Адаптивный метод зарядки, предлагаемый разработчиком программного обеспечения Qnovo, обеспечивает долговечность аккумуляторов десятков миллионов смартфонов. Теперь компания хочет внедрить те же алгоритмы в электромобили. Стоит ли ждать прорывов в химии элементов или твердотельных батареях для электромобилей?
Генеральный директор Надим Малуф заявил, что его компания «очень, очень тесно сотрудничает» с немецкими автопроизводителями, и ее продукция появится в автомобилях примерно через два года. Технология готова, но у традиционных автопроизводителей длительные производственные циклы. «У нас есть еще две компании в Азии», — добавил он. Автопроизводителей интересует стратегия Qnovo по управлению аккумуляторами для быстрой зарядки, поскольку она поможет снизить стоимость электромобилей.
Большинство автопроизводителей обычно используют менее 100 процентов емкости аккумулятора. Этот буфер обеспечивает срок службы аккумулятора до 100 000 миль и более. Однако регулярная быстрая зарядка — особенно до высокого уровня заряда — угрожает долговечности аккумулятора.
Но благодаря продвинутому программному мониторингу заряда порог емкости может быть поднят до более высоких пределов. В результате вы получаете тот же запас хода от меньшей, более дешевой батареи.
Малуф объясняет, как это работает:
Большинство зарядных устройств сегодня представляет собой процесс с открытым контуром, работающий вслепую. Автомобиль подключается к зарядной станции постоянного тока и сообщает: «Моя батарея имеет емкость X киловатт-часов, так что дайте мне столько-то киловатт». И зарядная станция постоянного тока выдает 100 киловатт или что-то в этом роде. Она следует одному и тому же протоколу каждый раз – независимо от того, старая батарея или новая, горячая или холодная, или произведена ли она LG Chem, Samsung или китайской компанией.
То, что делаем мы, очень отличается. Первое, что мы делаем, — это анализируем основные химические процессы внутри аккумуляторов в режиме реального времени. Мы собираем данные с аккумулятора с очень высокой скоростью, такие как напряжение, ток и температура. И эти данные напрямую коррелируются с различными химическими реакциями внутри аккумулятора.
Это позволяет нам выявлять ранние признаки деградации. Мы постоянно измеряем различные температуры, различные условия эксплуатации и различные условия вождения. А затем мы незначительно изменяем зарядный ток, чтобы соответствовать уникальным характеристикам данного аккумулятора.
Надим Малуф
Малуф объяснил, что специальное оборудование не требуется. Программное обеспечение, которое находится в электронном блоке управления автомобиля, выполняет диагностическую оценку каждой ячейки, определяя самую слабую в цепочке. Как только она обнаружена, программное обеспечение Qnovo устанавливает зарядный ток. Каждая другая ячейка во всем массиве также получает ток, оптимизированный для слабой ячейки. Эта модуляция может снизить общую скорость зарядки на пару процентных пунктов. Тем не менее, делая это, она поддерживает работоспособность всего массива, значительно увеличивая срок службы.
По словам Малуфа, гигантские автопроизводители, такие как Daimler, General Motors и Volkswagen, имеют инженеров, работающих над аналогичными решениями. Но это выходит за рамки опыта и ресурсов более мелких автопроизводителей, даже таких крупных, как Ford или Volvo. Между тем, 60 сотрудников Qnovo, в основном химики-батарейщики, сосредоточены на создании лучших диагностических систем и алгоритмов для быстрой зарядки.
Работа Малуфа — это не просто теоретическое или коммерческое упражнение. Он понимает деградацию аккумулятора с точки зрения водителя электромобиля.
У меня была одна из самых первых моделей Ford Focus Electric. Не знаю, как иначе это сказать. Это было дерьмо. Примерно за полтора года запас хода упал с 90 миль до менее чем 60 миль.
Малуф сказал, что аккумуляторы Tesla от Panasonic также страдали бы, если бы водитель использовал Supercharger каждый день в течение примерно трех месяцев. Он указал на изменения алгоритмов Tesla, которые замедляют быструю зарядку и могут сократить запас хода более чем на 10% за одно обновление. NHTSA расследует жалобы владельцев на потерю запаса хода и замедление зарядки.
Если вы будете ездить на своей Tesla на Supercharger каждый день, через пару дней их алгоритм скажет: «Извините, больше нельзя». Они замедлят вашу зарядку в три-четыре раза.
Малуф считает, что аккумуляторы от LG Chem, SDI и CATL превосходят Panasonic в плане регулярной быстрой зарядки. Но, по его словам, у этих компаний есть другие проблемы, такие как снижение емкости, негативное влияние температуры и вздутие. Имейте в виду, что Малуф является поклонником Tesla.
Я очень уважаю Tesla. То, что я пытаюсь сказать, это то, что Tesla не до конца честна во всех ограничениях автомобиля. Мне нравится то, что сделала Tesla. Да благословит их Бог. Если бы не они, сегодня электрификации в мире бы не было.
Малуф объяснил, что ограничения зарядки Tesla не получили широкого освещения, потому что водители Tesla не так уж часто пользуются Superchargers. Но он считает, что для того, чтобы электромобили стали массовыми — особенно в густонаселенных городских центрах Европы и Азии, где у многих нет частных гаражей — повседневная быстрая зарядка имеет решающее значение.
Он придерживается долгосрочного видения, когда зарядные станции для электромобилей будут работать подобно бензоколонкам. Водители будут регулярно подъезжать на доступных электромобилях с батареями емкостью 100 кВтч и получать зарядку мощностью 350 кВт. Малуф предостерегает от нереалистичных ожиданий относительно верхних пределов этих зарядных сеансов. Даже с интеллектуальным программным обеспечением для быстрой зарядки это «займет примерно 15–20 минут» для 80%-ной зарядки. «Но это не пять минут», — сказал он.