Реальные привычки вождения и зарядки могут продлить срок службы аккумуляторов электромобилей дольше, чем предполагали исследователи, показало новое исследование Стэнфордского университета и SLAC.
Новое исследование Центра аккумуляторов SLAC-Стэнфорда, опубликованное 9 декабря в журнале Nature Energy, предполагает, что реальные привычки вождения – такие как режим «старт-стоп», движение по шоссе, короткие поездки по городу и длительное время пребывания в режиме парковки – могут продлить срок службы аккумуляторов электромобилей примерно на треть дольше, чем считалось ранее. Это означает, что среднему владельцу электромобиля может не потребоваться замена аккумулятора или покупка нового автомобиля в течение нескольких дополнительных лет, что позволит сэкономить деньги и продлить срок службы его транспортного средства.
Ученые, занимающиеся разработкой аккумуляторов, обычно тестируют новые конструкции в лабораториях, циклируя их с постоянной скоростью разряда и заряда, ускоряя процесс, чтобы быстро оценить их долговечность и производительность. Однако, согласно новому исследованию, опубликованному 9 декабря в Nature Energy, этот метод не отражает реального использования аккумуляторов электромобилей.
Для обычных водителей электромобилей это отличная новость. Хотя цены на аккумуляторы за последние 15 лет упали примерно на 90%, они по-прежнему составляют почти треть стоимости нового электромобиля. Исследование предполагает, что нынешние и будущие водители электромобилей смогут проехать больше километров до необходимости замены аккумулятора.
«Мы тестировали аккумуляторы электромобилей неправильно», – сказала Симона Онори, старший автор и доцент кафедры энергетических наук и инженерии Стэнфордской школы устойчивого развития им. Дорра. «К нашему удивлению, реальное вождение с частыми ускорениями, торможением, которое немного заряжает аккумуляторы, остановками для захода в магазин и длительным отдыхом аккумуляторов в течение нескольких часов подряд помогает им прослужить дольше, чем мы предполагали на основе стандартных лабораторных тестов».
Исследователи разработали четыре различных профиля разряда электромобилей, от обычного постоянного разряда до более динамичных, основанных на реальных данных вождения. В течение двух лет они протестировали 92 коммерческих литий-ионных аккумулятора, используя эти профили. Результаты были очевидны: чем ближе профили соответствовали фактическому поведению при вождении, тем дольше служили аккумуляторы.
Так что же стоит за этой удивительной долговечностью? Алгоритм машинного обучения, обученный на большом массиве собранных данных, помог раскрыть, как динамические паттерны разряда снижают деградацию аккумулятора. Оказывается, то, как люди фактически водят, может быть более щадящим для аккумуляторов, чем ожидали ученые.
Например, короткие, резкие ускорения в электромобилях на самом деле замедляют деградацию аккумулятора. Это меняет представление о том, что исследователи – включая команду данного исследования – предполагали годами: что пиковые нагрузки ускорения являются злейшим врагом аккумулятора.
Алексис Жеслен, один из трех ведущих авторов исследования и аспирант в области материаловедения и инженерии, а также компьютерных наук в Инженерной школе Стэнфорда, пояснил:
Мы, инженеры-аккумуляторщики, предполагали, что деградация, связанная с циклами, гораздо важнее деградации, вызванной временем. Это в основном верно для коммерческих электромобилей, таких как автобусы и фургоны, которые почти всегда находятся в эксплуатации или заряжаются.
Для потребителей, использующих свои электромобили для поездок на работу, подбора детей, похода в продуктовый магазин, но в основном не использующих их или даже не заряжающих, время становится основной причиной деградации, а не циклы.
Исследование определило оптимальный диапазон скоростей разряда, который балансирует деградацию, вызванную временем, и деградацию, вызванную циклами – по крайней мере, для протестированного коммерческого аккумулятора. Этот диапазон соответствует тому, как большинство людей на самом деле управляют своими электромобилями. Автопроизводители могут использовать это понимание для настройки программного обеспечения управления аккумуляторами, помогая продлить срок службы аккумуляторов и оптимизировать производительность для реального вождения.
В будущем, по словам постдокторанта кафедры энергетических наук и инженерии Ле Сюй, «Исследователи теперь могут пересмотреть предполагаемые механизмы деградации на уровне химии, материалов и ячеек, чтобы углубить свое понимание. Это облегчит разработку передовых алгоритмов управления, оптимизирующих использование существующих коммерческих архитектур аккумуляторов».
Читайте также: Исследователи разработали аккумулятор для электромобилей, который заряжается от 0 до 80% за 15 минут
Чтобы ограничить отключения электроэнергии и повысить устойчивость вашего дома, рассмотрите возможность перехода на солнечную энергию с системой хранения энергии на базе аккумуляторов. Чтобы найти надежного и заслуживающего доверия установщика солнечных батарей рядом с вами, предлагающего конкурентоспособные цены, посетите EnergySage – бесплатный сервис, который облегчает вам переход на солнечную энергию. У них есть сотни проверенных установщиков солнечных батарей, конкурирующих за ваш бизнес, что гарантирует вам высококачественные решения и экономию 20-30% по сравнению с самостоятельной установкой. Кроме того, его использование бесплатно, и вы не будете получать звонки от продавцов, пока не выберете установщика и не сообщите им свой номер телефона.
Ваши персональные предложения по солнечным батареям легко сравнивать онлайн, и вы получите доступ к беспристрастным энергетическим консультантам, которые помогут вам на каждом этапе пути. Начните здесь. – проверенная партнерская ссылка*
Лучший комментарий от Андре Прежана
Понравилось 31 человеку
Извините, офицер, я просто пытался продлить срок службы своего аккумулятора!
Посмотреть все комментарии