Який режим їзди швидше розряджає та зношує електромобіль: результати нового дослідження

Стиль кермування електромобілем може суттєво впливати не лише на поточне споживання енергії, а й на темпи старіння тягової батареї. Найбільше навантаження на акумулятор створюють регулярні різкі прискорення, інтенсивні гальмування та часті переходи між ними, пише IZ з посиланням на Science Alert.

Таких висновків дійшли автори дослідження, які проаналізували реальні дані експлуатації 15 електромобілів. Результати показали, що за найбільш агресивного стилю їзди прогнозована деградація батареї може бути приблизно у 2,5 раза вищою, ніж за плавного економічного кермування.

Чому манера керування впливає на батарею електромобіля

Літій-іонний акумулятор поступово втрачає доступну ємність протягом усього строку експлуатації. На швидкість цього процесу впливають температура, кількість циклів заряджання, рівень заряду, вік батареї та навантаження під час руху.

Коли електромобіль часто різко прискорюється, батарея повинна за короткий проміжок часу віддавати значно більший струм. Аналогічні пікові навантаження можуть виникати під час інтенсивного уповільнення із застосуванням рекуперації.

У міру деградації акумулятор здатний накопичувати менше енергії. Наприклад, батарея, яка після купівлі мала 100% початкової доступної ємності, через кілька років експлуатації може зберігати близько 80%.

Для автомобіля це означає скорочення реального запасу ходу на одному заряді. Стан батареї також безпосередньо впливає на вартість електромобіля на вторинному ринку, оскільки акумулятор є одним із найдорожчих його компонентів.

Дослідження охопило реальні поїздки 15 електромобілів

Фахівці Шанхайського університету Дяньцзи вивчили дані експлуатації 15 електромобілів у Гуанчжоу. Спостереження проводили протягом 2022 року під час поїздок міськими дорогами, передмістям та автомагістралями.

Інформацію про роботу автомобілів фіксували кожні 10 секунд, після чого дані об’єднали у хвилинні відрізки. Це дозволило дослідникам порівняти характер руху з рівнем навантаження на тягові акумулятори.

Під час аналізу враховували:

• швидкість автомобіля;
• струм батареї;
• рівень заряду акумулятора;
• напругу;
• температуру;
• інтенсивність прискорень;
• характер уповільнень і гальмувань.

Залежно від поведінки водія всі поїздки поділили на п’ять категорій — від максимально плавного економічного стилю до найбільш агресивного.

Агресивна їзда збільшувала навантаження на батарею у 18,4 раза

Найбільшу різницю дослідники зафіксували під час оцінки короткострокового навантаження, яке пов’язують зі старінням акумулятора.

За розрахунками авторів роботи, найагресивніший стиль керування створював у 18,4 раза більше такого навантаження порівняно з режимом eco-driving.

Ключовим фактором виявилася не максимальна або середня швидкість автомобіля, а те, наскільки різко водій змінював режим руху. Водії з агресивною манерою керування частіше вимагали від батареї великих струмів під час прискорень та уповільнень.

Середній RMS-струм у найбільш агресивній групі досягав 66,02 А. Для автомобілів із найбільш плавним стилем водіння цей показник становив лише 20,56 А.

При цьому середні швидкості руху в різних групах могли залишатися близькими. Основна різниця полягала саме в інтенсивності розгонів і гальмувань.

Скільки ємності може втратити батарея після 1000 циклів

Окремо дослідники застосували модель старіння акумулятора, щоб оцінити можливі наслідки різних стилів керування після 1000 циклів заряджання та розряджання.

За найбільш плавного режиму модель показала втрату близько 21,15% початкової ємності батареї.

За найагресивнішої манери водіння прогнозована втрата зростала до 53,22%.

Таким чином, модельна різниця між двома крайніми режимами становила приблизно 2,5 раза.

Йдеться саме про математичне моделювання, а не про результат спостереження за одними й тими самими акумуляторами протягом фактичних 1000 циклів. Реальну деградацію конкретної батареї визначають також її хімічний склад, конструкція, система термоконтролю, клімат і умови заряджання.

Перехід на плавний стиль різко зменшував навантаження

Автори роботи також змоделювали сценарій, за якого умови поїздок залишалися такими самими, але замість агресивної манери водіння використовувався економічний стиль.

У такому разі розрахункове короткострокове навантаження на батарею знижувалося на 91,3%.

Цей показник не означає, що плавне водіння повністю зупиняє старіння акумулятора. Деградація літій-іонної батареї відбувається незалежно від стилю керування, однак інтенсивність струмових навантажень є одним із факторів, які водій може контролювати.

Якого стилю їзди краще уникати власникам електромобілів

Найбільше навантаження створює режим, за якого автомобіль постійно переходить від різкого прискорення до інтенсивного уповільнення. Особливо це характерно для водіння за схемою «швидкий розгін — різке гальмування — повторний розгін».

Для зменшення навантаження на батарею доцільно:

• плавно набирати швидкість;
• уникати постійних прискорень із максимальним натисканням на акселератор;
• за можливості прогнозувати дорожню ситуацію та раніше починати уповільнення;
• не створювати зайвих пікових навантажень на тяговий акумулятор;
• контролювати температуру батареї;
• використовувати Eco або аналогічні економічні режими, якщо вони передбачені виробником.

Економічний режим у багатьох електромобілях обмежує різкість реакції на педаль акселератора, що допомагає уникати надмірно високих струмів під час розгону.

Чи шкодить батареї один різкий розгін

Результати дослідження не означають, що одиничне інтенсивне прискорення призводить до помітного скорочення ресурсу батареї. Основним фактором є регулярне повторення високих навантажень протягом тривалого періоду експлуатації.

Дослідження також має обмеження: вибірка складалася лише з 15 електромобілів, а довгострокові показники деградації розраховували за допомогою моделі.

Тому конкретні цифри не можна однаково застосовувати до всіх електромобілів, оскільки батареї різних виробників відрізняються хімічним складом, системами охолодження, потужністю та алгоритмами керування.

Водночас отримані дані показують зв’язок між високими струмовими навантаженнями, частими різкими прискореннями та швидшим прогнозованим зниженням доступної ємності тягового акумулятора.

Читайте також: новий Toyota C-HR 2027: скільки коштує електричний кросовер, запас ходу та характеристики кросовера.