8 лет службы АКБ велогибрида — это реальность

Учёные лаборатории CALCE Университета штата Мэриленд, США в результате исследований и практических тестов литий-ионных ячеек доказали возможность существенного увеличения продолжительности службы батарей электровелосипедов за счёт понижения степени заряда. Научные исследования подтвердили гарантированный 8-летний срок службы аккумуляторных батарей при дополнительном контроле процесса заряда/разряда.

Цель исследования и испытаний CALCE (The Center for Advanced Life Cycle Engineering) состояла в том, чтобы получить научное обоснование предположения, что уменьшение степени заряда аккумулятора (SoC) минимизирует уровень деградации ячеек и, следовательно, увеличивает общий срок службы батареи. Это подтверждает и повседневная практика в индустрии электромобилей, демонстрирующая, что снижение SoC на 20–80% позволяет производителям предлагать 8-летнюю гарантию на АКБ электрокаров для конечных пользователей.

Поскольку статья о проведённом исследовании, опубликованная в издании «Journal for Power Sources», касается вопроса сугубо с научной точки зрения, нидерландский эксперт по аккумуляторам Джеймс Пост представил результаты в резюме, получившем одобрение профессора Пехта, директора CALCE. Итак, исследование доказывает, что:

• в диапазоне величины разряда/заряда на 20–80% от ёмкости батарея служит примерно в два раза дольше, чем в диапазоне 0–100%. Заряд до 80% ёмкости является доминирующим фактором для продолжительного использования батарей электровелосипедов.
• при заряде до 60% достижимы даже лучшие показатели продолжительности службы, но поскольку снижение величины пробега велогибрида становится ещё больше, это имеет мало практичного смысла;
• результаты предыдущих исследований и практический опыт индустрии электромобилей показывают, что для продления срока службы аккумулятора будет полезным сохранять величину заряда на уровне более 20% ёмкости АКБ;
• когда аккумулятор не используется или находится на хранении, наиболее оптимальным уровнем заряда будет величина от 50% до 20% его энергоёмкости.

Как и в случае с электромобилями, заряженный до 80% аккумулятор для электровелосипеда будет приемлемым вариантом, если на практике дистанция пробега останется сравнимой с пробегом на заряженном до 100% АКБ. Однако, при хранении батарей велогибридов, а также при ежедневном их использовании, оптимальные уровни заряда/разряда вряд ли будут приняты во внимание пользователями. Для того чтобы удвоить срок службы батарей, необходим автоматический контроль благоприятных степеней заряда.

Работа в этом направлении уже ведётся — универсальное решение получило название «E-Bike Battery Saver». Это устройство подключается между зарядным устройством и аккумулятором, при этом пользователь сможет выбирать уровень желаемого заряда — от щадящих батарею 65–80% ёмкости, до полных 100%, при необходимости получить максимальный пробег на одном заряде. Во время зимнего хранения заряд батареи автоматически поддерживается на уровне 40–50%.

Этот функционал вполне может быть встроен в корпус серийно выпускаемых АКБ вместе с системой управления батареей. Однако такой вариант потребует интеграции с BMS, и промышленная реализация может растянуться на долгие годы. Между тем, разработанная недавно вторая версия прототипа E-Bike Battery Saver пройдет тестирование в лабораториях CALCE в феврале 2018 г. Предположительно устройство появится в розничной продаже уже в конце апреля следующего года.