Зарядка аккумулятора:полная или частичная

Батареи являются частью нашей жизни. Они присутствуют в повседневных устройствах, таких как электромобили, смартфоны, планшеты или ноутбуки. По этой причине важно знать, как с ними правильно обращаться.

Мы уже знаем, что TMS (системы терморегулирования) важны для поддержания аккумуляторов при рекомендуемых температурах, но как насчет режима зарядки? Что мы можем сделать, чтобы уменьшить снижение емкости аккумулятора?

Лучше циклировать аккумуляторы с частичными или полными циклами зарядки/разрядки? А при более низком или более высоком SOC (State-of-Charge)?

Давайте узнаем!

Компания BMZ GmbH, известная поставками аккумуляторов для электрических фургонов StreetScooter, провела несколько интересных испытаний аккумуляторных элементов Samsung ICR18650-26F, которые отвечают на поставленные выше вопросы.

Тест аккумуляторной батареи Samsung ICR18650-26F на БМЗ 1/2

Первая диаграмма показывает нам, что мы значительно уменьшаем деградацию емкости батареи, если ограничиваем максимальное напряжение заряда. Здесь нет ничего удивительного.

Тест аккумуляторной батареи Samsung ICR18650-26F на БМЗ 2/2

Второй график самый интересный. Здесь мы видим, сколько циклов зарядки/разрядки может выдержать аккумуляторная ячейка, прежде чем достигнет EOL (окончание срока службы) — 70 % начальной емкости аккумулятора — в различных сценариях.

• Зацикливаясь от 100 до 0 %, мы получаем 500 циклов
• Зацикливаясь от 100 до 10 %, мы получаем 500 циклов.
• Переходя от 100 % к 20 %, мы получаем 1 000 циклов.

• Зацикливаясь от 90 до 0 %, мы получаем 1 500 циклов.
• Зацикливаясь от 90 до 10 %, мы получаем 1 500 циклов.
• Зацикливаясь от 90 до 20 %, мы получаем 2 000 циклов.

• Зацикливаясь от 80 до 0 %, мы получаем 3 000 циклов
• Зацикливаясь от 80 до 10 %, мы получаем 3 000 циклов.
• Зацикливаясь от 80 до 20 %, мы получаем 3 500 циклов.

• Зацикливаясь от 70 до 0 %, мы получаем 5 000 циклов
• Повторяясь от 70 до 10 %, мы получаем 5 500 циклов.
• Зацикливаясь от 70 до 20 %, мы получаем 6 000 циклов.

Как видите, лучше перезаряжать аккумуляторные батареи при более низком SOC. Например, если вы решите постоянно полностью заряжать аккумуляторную ячейку (100 %) и разряжать ее до 20 %, вы можете ожидать 1000 циклов до достижения EOL. Однако, если вы зарядите его до 80 % и полностью разрядите (до 0 %), вы можете ожидать утроения циклов (3000) до достижения EOL. В обоих случаях вы используете только 80 % общей емкости аккумуляторной батареи.

В любом случае, эти тесты аккумуляторных элементов проводились при идеальной температуре (25º C) и умеренной скорости C (0,5 C) как для зарядки, так и для разрядки. Но что они говорят нам об аккумуляторных батареях для электромобилей?

В электромобилях уже есть BMS (системы управления батареями), которые предотвращают полную зарядку или разрядку аккумуляторов, однако BMS не созданы равными, некоторые обеспечивают более надежную защиту, чем другие.

У большинства электромобилей есть BMS, которые позволяют им использовать примерно 90 % общей емкости батареи (от 95 до 5 %), но в случае Chevrolet Volt можно использовать только 60 % (поколение 1) или 75 % (поколение 2), и вот почему Chevrolet Volt — наглядный пример того, что ограничение полезной емкости аккумулятора отлично помогает снизить износ.

Кроме того, отсутствие возможности ограничить заряд до 80 % является одной из причин, по которой некоторые аккумуляторы Nissan Leaf емкостью 30 кВтч демонстрируют признаки быстрой деградации.

Подводя итог, если вы действительно хотите позаботиться о своей батарее, постарайтесь ограничить зарядку до 70-80% ее емкости, даже если это означает, что иногда вам придется разряжать ее почти до нуля. Конечно, это целесообразно только в том случае, если вы уже знаете пределы диапазона вашего электромобиля и не беспокоитесь о запасе хода.

В любом случае, я надеюсь, что вы найдете эту статью полезной. Помните, что электромобили являются экологически безопасным выбором только в том случае, если их аккумуляторы долговечны.

Спасибо, Родриго Мело, за предупреждение.