Действительно ли быстрая зарядка постоянным током так вредна для аккумулятора вашего электромобиля? Мы спросили экспертов
Обычно приходится слышать о лучших методах обеспечения того, чтобы аккумулятор вашего электромобиля оставался в отличном состоянии в течение максимально длительного периода времени. Главный из них — заряжать электромобиль только до 80%. Однако также распространена идея о том, что постоянная быстрая зарядка вашего электромобиля постоянным током приводит к разрядке аккумулятора, что может повлиять на запас хода.
Эта перспектива усугубляется тем фактом, что запас хода уже является проблемой, когда дело касается электромобилей. Беспокойство о запасе хода является одним из самых больших недостатков покупки электромобиля, учитывая тот факт, что электромобилям требуется больше времени для заправки, а зарядных станций гораздо меньше, чем заправочных станций. А когда вы заряжаете свой автомобиль только до 80%, вы получите только четыре пятых от заявленного производителем запаса хода.
Но что, если вы не будете следовать этим правилам? Не каждый может позволить себе роскошь установить зарядное устройство для электромобилей у себя дома, в результате чего те, кто все еще хочет иметь электромобиль, остаются с медленными общественными зарядными устройствами уровня 2 или гораздо более быстрыми быстрыми зарядными устройствами постоянного тока. Действительно ли постоянное использование этих быстрых зарядных устройств постоянного тока влияет на здоровье аккумулятора вашего электромобиля? Вот посмотрите.
Что такое быстрая зарядка постоянным током?
Розетки в вашем доме обеспечивают питание переменного тока (AC), главным образом потому, что уже давно стало проще передавать его на большие расстояния без значительных потерь энергии. Когда вы подключаете зарядное устройство к розетке дома, вы подаете переменный ток на свой электромобиль. Это относится и к зарядным станциям уровня 2 , которые используют переменный ток, подаваемый из сети.
Есть только одна проблема. Мощность, которую использует ваш электромобиль, сохраняется в виде мощности постоянного тока (DC). Когда вы подключаете источник переменного тока к своему автомобилю, он должен преобразовать эту энергию в мощность постоянного тока, которую он может хранить и позже использовать. Однако есть способ обойти это. Зарядные станции постоянного тока преобразуют мощность переменного тока из сети в мощность постоянного тока перед отправкой ее на ваш электромобиль, по существу минуя встроенный преобразователь мощности в вашем автомобиле и заряжая аккумулятор напрямую. Этот метод зарядки обычно называется зарядкой уровня 3 или быстрой зарядкой, и хотя зарядные устройства уровня 1 имеют максимальную мощность около 1,8 киловатт, а зарядные устройства уровня 2 — около 20 кВт, большинство быстрых зарядных устройств постоянного тока в настоящее время могут заряжать до 350 кВт, причем даже быстрее. Технология быстрой зарядки постоянным током уже в пути.
Почему быстрая зарядка постоянным током может привести к ухудшению заряда аккумулятора моего электромобиля?
Так что же плохого в более быстрой зарядке, когда речь идет о сохранении аккумулятора вашего электромобиля? Ну, по сути, ничего, но более быстрая зарядка может потребовать некоторых компромиссов. Дело в том, что быстрая зарядка постоянным током генерирует больше тепла, что со временем может ускорить разрушение ячеек аккумуляторной батареи.
«Быстрая зарядка постоянным током может в некоторых случаях сократить срок службы электромобиля», — объяснил Дэвид Мичери, генеральный директор производителя электромобилей Mullen Automotive , в интервью Digital Trends. «По сравнению с зарядкой переменным током (уровни 1-2), быстрая зарядка постоянным током имеет гораздо более высокий ток и будет генерировать больше тепла и потенциально вызывать кинетические проблемы с активными материалами, что может привести к более быстрой деградации батареи».
Однако это, по-видимому, в значительной степени теоретическое. Нельзя отрицать, что в долгосрочной перспективе дополнительное тепло, выделяемое при быстрой зарядке постоянным током, окажет научное воздействие на батарею электромобиля. Электромобили уже давно находятся на дорогах, и исследования показывают, что быстрая зарядка постоянным током не так вредна для аккумулятора вашего автомобиля, как считалось ранее. Однако это может быть больше связано с тем, как электромобиль обрабатывает интеллектуальную зарядку, а не просто с использованием быстрой зарядки постоянным током в целом.
Согласно исследованию Recurrent , которое было проведено на более чем 6500 моделях Tesla Model 3, частая быстрая зарядка постоянным током не оказывает такого большого влияния, как некоторые предполагали ранее. Исследование отслеживало автомобили Tesla, которые быстро заряжаются постоянным током часто (более 70% времени), по сравнению с теми, которые быстро заряжаются постоянным током редко (менее 30% времени), отмечая, что тенденция деградации аккумуляторов на самом деле очень похожа. Важно отметить, что хотя в исследование Recurrent включены автомобили, выпущенные в период с 2012 по 2023 год, 90% изученных автомобилей были выпущены в 2018 году или позже, а 57% — в 2021 году или позже.
Однако обойти науку сложно. Как объясняет доктор Надим Малуф, генеральный директор Qnovo и эксперт по химии аккумуляторов, при быстрой зарядке постоянным током аккумулятор подвергается нескольким различным физическим воздействиям.
«Быстрая зарядка постоянным током подвергает батарею нагрузке и вызывает ускорение двух основных механизмов деградации: разрушение конструкционного материала электродов и образование дендритов металлического лития, которые со временем могут привести к катастрофическому выходу из строя», — сказал Малуф.
Однако степень, в которой это влияет на аккумуляторы, встроенные в электромобили, не так велика, как вы могли бы предположить, основываясь на всех беспокойствах в Интернете по поводу скорости зарядки. Вероятно, это будет оказывать все меньше и меньше влияния, поскольку автомобили становятся умнее, а встроенные в них компьютеры могут лучше регулировать скорость зарядки аккумулятора, чтобы сохранить его работоспособность.
Что делать, если вы беспокоитесь о деградации аккумулятора
Если вы думаете, что данные о том, как быстрая зарядка постоянным током влияет на аккумуляторы электромобилей, немного расплывчаты, вы правы. Хотя очевидно, что быстрая зарядка постоянным током может не оказать существенного влияния на состояние батареи с течением времени, минимальное влияние, которое она оказывает в течение более длительных периодов времени, немного неясно и, вероятно, не станет яснее, пока на дорогах не появятся электромобили. гораздо дольше. Возникает вопрос: что вам следует сделать, чтобы аккумулятор вашего электромобиля оставался работоспособным как можно дольше?
Хорошей новостью является то, что вы можете сделать множество вещей, чтобы сохранить аккумулятор внутри вашего электромобиля. Плохая новость заключается в том, что эти вещи сильно различаются в зависимости от множества факторов. По словам Малуфа, есть три основных фактора, которые могут повлиять на состояние аккумулятора: скорость зарядки, максимальный уровень зарядки и температура.
«Жарко — это плохо (выше 95 градусов по Фаренгейту). Очень холодно тоже плохо (ниже нуля). Батарея лучше всего работает при температуре от 60 до 90 градусов по Фаренгейту», — сказал Малуф. «Используйте здравый смысл при оптимизации этих трех факторов. В жаркий день не заряжайте аккумулятор до уровня 80 % и выше, так как это может привести к перенапряжению аккумулятора. Если вы планируете дальнюю поездку, зарядите свой автомобиль до 90% или даже 100% накануне вечером, когда станет прохладнее, с помощью зарядного устройства уровня 2 (для более медленной зарядки). Это обеспечит максимальную дальность вашего путешествия».
Может показаться, что это много. Если очень холодно, ограничьте зарядку. Если очень жарко, ограничьте зарядку. Если вы используете быструю зарядку постоянным током, ограничьте зарядку. Если вы не путешествуете по дороге, ограничьте зарядку.
Однако все это можно свести к основам. Если вы можете, заряжайте дома, используя скорость зарядки уровня 1 или 2 , и установите предел заряда вашего автомобиля на 80% в повседневной жизни или зарядите до полной мощности, если вы собираетесь отправиться в путешествие. И руководствуйтесь здравым смыслом относительно температуры. Знайте, что очень низкие и очень высокие температуры вредны для аккумуляторов, но если вы не часто заряжаете их при очень низких или очень высоких температурах, не беспокойтесь об этом слишком сильно. В конце концов, вам есть где побывать.
К счастью, эксперты сходятся во мнении, что водителям не нужно постоянно беспокоиться о том, как и когда они заряжают свой автомобиль. «Время от времени зарядка до 100% вполне допустима при скорости зарядки 1–3», — сказал Мичери. «В целом, цель состоит в том, чтобы найти баланс между ежедневной зарядкой и запасом хода автомобиля, что, в свою очередь, улучшит состояние батареи и продлит общий срок ее службы.
Плохая новость заключается в том, что что бы вы ни делали, аккумулятор вашего электромобиля со временем разряжается. Это всего лишь наука, и с нынешним состоянием аккумуляторных технологий невозможно обойтись. Если вы пользуетесь электромобилем в течение многих лет, ожидайте, что запас хода немного уменьшится.
Будущее аккумуляторов и технологий зарядки
Производители электромобилей заинтересованы в том, чтобы работать над всем этим. В конце концов, они знают, что беспокойство по поводу запаса хода является важным фактором, влияющим на решение о покупке многих клиентов, и на самом деле они просто хотят продать больше автомобилей. В краткосрочной перспективе компании, вероятно, внедрят более умные системы, которые смогут лучше управлять количеством энергии, подаваемой в батарею, чтобы сохранить ее работоспособность, даже если это произойдет за счет небольшого снижения скорости зарядки.
Однако в долгосрочной перспективе проблемы со скоростью зарядки могут полностью исчезнуть. Почему? Твердотельные аккумуляторы. Твердотельные батареи начнут внедряться в электромобили в ближайшем будущем, и данные испытаний, похоже, указывают на то, что они гораздо более устойчивы, чем литий-ионные батареи, используемые в настоящее время в электромобилях, не говоря уже о том, что они более долговечны. Диапазон означает, что происходящая деградация не будет столь же существенной.
А пока, по возможности, придерживайтесь уровня 1 и уровня 2, чтобы быть осторожным. Но знайте, что быстрая зарядка постоянным током не так плоха, как некоторые могут вам поверить, и вам не обязательно наклоняться назад, чтобы гарантировать, что вы всегда заряжаетесь на более медленных скоростях, опасаясь, что запас хода вашего автомобиля резко уменьшится.