Kako dolgo zdrži baterija električnega avtomobila? Uporabite brezplačno analizo degradacije baterij za EV in primerjajte povprečno degradacijo baterij v času za različne znamke in modele vozil. Geotab je na podlagi podatkov o 6.300 vozilih iz voznega parka in potrošniških električnih vozilih izvedel to interaktivno analizo. Preberite več, da spoznate zdravje baterij za EV in dobite ključne ugotovitve o delovanju baterij v resničnem svetu.
Pomembnost baterij za EV
Če razmišljate o nakupu električnega vozila (EV), morate upoštevati nekaj pomembnih dejavnikov. Ta tri vprašanja so verjetno na vrhu vašega seznama:
Koliko bo stalo EV?
Kakšen je njegov doseg?
Kako dolgo bo zdržala baterija električnega vozila?
S stališča življenjske dobe so uspešnost in zdravje baterij res ključna. Ker je baterija električnega vozila najdražja sestavina, bo stopnja degradacije vplivala na ostanek vrednosti vozila (kar pomaga odgovoriti na vprašanje o stroških zgoraj) in bo neposredno vplivala tudi na največji uporabni doseg v času.
Kako dolgo zdrži baterija električnega vozila?
Morda ste opazili, da je težko dobiti neposreden odgovor na vprašanja o življenjski dobi baterije EV. Namesto tega boste morda našli zagotovila, da so baterije pokrite z garancijo v primeru težav. Običajno je garancija za baterijo 8 let ali 100.000 km, vendar se lahko to razlikuje glede na proizvajalca in državo.
Garancije so vzpodbudne, enako pa je tudi dejstvo, da se stroški baterij vsako leto zmanjšujejo. Cena povprečnega litij-ionskega baterijskega sklopa se je od leta 2010 do 2020 zmanjšala za več kot 80 %.
Proizvajalčeva garancija za njihovo baterijsko tehnologijo in obljuba o zmanjševanju stroškov naj bi navdali nekaj zaupanja. Vendar pa bi večina od nas raje vedela, kako hitro se pričakuje, da se bodo naše baterije poslabšale, in kako to izgubo zmanjšati.
Kaj je degradacija baterije električnega vozila?
Degradacija baterije je naravni proces, ki trajno zmanjšuje količino energije, ki jo lahko baterija shranjuje ali količino moči, ki jo lahko oddaja. Baterije v električnih vozilih (EV) lahko na splošno oddajajo več moči, kot lahko komponente pogonskega sistema obdelajo. Posledično se degradacija moči redko opazi pri EV-ih in pomembna je samo izguba sposobnosti baterije za shranjevanje energije.
Stanje baterije imenujemo njeno stanje zdravja (SOH – ang. state of health). Baterije začnejo svoje življenje z 100% SOH, sčasoma pa se poslabšajo. Na primer, 60 kWh baterija, ki ima 90% SOH, bi dejansko delovala kot 54 kWh baterija.
Pomnite, da to ni enako kot doseg vozila (razdalja, ki jo vozilo lahko prevozi s temi kWh), ki se bo vsakodnevno ali glede na posamezno vožnjo spreminjala, odvisno od več dejavnikov, vključno z napolnjenostjo, topografijo, temperaturo, uporabo pomožnih naprav, voznimi navadami ter številom potnikov ali tovora.
Pogosti dejavniki, ki vplivajo na zdravje litij-ionske baterije:
- Čas
- Visoke temperature
- Delovanje pri visoki in nizki napolnjenosti
- Visok električni tok
- Uporaba (energijski cikli)
Čeprav je bilo veliko raziskav opravljenih o zdravju baterij, je bilo zelo malo podatkov, ki bi sledili dejanskemu delovanju električnih vozil (EV) skozi čas, kaj šele primerjavam med različnimi znamkami in modeli. Do zdaj.
Obstaja merljiva razlika med znamkami, modeli in letnicami.
Iz naših podatkov je razvidno, da se baterije vozil različnih znamk in letnic na preizkus časa odzivajo drugače. Zakaj se zdi, da baterije nekaterih modelov vozil, povprečno gledano, degradirajo hitreje od drugih? Dva možna dejavnika sta kemijska sestava baterije in termalno upravljanje baterijskega sklopa.
Medtem ko električna vozila uporabljajo litij-ionske baterije, obstaja veliko različic litij-ionske kemije (najbolj opazna razlika je v materialih, ki se uporabljajo za elektrode). Kemijska sestava baterije vpliva na to, kako se odziva na obremenitve. Poleg kemijske sestave se tehnike nadzora temperature razlikujejo med različnimi modeli vozil. Pomembna razlika je, ali je baterijski sklop hlajen in/ali ogrevan z zrakom ali tekočino.
Poglejmo primerjavo med vozilom z sistemom tekočinskega hlajenja in vozilom s pasivnim sistemom hlajenja zraka: letnik 2015 Tesla Model S in letnik 2015 Nissan Leaf. Leaf ima povprečno stopnjo degradacije 4,2 %, medtem ko je pri Modelu S ta stopnja 2,3 %. Dobre tehnike termalnega upravljanja pomenijo boljšo zaščito pred degradacijo baterije.
Napolnjenost baterije (SOC) in učinek zaščitnega območja
Drugi pričakovani razlog za razlike v zdravju baterije med proizvajalci je način nadzora napolnjenosti baterije (SOC – angl. state of charge). Delovanje baterije skoraj povsem prazno ali polno ima posledice na zdravje baterije. Da bi omejili ta učinek, mnogi proizvajalci dodajo zaščitno območje, ki dejansko preprečuje dostop do skrajnih končnic območja SOC (prikazanega na sliki spodaj).
Poleg zaščitnih območij na zgornjem in spodnjem koncu območja napolnjenosti baterije mnoga vozila lastnikom električnih vozil omogočajo možnost, da ustavijo običajno dnevno polnjenje na ravni, ki je nižja od 100 %.
Kateri dodatni dejavniki se zdi, da vplivajo na zdravje baterij?
Na podlagi razpoložljivih telematskih podatkov smo lahko ocenili degradacijo baterij glede na različne dejavnike, s katerimi so vozila prišla v stik, ter preverili, ali obstaja kakšna povezava z zmanjšanjem zdravja baterij. Ti dejavniki vključujejo
- Uporabo
- Ekstremne podnebne razmere
- Vrsto polnjenja
Visoka uporaba vozila ne pomeni nujno večje degradacije baterije.
Eno zanimivo spoznanje, ki smo ga dobili iz podatkov, je, da vozila z visoko uporabo niso pokazala pomembno večje degradacije baterije. To naj bi bila dobra novica, saj ne bi imeli koristi od električnega vozila, če bi samo stal v voznem parku.
Pomembno je, da se ne bojite uporabiti svojih električnih vozil v intenzivnih ciklih uporabe. Dokler ostanejo znotraj svojega dnevnega dosega vožnje, na njihovo življenjsko dobo baterije ne bo negativno vplivalo. Ena opomba: če visoka uporaba zahteva redno hitro polnjenje z enosmerno (DC) polnilnico, priporočamo, da preberete odsek o vplivu vrste polnjenja.
Vozila, ki se vozijo v vročih temperaturah, kažejo hitrejše propadanje stanja zdravja baterije.
Baterija, izpostavljena zelo visokim temperaturam, je bolj dovzetna za poškodbe, vendar v kolikšni meri? Ali bo električno vozilo v Arizoni imelo drugačno življenjsko dobo baterije kot isti avtomobil, ki se vozi na Norveškiem? Da bi to ugotovili, smo vozila razdelili glede na naslednje podnebne pogoje:
Ugodno: Manj kot 5 dni na leto nad 80 F (27 C) ali pod 23 F (-5 C).
Vroče: Več kot 5 dni na leto nad 80 F (27 C).
Kot je prikazano spodaj, so vozila, ki se vozijo v vročem podnebju, pokazala opazno hitrejšo stopnjo degradacije v primerjavi s tistimi, ki se vozijo v zmernih podnebjih. To ni dobra novica, če vi in vaša flota trpite pod vročim soncem.
Tudi visoke in nizke temperature vplivajo na dnevni doseg vašega vozila. Da bi razumeli, kako, si oglejte našo analizo, ki podrobneje opisuje, kako temperatura vpliva na doseg električnih vozil.
Pogled na vrsto polnjenja
Lahko smo si ogledali prevladujočo raven polnjenja, ki se uporablja za električna vozila v sistemu Geotab. Polnilnice za električna vozila v Severni Ameriki so razvrščene v tri pogoste vrste:
- Nivo 1: 120 voltov – običajna električna vtičnica v Severni Ameriki.
- Nivo 2: 240 voltov – tipično za domače ali flotno polnjenje.
- Polnilec za hitro polnjenje z enosmernim tokom: DCFC – za hitrejše dopolnitve.
Polnjenje v večini Evrope se imenuje polnjenje z izmeničnim tokom (AC polnjenje), kar je na splošno enakovredno nivoju 2 v Severni Ameriki, ter polnjenje z enosmernim tokom (DC polnjenje) oz. DCFC, kot je opisano zgoraj.
Čeprav se nivo 2 pogosto navaja kot optimalen način polnjenja električnih vozil, razlika v zdravju baterije med avtomobili, ki se redno polnijo na nivoju 2 v primerjavi s tistimi, ki uporabljajo nivo 1, se je zdelo opazno, vendar ni preseglo stopnje statistične pomembnosti.
Uporaba hitrega polnjenja z enosmernim tokom (DCFC) se vendarle zdi, da vpliva na hitrost razgradnje baterij. Hitro polnjenje baterije pomeni visoke tokove, kar povzroča visoke temperature, kar pa obremenjuje baterije. Dejansko mnogi proizvajalci avtomobilov predlagajo omejitev uporabe hitrega polnjenja z enosmernim tokom (DCFC), da bi podaljšali življenjsko dobo baterije njihovih vozil.
Tukaj smo preučili vsa električna vozila z baterijo v isti klimatski skupini (izbrali smo najbolj občutljivo skupino – tista, ki delujejo v ekstremnih klimatskih pogojih) in jih razvrstili glede na to, kako pogosto so uporabljali hitro polnjenje z enosmernim tokom: nikoli, občasno (1-3 krat na mesec) in pogosto (več kot 3 krat na mesec).
Nasveti za podaljšanje življenjske dobe baterije vašega električnega vozila
Čeprav se razgradnja baterije razlikuje glede na model in zunanje pogoje, kot so podnebje in vrsta polnjenja, večina vozil na cesti danes ni doživela pomembnega upada. Pravzaprav je skupna razgradnja zelo skromna, z letnim povprečnim upadom zmogljivosti le 2,3 %. Pri idealnih podnebnih in polnilnih pogojih je ta upad 1,6 %.
Čeprav nekatere stvari niso v nadzoru upravitelja, obstajajo načini, kako podaljšati življenjsko dobo baterije vašega EV-ja.
Nekaj nasvetov za upravljanje vaših električnih vozil:
- Izogibajte se puščanju vozila s popolno ali prazno polnitvijo. Idealno je, da ohranjate nivo napolnjenosti baterije med 20–80%, še posebej, če ga nameravate dalj časa pustiti parkiranega, in ga popolnoma napolnite samo za dolge razdalje.
- Zmanjšajte hitro polnjenje (DCFC). Nekateri visokozmogljivi cikli uporabe bodo zahtevali hitrejše polnjenje, vendar če vaše vozilo ponoči stoji parkirano, bo za večino vaših polnilnih potreb zadostoval nivo 2.
- Podnebje je izven nadzora upravitelja, vendar storite, kar lahko, da se izognete ekstremno visokim temperaturam, na primer izbiro senčnega prostora ob vročih dneh.
- Visoka uporaba ni skrb, zato flota ne bi smela oklevati, da jih uporabi. EV ni uporaben, če miruje, in več prevoženih milj na vozilo je na splošno boljša praksa upravljanja flote.
Vsebina celotnega članka je prevod članka z naslovom “What 6,000 EV batteries tell us about EV battery health”, dostopnega na tej povezavi (klik).