она запустила на своем сайте бесплатный инструмент, позволяющий сравнить среднюю потерю емкости аккумуляторов для электромобилей различных марок, моделей и даже годов выпуска. Именно эти данные внесли некоторую ясность в вопрос, на который до сих пор сложно получить однозначный ответ:

Сколько же может проработать батарея электромобиля, какова ее деградация и зависит ли ее износ от условий использования?

Нужно заметить, что данные графиков представляют усредненные значения, полученные аналитическим путем. Они помогают наглядно увидеть, как происходит деградация батарей электромобилей с течением времени. Но не являются точным прогнозом для конкретного авто. Иначе говоря: они дают представление и понимание, а не жесткую гарантию.

Рисунок 1: Скриншот рабочей области аналитического сервиса.

Итак, давайте разберемся:

1. Терминология.

Деградация батареи электромобиля – является естественным процессом. Заключается в уменьшении объема заряда, который батарея способна хранить и выдавать. Обычно, аккумуляторы электромобилей могут выдавать больше мощности, чем нужно силовому агрегату, поэтому деградация проявляется, в основном, как снижение емкости (со временем батарея способна хранить все меньше и меньше энергии).

SOH (State Of Health, %) – показатель, использующийся для оценки состояния батареи. На русском языке может звучать, как: степень работоспособности аккумулятора. Обозначает его остаточную емкость, измеряется в %, т.к. изначально SOH любого электромобиля равен 100%. НЕ имеет единой формулы исчисления и пороговой величины, после прохождения которой аккумулятор будет считаться нерабочим – все индивидуально и зависит от конкретного разработчика.

2. Что влияет на состояние литий-ионных аккумуляторов?

Принято выделять следующие факторы:

Время
Производитель и конструктивные особенности
Работа на высоком и низком уровне заряда
Эксплуатация (циклы зарядки)
Высокие температуры
Высоки токи

Предлагаем вам рассмотреть каждый из них подробнее.

а. Время:

Ключевые моменты, которые стоит учитывать:

Рисунок 2: Обычная кривая деградации выглядит примерно так.

К счастью для автовладельцев, лишь немногие изученные батареи достигли той точки, в которой наблюдается резкое снижение емкости. По этой же причине пока невозможно точно сказать, в какой момент оно начинается.

b. Производитель и конструкция:

На графиках разница между некоторыми марками электромобилей видна невооруженным глазом. Данные говорят о том, что разные батареи по-разному ведут себя с течением времени, и зависит это от моделей и годов выпуска машин. Почему же в одних аккумуляторы теряют емкость быстрее, чем в других? Кроме всего прочего, на это влияет химический состав и управление температурой аккумуляторов.

Хотя все электромобили используют литий-ионные батареи, их химический состав отличается (одно из заметных отличий – материалы электродов). А от него напрямую зависит то, как аккумулятор реагирует на нагрузки. Кроме химического состава ячеек, способы контроля температуры в разных авто также не одинаковые. В одних батареи нагреваются и/или охлаждаются за счет воздуха, а в других - с помощью жидкости.

Давайте сравним модель с жидкостной системой охлаждения Tesla Model S (2015) и модель, которая имеет пассивную систему воздушного охлаждения Nissan Leaf (2015).

Рисунок 3: Сравнение деградации батарей для Tesla Model S (2015) с жидкостным охлаждением и Nissan Leaf (2015) с воздушным охлаждением.

На графике мы видим, что средний показатель деградации у Nissan составляет 4,2% в год, тогда как у Tesla он равен 2,3%. Из чего можно сделать вывод, что контроль температуры является одним из способов защиты от потери емкости.

c. Работа на высоком и низком уровне заряда:

Рисунок 4: Защитные буферы, контролирующие диапазон зарядки электромобилей.

Помимо использования защитных буферов в верхней и нижней части диапазона аккумуляторов, многие производители также ограничивают ежедневную зарядку показателем ниже 100%, т.е. с точки зрения чистой химии, при состоянии заряда в 100% батарея не является полностью заряженной, а при 0% - полностью разряженной.

Многие автовладельцы даже не догадываются о том, что не имеют доступа к самому нижнему порогу диапазона SOC – эта мера безопасности также помогает замедлить деградацию батареи.

Некоторые автомобилестроители идут другим путем и делают этот функционал настраиваемым и открытым. Таким образом, уже сам пользователь выбирает момент окончания заправки. Например, 75% вместо 100%. Получившаяся произвольная область (на графике выше она обозначена буквой В) дополняет обязательный буфер (обозначенный как А), предохраняющий батарею от эксплуатации в зоне наивысшей деградации.

Давайте для примера рассмотрим Chevrolet Volt, который имел сравнительно большие верхние и нижние защитные буферы (А и D на графике выше), особенно в моделях ранних годов выпуска. С годами буферы SOC стали уменьшать, но даже с учетом этого – график наглядно показывает, насколько дольше сохраняется срок службы его аккумулятора. Не последнюю роль в том, что батарея Chevrolet Volt служит дольше среднего, играет и жидкостное охлаждение. И все же, мы можем сделать однозначный вывод: несмотря на то, что большие буферы уменьшают запас доступной энергии, они продлевают жизнь батарее.

Рисунок 5: Износ батареи Chevrolet Volt в сравнении с другими автомобилями.

d. Эксплуатация и циклы зарядки:

Распространенным заблуждением является уверенность в том, что частая эксплуатация электромобиля отрицательно влияет на емкость батарей. Но, согласитесь, вы же не покупали машину для того, чтобы сидеть в ней и пить кофе?

Судя по результатам анализа, активная езда оказывает незначительное влияние на деградацию батарей, а значит – переживать на этот счет не имеет смысла. Если постоянно не превышать стандартный дневной пробег, повышенного износа аккумулятора не будет. А вот тем, кто при этом пользуется быстрыми зарядками, следует задуматься, однако, об этом мы поговорим чуть ниже.

Рисунок 6: Интенсивность эксплуатации не оказывает значительного влияния на скорость деградации.

e. Работа при высоких температурах:

Литий-ионные аккумуляторы электромобилей, как и многих других устройств и электроники, не любят критических температур. Считается, что высокие температуры негативно влияют на них. Так будет ли срок службы батареи на электромобиле в жаркой Аризоне ниже, чем в холодной Норвегии?

Чтобы выяснить это, машины были сгруппированы, исходя из климатических условий их эксплуатации:

Умеренный климат (температура выше 27 ℃ или ниже -5 ℃ менее 5 дней в году);
Жаркий климат (температура выше 27 ℃ более 5 дней в году).

И, к сожалению, показания графика подтверждают теоретические догадки – в жарком климате батарея действительно изнашивается гораздо быстрее.

Рисунок 7: Влияние климата на деградацию батарей электромобилей.

f. Типы зарядок и высокие токи:

Помимо всего вышесказанного, при анализе были учтены и типы зарядки, используемые для данных электромобилей. Североамериканские зарядные станции оборудованы зарядками трех основных типов:

Тип 1 (Level 1) – 120 Вольт. Обычная домашняя зарядка;
Тип 2 (Level 2) – 240 Вольт. Вариант для личных и корпоративных авто;
DCFC – быстрая зарядка с постоянным током.

В большинстве европейских стран выделяют зарядку переменным током (аналог Level 2 в Северной Америке) и постоянным (DCFC).

И хотя оптимальным видом зарядки электромобиля считается использование Level 2, разница между первым типом и вторым не такая уж большая.

Рисунок 8: Сравнительная потеря емкости батареи для зарядки от станции 1го и 2го типа.

А вот тем автолюбителям, кто часто пользуется быстрой зарядкой, стоит поостеречься. Именно ее постоянное применение ведет к гораздо более заметному ускорению деградации. Чтобы зарядить аккумулятор быстрее, используются более высокие токи, приводящие к повышению температуры. И то и другое сильно перегружает батарею. Многие производители советуют ограничить число быстрых зарядок в месяц, чтобы продлить жизнь аккумулятору.

Для наглядности было проведено сравнение показателей электромобилей, находящихся в равных условиях эксплуатации в жарком климате. Классификация проводилась по частоте использования DCFC:

Никогда;
Иногда (1-3 раза в месяц);
Часто (более 3 раз в месяц).

Рисунок 9: В жарком климате или климате с выраженной сезонностью деградация батареи напрямую зависит от частоты использования DCFC (быстрой зарядки).

На графике видна разница даже между автомобилями, владельцы которых никогда не пользовались быстрой зарядкой или пользовались ей редко. Данные актуальны для жаркого климата или климата с выраженной сезонностью. Хотя, не исключено влияние и других факторов (ведь речь идет не о контролируемом эксперименте), но все же основным током зарядки должен быть переменный (Level 2).

3. Подведем итоги:

Как же можно продлить жизнь батареи вашего авто?

Разобравшись в том, что деградация батареи электромобиля зависит от множества факторов, начиная от модели и года выпуска, а заканчивая внешними климатическими условиями, возникает резонный вопрос – что со всем этим делать? И хотя большинство водителей не сталкивается с заметными потерями емкости, поскольку в нормальных условиях она составляет около 2,3 % в год, а в близких к идеальным - не превышает 1,6 %, есть вещи, которые следует помнить. Ну, или периодически о них вспоминать:

И наконец: не стоит слишком сильно беспокоиться по мелочам. Современные электромобили оснащены хорошими батареями, и небольшая потеря емкости вряд ли как-то повлияет на ваши повседневные поездки. У электромобилей много достоинств, и на этот маленький недостаток можно просто закрыть глаза.

Читайте также: