Агресивна їзда може вбивати батарею електромобіля у 2,5 рази швидше

Часті різкі прискорення та режими з високим струмовим навантаженням можуть суттєво прискорювати старіння тягової батареї. Це випливає з дослідження вчених Shanghai Dianji University, опубліковане у Scientific Reports. За результатами моделювання після 1000 циклів різниця у втраті ємності між найбільш спокійним та найбільш агресивним стилями їзди сягнула приблизно 2,5 раза.

Вчені рік стежили за реальними електромобілями

Основою дослідження стали дані 15 електромобілів, які експлуатувалися у китайському Гуанчжоу протягом 2022 року. Інформація з автомобілів надходила кожні 10 секунд. Дослідники фіксували швидкість, струм батареї, рівень заряду, напругу, температуру та низку інших параметрів.

Після цього за допомогою методів машинного навчання поїздки розділили на п'ять типів стилю водіння, від максимально плавного та економного до найбільш агресивного.

Важливий нюанс полягає в тому, що агресивну їзду визначали не просто за високою швидкістю. Значно важливішими виявилися повторювані моменти, коли водій вимагав від батареї великої потужності, наприклад різко розганявся з невеликої швидкості.

Тому рівномірний рух трасою на високій швидкості не обов'язково створює такий самий стрес для батареї, як постійні старти зі світлофорів із педаллю акселератора майже в підлозі.

Різниця у струмовому навантаженні виявилася більш ніж триразовою

У найбільш агресивної групи середньоквадратичне значення струму батареї становило 66,02 А.

У водіїв із найбільш економним стилем цей показник дорівнював лише 20,56 А.

Фактично батарея агресивно керованого автомобіля значно частіше працювала під великим навантаженням. Саме високі струми дослідники пов'язують із прискоренням процесів старіння акумулятора.

Авто24 раніше пояснював, які режими експлуатації прискорюють деградацію тягової батареї. Серед небажаних факторів є не лише глибокий розряд та висока температура, а й часті інтенсивні прискорення, які змушують батарею віддавати великий струм.

Короткочасний стрес відрізнявся у 18 разів

Коли дослідники порівняли крайні стилі водіння, різниця у миттєвому показнику старіння батареї виявилася ще більшою. Найагресивніший режим створював у 18,4 раза вищий рівень стресу старіння, ніж найплавніший.

Однак цю цифру не варто трактувати так, ніби батарея такого автомобіля обов'язково прослужить у 18 разів менше. Йдеться саме про розрахункову інтенсивність процесів старіння під час певних режимів роботи.

У модельному сценарії, де дослідники змінювали лише поведінку водія з агресивної на економну, залишаючи інші умови однаковими, розрахунковий короткостроковий стрес батареї знижувався на 91,3%.

Після 1000 циклів різниця може досягти 2,5 раза

Найцікавішу цифру отримали під час моделювання довгострокової деградації.

Для автомобіля з найбільш плавним стилем їзди після 1000 циклів заряджання та розряджання модель прогнозувала втрату близько 21,15% початкової ємності.

Для найбільш агресивного стилю прогнозована втрата досягла 53,22%. Таким чином, різниця становить приблизно 2,5 раза.

Для власника електромобіля це має цілком практичне значення. Менша залишкова ємність означає коротший запас ходу, а стан батареї безпосередньо впливає і на вартість машини на вторинному ринку.

Авто24 вже писав про реальну деградацію понад 22 тисяч електромобілів. У тому дослідженні середня втрата ємності становила близько 2,3% на рік, але умови експлуатації могли суттєво змінювати цей показник.

Але 53% деградації не вимірювали на реальних машинах

Дослідники не проїхали на кожному з 15 автомобілів по 1000 повних циклів і потім не виміряли залишкову ємність батарей. Реальні дані за рік використовували для визначення характеру навантаження, після чого довгострокову деградацію прогнозували математичною моделлю.

Тому показники 21,15% і 53,22% є не фактичними результатами експлуатації конкретних батарей, а модельним прогнозом.

На реальний ресурс акумулятора одночасно впливають хімічний склад комірок, температура, якість термоменеджменту, частота швидкісних зарядок, рівень заряду під час тривалого паркування, маса автомобіля, клімат та багато інших факторів.

Саме тому висновок дослідження коректніше формулювати не як "агресивна їзда гарантовано скорочує життя батареї у 2,5 раза", а як значний додатковий фактор ризику її прискореного старіння.

Не потрібно перетворювати електромобіль на повільну машину

Для власника це не означає, що швидким електромобілем тепер потрібно постійно їздити у режимі Eco.

Головний негативний фактор, на який вказує дослідження, – це систематичні високі струмові навантаження. Тобто одиничний обгін або кілька активних прискорень навряд чи визначать долю батареї.

Інша справа, коли різкий старт стає звичним режимом кожної поїздки: сильне прискорення, гальмування, знову сильне прискорення і так протягом років.

Особливо цікаво це виглядає на тлі характеристик сучасних потужних електромобілів, де максимальний крутний момент доступний практично одразу, а прискорення до 100 км/год за 3-5 секунд давно перестало бути винятковою характеристикою суперкара.

Заряджання залишається не менш важливим

Стиль їзди є лише одним із чинників старіння. Авто24 збирав основні рекомендації щодо продовження життя акумулятора електромобіля. Для більшості літій-іонних батарей корисно уникати тривалого перебування на крайніх рівнях заряду, а для повсякденного використання часто оптимальним є діапазон приблизно 20-80%, якщо виробник не рекомендує іншу схему.

При цьому різні типи батарей потребують різного підходу. Наприклад, для LFP виробники можуть рекомендувати періодичний заряд до 100% для коректного калібрування системи керування батареєю. Авто24 окремо розбирав правила експлуатації різних типів тягових акумуляторів.

Нове дослідження додає до цього ще одну просту рекомендацію: якщо немає потреби у максимальному прискоренні, плавніше натискання на акселератор може бути корисним не лише для запасу ходу тут і зараз, а й для довгострокового здоров'я батареї.