Неліктен сіздің электр көлігіңіздің батареясы ыстық ауа-райында тез зарядтауды бастағанда зертханалық сынақтар болжағаннан әлдеқайда тезірек жүріс қашықтығын жоғалтады
Мен электр көліктеріндегі литий-ионды аккумулятор пакеттерін зерттеуге он екі жылымды арнадым, және зертханалық цикл деректері мен жол жағдайындағы нақты жағдай арасындағы алшақтық көпшіліктің күткенінен әлдеқайда үлкен. Климаттық камерада бірнеше мың бақылау циклінен кейін жақсы көрінген аккумулятор пакеттері 30°C-тан жоғары температурада тұрақты DC жылдам зарядтау кезінде сыйымдылықтың тезірек төмендеуін көрсетеді. Негізгі себеп – күнтізбелік жаста емес, қайта-қайта зарядтау сессиялары кезінде жылу басқару жүйесі толық бақылай алмайтын жоғары зарядтау жылдамдығы мен ұяшық температурасының көтерілуінің үйлесімі.
Қазіргі таңда көптеген электр көліктерінің аккумуляторлық пакеттері сұйық салқындату жүйесі бар NMC немесе LFP жасушаларын пайдаланады. Зертханада жасуша температурасын қатаң бақылап, зарядтау жылдамдығын шектеуге болады, сондықтан 1000 эквивалентті толық циклдан кейін сыйымдылық сақталуы әдетте 90%-дан жоғары болады. Жолда салқындатқыш циклі жасушалардың жылуымен ғана емес, сонымен бірге қоршаған ауа мен жолдан жиналған жылуды да басқаруы тиіс. Жүргізуші ыстық күні 150–250 кВт зарядтау құрылғысына қосқанда, салқындату жүйесі барынша жұмыс істесе де, ұяшық температурасы 40 °C-тің ортасына дейін көтерілуі мүмкін. Бұл температура диапазоны анод пен катод интерфейстеріндегі жанама реакцияларды жеделдетеді.
Бақылаулы салыстырудан алынған зертханалық көрсеткіштер
Біз бірдей өндірістік партиядан шыққан екі модуль жиынтығын жедел сынақтан өткіздік. Бірінші жиынтық 25 °C температурада максималды 1C зарядтау жылдамдығымен циклденді. Екінші жиынтық 40 °C клетка температурасында зарядтау жылдамдығы 2,5C-ге дейін көтеріле отырып, қайталанатын тұрақты токпен жылдам зарядтауды имитациялау үшін циклденді. 800 эквивалентті толық циклден кейін 25°C тобы шамамен 6% сыйымдылықты жоғалтты. Ал 40°C жоғары ағымдағы топ 11–13%-ға азайды. Импеданс өсуі де ыстық топта жоғары болды — шамамен 18% қарсы 9%. Сынақтан кейінгі бөлшектеулер жоғары температура мен жоғары зарядтау жылдамдығы бар жасушалардың анодтарында қалың SEI қабаттар мен литий жабындыларының көбірек бар екенін көрсетті. Айырмашылық абсолютті көрсеткіштер бойынша айтарлықтай болмаса да, ол тұрақты және жеткілікті үлкен болып, кейбір автокөліктердің шассилік шақырым өлшегіші кепілдік есептеулерінде көрсетілген шақырымға әлдеқайда ертерек жетпей-ақ байқалатын жүріс қашықтығын жоғалту себебін түсіндіреді.
Жылы климаттағы флоттан алынған нақты жағдай
Күндізгі температурасы 35–38°C-қа дейін жететін өңірде электрлік фургоннан тұратын жеткізу паркі шамамен 18 айдан кейін күтпегендей тез аралық қашықтық жоғалтуын хабарлай бастады. Вандар негізінен түнде AC арқылы зарядталды, бірақ жүргізушілер ауысым кезінде аптасына екі-үш рет DC жылдам зарядтағыштарын да пайдаланды. Борттағы деректер салқындату жүйесі іске қосылғанына қарамастан, жылдам зарядтау сессиялары кезінде аккумулятор жасушаларының температурасы жиі 42–46 °C-қа дейін көтерілгенін көрсетті. Флот бойынша орташа сыйымдылық жоғалту жыл сайын шамамен 8–9%-ды құрады, ал өндірушінің жеңілдетілген жұмыс циклі бойынша болжамы 3–4%-ды көрсеткен еді. Тек AC-зарядтауды пайдаланып, күннің ең ыстық бөлігінен аулақ болған көліктерде бұл көрсеткіш шамамен жартылай болды. Флотқа бір қарапайым ереже енгізілгеннен кейін — қоршаған орта температурасы 32°C-тан жоғары болғанда DC жылдам зарядтауды шектеу және зарядтау блогын кейін 20–30 минут бойы белсенді салқындату — жылдық шығын деңгейі шамамен 5%-ға дейін төмендеді. Зарядтау блогтары өзгерген жоқ; жұмыс циклі өзгерді.
Күнделікті қолдануда шын мәнінде не көрінеді
Қазіргі заманғы электр көліктеріндегі жылу басқару жүйелері жүргізу мен кейде тез зарядтауды ескере отырып жасалған, ал жоғары сыртқы температурада қайталанатын жоғары қуатты сеанстарға арналмаған. Салқындатқыш жылуды кетіре алады, бірақ кешігу бар, және модульдің ортасындағы ұяшықтар салқындату табақшалары жанындағы сенсорларға қарағанда жиі ыстық болады. LFP аккумулятор пакеттері ұзақ мерзімді қызмет ету тұрғысынан көптеген NMC пакеттеріне қарағанда жылуды жақсырақ шыдайды, бірақ олар зарядтау кезінде температурасы тұрақты бөлме жағдайындағы цикл деректері көрсеткеннен әлдеқайда жоғары температураға жиі ұшырағанда, сыйымдылығын көбірек жоғалтады.
Нақты әлемдегі жүріс қашықтығының азаюы да жиналады, себебі жүргізушілер төмендеуді байқап, жиі зарядтауды бастайды, бұл жоғары қуатты зарядтау оқиғаларының санын арттырады. 1000 немесе 1500 циклге 80%-ға дейінгі сыйымдылықты көрсететін зертханалық сынақтар әдетте бақыланатын температура мен орташа зарядтау жылдамдығын ескереді. Ал ұяшықтарды 40–45 °C температурада ұзақ уақыт ұстап, аптасына бірнеше рет тұрақты токпен тез зарядтауды қосқанда, күнтізбелік және циклдік қартаю механизмдері сол кестелерде көрсетілгеннен әлдеқайда жылдам қосылып әсер етеді.
Егер электр көлігі ыстық климатта күтпегендей тез аралықты жоғалтып жатса, ең алдымен тексеруге тұрарлық нәрсе – ол қаншалықты жиі DC жылдам зарядтаудан өтеді және сол сеанстар кезінде аккумулятор жасушаларының температурасы нақты қаншаға дейін жетеді. 30°C-ға жақын температурада тұратын аккумулятор пакеті мен жүктеме кезінде үнемі 45°C-қа дейін қызатын пакет арасындағы айырмашылық, басқа барлық жағдайлар қалыпты болса да, жыл сайын деградация қарқынын бірнеше пайызға өзгерте алатындай жеткілікті үлкен.