Эмне үчүн ысыкта тез заряддоону баштаганда электр унааңыздын батарейкасы лабораториялык сыноолордо болжолдонгондон да ылдамыраак аралыкты жоготот?
Мен электр унааларындагы литий-иондук батареяларды он эки жыл бою изилдеп келем, жана лабораториялык цикл маалыматтары менен жолдо чыныгы абалда болуп жаткан көрүнүштөрдүн ортосундагы айырма көпчүлүк күткөндөн да чоң бойдон калууда. Климаттык камерада бир нече миң контролдолгон циклден кийин жакшы абалда көрүнгөн батареялар 30°C жогору температурада туруктуу түз ток менен тез кубаттаганда кубаттуулуктун жоголушун ылдамыраак көрсөтөт. Негизги себеп календардык курак эмес — ал артка-артка өткөрүлгөн заряддоо сессияларында жылуулукту башкаруу системасы толук көзөмөлдөй албаган жогорку заряддоо ылдамдыгы менен клеткалардын жогору температурасынын айкалышы.
Бүгүнкү күндө көпчүлүк электр унаа батарея топтомдору NMC же LFP клеткаларын суюк муздатуу менен колдонушат. Лабораторияда клетканын температурасын так кармап, заряддоо ылдамдыгын чектей аласыз, ошондуктан 1000 эквиваленттүү толук циклден кийин кубаттуулукту сактоо көбүнчө 90%дан жогору бойдон калат. Жолдо муздатуу циркуляциясы клеткалардын жылуулугу менен айлана-чөйрөдөн жана жолдон сиңген жылуулукту да көтөрүүгө туура келет. Айдоочу ысык күнү 150–250 кВт кубат берүүчү заряддагычка туташканда, муздатуу системасы катуу иштеп жатканына карабастан, клеткалардын температурасы 40 °C чамасына чейин көтөрүлүшү мүмкүн. Бул температура диапазону анод менен катоддун интерфейсиндеги кошумча реакцияларды тездетет.
Башкарылган салыштыруунун лабораториялык көрсөткүчтөрү
Биз бир эле өндүрүштүк партиядан чыккан модулдардын эки топтомун тездеткен сыноодон өткөрдүк. Бир топтомо 25°C температурада максималдуу 1C заряддоо ылдамдыгы менен циклденди. Экинчи топтомо клетканын температурасы 40°C болуп, 2,5C чейин заряддоо ылдамдыктары менен кайталанган түз ток (DC) тез заряддоону имитациялоо үчүн циклденди. 800 эквиваленттүү толук циклдан кийин 25°C тобунун кубаттуулугу болжол менен 6%га азайган. 40°C жогорку ылдамдыктагы топтун кубаттуулугу 11–13%га азайган. Импеданстын өсүшү да ысык топто жогору болуп, болжол менен 18%га каршы 9% болгон. Сынактан кийинки демонтаждоолор жогорку температурада жана жогорку ылдамдыкта заряддалган клеткалардын аноддорунда калыңыраак SEI катмарлары жана көбүрөөк литий плакировкасы бар экенин көрсөттү. Абсолюттук көрсөткүчтөр боюнча айырма чоң болбосо да, ал туруктуу жана жетиштүү деңгээлде чоң болуп, кээ бир унаалар кепилдик эсептөөлөрү көрсөткөн километраждан алда канча мурда эле байкаларлык жүрүү аралыгын жоготуп жатканынын себебин түшүндүрөт.
Ысык климаттагы флоттон алынган талаа учуру
Күндүзгү температурасы 35–38°Cга чейин жетип турган аймакта электр фургондорду колдонгон жеткирүү флоту болжолдонгондон ылдамыраак аралыктын кыскарышын болжол менен 18 айдан кийин кабарлай баштады. Фургондор негизинен түнкүсүн AC аркылуу заряддалып келсе да, айдоочулар смена учурунда аптасына эки-үч жолу DC тез заряддагычтарды колдонушкан. Ички маалыматтар муздатуу системасы иштеп турганына карабай, тез заряддоо сессиялары учурунда батареянын клеткаларынын температурасы көп учурда 42–46°Cга чейин жетип жатканын көрсөткөн. Флот боюнча орточо кубаттуулук жоготуусу жылына болжол менен 8–9% түзүп, ал эми өндүрүүчүнүн жеңил жүктөө цикли боюнча болжолу 3–4% болчу. Түнкүсүн AC заряддоо менен чектелип, күндүн эң ысык учурунан качкан унааларда бул көрсөткүч болжол менен жарымына барабар болду. Флот жөнөкөй эрежени киргизгенден кийин — айлана-чөйрөнүн температурасы 32°Cден жогору болгондо DC тез заряддоону чектеп, андан соң аккумулятордук топтомду 20–30 мүнөт активдүү түрдө муздатуу — жылдык жоготуу ылдамдыгы болжол менен 5%га жакындады. Аккумулятордук топтомдор өзү өзгөргөн жок; өзгөргөн — иштөө цикли болду.
Күндөлүк колдонууда чындап эле эмне көрүнөт
Көпчүлүк учурдагы электр унааларындагы жылуулук башкаруу системалары айдоонун жана кээде ылдам заряддоонун аралаш режимине ылайыкташтырылып, жогорку температурада кайталанма жогорку кубаттуулуктагы сеанстар үчүн эмес. Салкындаткыч жылуулукту сиңире алат, бирок кечигүү бар, жана модулдун борборундагы клеткалар салкындатуучу плиталардын жанындагы сенсорлорго караганда көп учурда ысыраак болот. LFP топтомдору узак мөөнөттүү иштөө жагынан көптөгөн NMC топтомдоруна караганда жылуулукту жакшыраак көтөрөт, бирок алар заряддоодо туруктуу түрдө 40°Cден жогору температурага жеткиргенде, бөлмө температурасындагы цикл боюнча маалыматтар көрсөткөндөн да көп кубаттуулукту жоготот.
Чыныгы шарттагы жүрүү аралыгынын кыскарышы да топтолот, анткени айдоочулар бул төмөндөөнү байкап, батарейканы көбүрөөк заряддоону башташат, бул болсо жогорку токтоочу заряддоо окуяларын көбөйтөт. 1000 же 1500 циклди 80% кубаттуулукка чейин деп көрсөткөн лабораториялык сыноолор адатта температура көзөмөлдөнүп, заряддоо ылдамдыгы орточо шартта жүргүзүлөт. Бирок клеткалардын температурасын 40–45 °C деңгээлинде туруктуу кармап, аптасына бир нече жолу түз ток менен тез заряддоону кошкондо, календардык жана цикл боюнча карылык механизмдери көрсөтүлгөн графиктерге караганда тезирээк кошулуп иштейт.
Эгерде ысык климатта электр унаасынын жүрүү аралыгы күтүлгөндөн тезирээк кыскарып жатса, биринчи текшерүүгө татыктуу нерсе – ал канча жолу DC ылдам заряддоону өткөрөт жана ошол сессияларда батарея клеткаларынын температурасы чындап эле канчага жетет. 30°C чамасында турган аккумулятордук топтом менен жүктө турганда дайыма 45°Cга чейин ысып турган топтомдун ортосундагы айырма, башка бардык жагдайлар кадимкидей көрүнгөндө да, жыл сайын деградация ылдамдыгын бир нече пайызга өзгөртүүгө жетиштүү.