В последнее время на российском авторынке появляется всё больше моделей электромобилей, и со временем их владельцы встанут перед вопросом замены аккумуляторной батареи. Каков средний ресурс батареи для электромобиля, и насколько финансово целесообразно ее менять с учетом имеющегося пробега? С этим вопросом мы обратились непосредственно к участникам отрасли.
Александр Логинов, генеральный директор, «Энергоэлемент»:
– Ресурс современных батарей для электромобиля составляет в среднем 1500 циклов при полном заряде/разряде до падения емкости всего на 20%. То есть на новой машине, предположим, клиент проезжал 400 км на одном заряде, после 1500 циклов будет проезжать 320 км. Поэтому чем больше стартовая емкость батареи, тем дольше она прослужит.
На ресурс аккумуляторных батарей влияют три момента. Первый – технология батареи. Их можно разделить на NMC и LFP: вторые служат сильно дольше, но значительно тяжелее, чем первые. Второй фактор – наличие системы охлаждения/нагрева: если ее нет, батарея будет служить до 40% меньше, чем с ней. И третий момент связан с емкостью и мощностью мотора: чем больше емкость и меньше мощность, тем служить будет дольше. Средний срок службы современных батарей для электромобилей – 10-15 лет.
Что касается особенностей российского климата, холод очень плохо влияет на срок службы батареи. Увеличивается сопротивление, активная емкость может упасть до 30% при температуре -20°. При этом батареи нельзя заряжать при минусе, а это будет накладывать значительные ограничения на эксплуатацию электромобиля.
Как определить, что ресурс аккумуляторной батареи исчерпан? Во время заряда современные зарядные устройства показывают, сколько закачано кВт-ч в электромобиль – по этой цифре достаточно легко понять, насколько живая батарея. И, конечно же, падение дальности хода на одном заряде – крайне очевидный и простой фактор.
Однако это не означает, что остальные узлы и агрегаты электромобиля также выработали свой ресурс. Я бы даже сказал, что некоторые агрегаты будут выходить из строя раньше, чем батарея, например колодки, подвеска, система климат-контроля и прочая мелочевка. Мотор точно не выйдет из строя, по статистике крупные узлы в электромобиле не ломаются.
Каким образом может поступить владелец электромобиля с исчерпавшей свой ресурс аккумуляторной батареей? В настоящий момент еще открыта ниша хранения энергии для домов и коттеджей, но постепенно предложение б/у батарей переломит спрос и останется лишь только утилизировать батарею. Чинить батарею, в случае если все элементы равномерно вышли из строя, нет смысла. Вероятно, их можно заменить, но нужны технологии, похожие на те, по которым их изготавливали.
Существует два варианта дальнейшего использования отработавшей свой ресурс аккумуляторной батареи. Первый – это источники хранения энергии, второй – это поделки для кулибиных, но их очень мало, можно сказать нет совсем.
В России нет переработки аккумуляторных батарей, стоимость переработки в разы дороже покупки нового сырья. Более того, современные литий-ионные аккумуляторы – «разношерстные»: корпус из железа, анод – углеродный, катод из никеля, марганца и кобальта, в электролите есть соль гексафторида лития, самого лития в элементе очень мало. Есть еще алюминий и медь в виде токосъемных пластин и никелевые пластинки как проводники тока между электродами (+ и -). Всё это очень сложно разделять, учитывая, что габариты элементов разные и ценность материалов тоже низкая.
Если говорить про перспективные решения по утилизации отработавших свой ресурс аккумуляторных батарей, которые смогут минимизировать ущерб экологии, то первый шаг – это вторичное применение в источниках хранения энергии, второе – это уже непосредственно высокозатратная утилизация.
Всё напрямую зависит от политики государства и цен на материалы. Утилизация – это возврат сырья в производственную цепочку изготовления того же самого продукта. Если это невыгодно изготовителю сырья финансово, он это делать не будет. Его либо надо стимулировать субсидией, либо накладывать обязательства на пользователя электромобиля.
В России за утилизацию отработавших свой ресурс аккумуляторных батарей никто не несет ответственности, у нас б/у батарея это как стойка стабилизатора – просто деталь, которую можно выбросить на свалку. Норм нет.
Алексей Ледков, директор отдела дистрибуции и дилерской сети, Evolute
– Ресурс аккумуляторных батарей для электромобилей в среднем составляет 8-10 лет эксплуатации, но может быть и больше. Безусловно, на срок службы батареи влияют различные факторы. В частности, повышенные механические нагрузки, эксплуатация в экстремальных условиях, а также резкие перепады температур. Премиальный электрокроссовер Voyah Free прошел комплексные испытания в суровых климатических условиях на льду Байкала. В ходе тестов на одном заряде батареи, равном 90%, кроссовер смог преодолеть по льду озера Байкал свыше 430 км, что позволило модели претендовать на абсолютный рекорд в Книге рекордов России по ресурсным испытаниям аккумулятора, установленного в электрокаре. В теплое время года прогнозируемая дальность хода Voyah Free составляет 500 км по циклу WLTP.
В свою очередь, специалистами Evolute были проведены тесты на морозоустойчивость, в полной мере доказавшие надежность и ресурс аккумуляторов. В морозильной камере при температуре -26° электромобили Evolute находились семь дней. Интегрированные Li-NMC батареи созданы на основе лития, никеля, марганца и кобальта в оптимальном соотношении, позволяющем обеспечивать максимальную емкость и отдачу тока. В ходе испытаний они продемонстрировали высокую стойкость к температурным изменениям, а согласно полученным измерениям, естественный разряд батареи составил -1% за 26 часов. Спустя неделю нахождения в морозильной камере электромобили Evolute спокойно включились и выехали на улицу, где в тот момент температура держалась на уровне +28°. Иными словами, столь резкий перепад никак не отразился на работе батарей, а также прочих узлов и агрегатов в электрокарах.
Батарея электромобиля представляет собой саморегулирующуюся систему, которая не допустит вредных для нее эксплуатационных режимов. Аккумулятор не требует никакого сервисного обслуживания, а первые признаки старения проявляются не раньше, чем через три года, когда емкость может снизиться на незначительные 10-15%. Примечательно, что далее процесс потери емкости замедляется. Даже на сроке 8-10 лет в батарее остается существенный запас, который составляет около 70%, но может быть и выше. После того, как ячейки окончательного исчерпают свой ресурс, их следует утилизировать либо отправить на переработку. В среднем, от 400 кг батареи остается около 350 кг материалов, готовых к повторному использованию. Аккумулятор обычно меняется по гарантии, если уровень емкости накопителя упал ниже 60%.
Батареи от электромобилей можно использовать повторно. Например, в системах накопления энергии, включая накопители для стабилизации напряжения в электросети, в источниках энергии, получаемой от солнечных панелей и ветряных электростанций, а также в работе всевозможной техники. Переработка, позволяющая вторичное использование батарей, предотвращает загрязнение окружающей среды токсичными веществами, входящими в состав аккумулятора. За утилизацию и переработку батарей несет ответственность не потребитель, а компания-производитель электромобиля. Поэтому владельцу не стоит переживать о том, что ему следует сделать после того, как аккумулятор исчерпает свой ресурс.
На сегодняшний день в России появилось немало предприятий, занимающихся покупкой и переработкой использованных батарей. Правительство также разрабатывает инициативы по поддержке развития электротранспорта, мобильной зарядной инфраструктуры и утилизации аккумуляторов без ущерба для окружающей среды. Наряду с Министерством промышленности активное участие в этом принимают и сами производители электромобилей. При этом изготовленные из вторсырья батареи получат более эффективные характеристики. Многократная фильтрация ценных металлов, содержащихся в аккумуляторах, доказала: чем чаще они проходят процедуру рециклинга, тем меньше примесей в них остается. К тому же через несколько лет активного развития отрасли можно будет радикально сократить добычу необходимого сырья для батарей, поскольку в большинстве своем материалы будут поступать именно от процессов массовой переработки.
Фото: АВТОСТАТ
