У владельцев электромобилей нередко возникают сомнения в том, насколько безопасно использовать только быструю зарядку для ежедневного использования? Ответ связан с тем, как устроен аккумулятор электрокара и каким образом разные типы зарядки на него влияют.
Почему быстрая DC-зарядка нагружает аккумулятор сильнее обычной
Большинство электромобилей оснащены литий-ионными или литий-железофосфатными (LFP) аккумуляторными батареями. При стандартной зарядке переменным током (AC), когда используются домашние зарядные устройства для электромобилей, ток поступает через бортовое зарядное устройство, которое ограничивает его до безопасного значения и преобразует в постоянный. Быстрая DC-зарядка, из этого же каталога, работает иначе, в ней ток подаётся напрямую на батарею, минуя бортовое устройство, а его интенсивность в несколько раз выше.
Именно высокий ток создаёт дополнительную нагрузку на ячейки батареи. В процессе быстрой зарядки ионы лития перемещаются между электродами с повышенной скоростью, а это сопровождается более интенсивным выделением тепла. Если система термоуправления не успевает эффективно отводить тепло, температура внутри батарейного блока поднимается выше комфортного диапазона. Перегрев, в свою очередь, ускоряет разрушение электродного материала и сокращает общее число циклов заряда-разряда, на которые рассчитан аккумулятор.
Кроме теплового воздействия, при регулярной быстрой зарядке на поверхности анода постепенно откладывается металлический литий в виде игольчатых кристаллов (так называемый литиевый плейтинг). Этот процесс уменьшает активную ёмкость батареи и при определённых условиях может привести к внутреннему короткому замыканию.
Последствия регулярной быстрой зарядки для ресурса батареи
Исследования нескольких крупных технических университетов и данные самих производителей автомобилей показывают, что при преимущественном использовании DC-зарядки аккумулятор теряет ёмкость заметно быстрее, чем при зарядке переменным током.
К наиболее распространённым последствиям относятся следующие:
- Ускоренное снижение ёмкости. Батарея, которую заряжали исключительно быстрыми станциями, в среднем теряет 5-10% ёмкости за первые 50 000 км пробега, тогда как при смешанном режиме зарядки этот показатель ниже вдвое;
- Сокращение реального запаса хода. По мере деградации ячеек электромобиль проезжает всё меньше на одном заряде, даже если индикатор показывает 100%;
- Рост внутреннего сопротивления батареи. Повышенное сопротивление означает, что больше энергии тратится на нагрев, а не на движение, и сам процесс зарядки со временем замедляется;
- Более частое срабатывание термозащиты. Система управления батареей (BMS) начинает принудительно снижать скорость зарядки, чтобы не допустить перегрева, и время на станции увеличивается.
Степень такого воздействия зависит от конкретной модели электромобиля, качества системы активного охлаждения батареи и мощности используемой зарядной станции. Например, современные Tesla Model 3 с жидкостным охлаждением переносит быструю зарядку значительно лучше, чем первые поколения Nissan Leaf с пассивной системой охлаждения.
Когда быстрая зарядка оправдана, а когда лучше её избегать
Быстрая DC-зарядка создавалась для конкретного сценария под дальние поездки, когда нужно быстро пополнить заряд и продолжить путь. Для этой задачи она незаменима. Проблемы возникают тогда, когда DC-станция становится основным источником питания в повседневной жизни.
Ситуации, когда быстрая зарядка обоснована:
- поездка на дальние расстояния с остановкой у публичной станции;
- разовая необходимость срочно зарядить авто при нехватке времени;
- зарядка в диапазоне 20-80% без доведения батареи до полного заряда.
Регулярное использование быстрых станций для ежедневного восполнения заряда у дома или офиса ускоряет износ батареи без практической необходимости. В таком случае производители рекомендуют отдавать предпочтение медленной AC-зарядке, которая даёт батарее время на постепенное, щадящее восполнение заряда.
Комментарии