Какие аккумуляторы используют электромобили и ждать ли большого прорыва

В прошлой статье об электромобильных технологиях рассказывал о моторах, инверторах и трансмиссиях, и в этой области электрички выигрывают у ДВС всухую. Но их слабое звено — это аккумуляторы: самый дорогой, тяжёлый, объемный узел, который ограничивает пробег (автономность) и требует немало времени на перезарядку. Но тут надо иметь в виду, что аккумуляторные технологии за последние лет пятнадцать сделали гигантский скачок, а лучшее, вероятно, впереди. Статья длинная, так что можете читать фрагментами: сначала расскажу о двух основных типах современных литий-ионных батарей, потом поговорим об их стоимости и долговечности, о нескольких новых технологиях, а в конце есть большой блок с эмпирическими данными о серийных электромобилях-рекордсменах с точки зрения пробега на одной зарядке.

Третий элемент

Все современные электромобили используют только литий-ионные батареи. Есть ещё технология никель-металл-гидридных батарей (NiMH), но не буду грузить её особенностями: из-за низкой удельной энергоемкостью она используется в гибридах, но не чистых электромобилях (хотя попытки были).

В современных батареях при зарядке ионы лития проникают от катода через сепаратор к аноду, сделанному из графита, и там застревают между его слоями. При разрядке электроны бегут через нагрузку (электромотор), а ионы напрямую через электролит и сепаратор проникают в металлический катод

Литий, третий элемент периодической таблицы, удобен для батарей, потому что имеет один электрон на внешней оболочке и охотно его отдаёт. Конструкций литий-ионных батарей довольно много, и все они различаются в основном материалом катода (положительного электрода), тогда как анод делается исключительно из графита, иногда — с примесью кремния. Что же касается катода, то всё многообразие литий-ионных батарей применительно к электромобилям делятся на два класса: литий-железо-фосфатные (LFP) и с никелем+кобальтом в катоде. Последние часто называют тройными (ternary), потому что помимо никеля и кобальта добавляется третий металл, марганец (NMC) или алюминий (NCA). Есть и другие рецептуры, но эти самые популярные.

Между литий-железо-фосфатными (LFP) и тройными батареями есть определённая конкуренция, и сейчас первые занимают треть рынка, вторые — две трети. Литий-железо-фосфатные батареи проще, гораздо стабильнее и, главное, дешевле. На стороне тройных батарей (NMC и NCA) — большая удельная емкость и отдача. Поэтому литий-железо-фосфатные батареи часто встречаются в электромобилях попроще, где в приоритете цена, тогда как тройные батареи — удел топовых электромобилей. И, кстати, вопрос далеко не решён: многие компании делают ставку именно на более простые литий-железо-фосфатные батареи. Например, Desten представила LFP-батарею с зарядкой за 6 минут с 20 до 80%.

На этой замороченной инфографике агентства Bloomberg представлены доли разных типов литий-ионных батарей. Литий-железо-фосфатные LFP батареи показаны зелёным, и их доля ощутимо выросла

Zeekr 001 имеет NMC-батарею (катод содержит никель, марганец, кобальт), а Tesla в случае со массовыми моделями, Model 3 и Model Y, использует все три типа батарей: изначально они шли с NCA-батареями (никель, кобальт, алюминий) или с NMC-батареями в зависимости от рынка, но позже добавились литий-железо-фосфатные LFP-аккумуляторы производства китайского концерна CATL. Кстати, китайские марки, в целом, любят именно LFP-батареи, поскольку их рынок очень чувствителен к цене машин.

Tesla Model Y — кроссовер на базе Model 3. В разное время он использовал батареи разных типов, но в последнее время Tesla склоняется к более дорогим тройным батареям типа NMC (никель-марганец-кобальт), надеясь снизить их стоимость в батареях типа 4680. Кстати, Model Y в отдельные месяцы 2023 года становилась самым продаваемым автомобилем в мире

А есть ещё попытки комбинировать технологии, например, мичиганская компания ONE работает над батареей, состоящей из двух: меньшая — это LFP-батарея, старшая — NMC с высоким содержанием марганца. BMW iX (электрический X5) с заводской батареей 105 кВт*ч преодолевает 611 километров в цикле WLTP, с батареей ONE — 978 км по той же методике.

На рынка электромобильных батарей доминируют две китайские компании, CATL и BYD. Последняя является и самым популярным в Китае производителем электромобилей. Помимо них в лидерах есть японская Panasoniс и три корейских гиганта: LG, SK Innovation и Samsung

Самый важный параметр — емкость

Емкость силового аккумулятора — это аналог емкости бензобака. Она измеряется в кВт*ч (киловатт-часах), и сегодня золотой стандарт для электромобилей — батарейка плюс-минус на 100 кВт*ч (а я помню свой тест-драйв 10-летней давности Citroen C-Zero с аккумом на 16 кВт*ч).

Много ли это, 100 кВт*ч? Для сравнения, 60-литровый бак моего «Ситроена» вмещает 2000 МДж энергии или 555 кВт*ч, то есть запас энергии на борту электричек примерно в пять раз меньше, чем на борту автомобиля. Правда, не нужно забывать вдвое лучшую эффективность, так что в целом разница меньше, примерно двукратная. То есть, если на своём «Ситроене» я могу проехать по трассе до 1000 км, то электромобиль с батареей на 100 кВт*ч преодолеет в районе 500 км в том же режиме.  Кстати, при расчётах можно смело брать расход электромобиля в 20 кВт*ч на 100 км — это очень реалистичная величина, и при желании водитель может ехать раза в полтора аккуратнее. Подробнее о реальных пробегах расскажу ниже — уже есть электромобили с запасом хода 1000 км.

Рост удельной емкости лучших литий-ионных батарей (ниже пунктирной линии) и перспективных образцов. График взят из статьи, авторы которой анонсировали разработку NMC-батареи с плотностью энергии 711 Вт*ч/кг

Помимо абсолютной емкости батарей важна удельная: отнесённая на единицу массы или объема. В этой области идёт большой прогресс, к которому примешивается маркетинговое бахвальство, так что зачастую сложно судить о реальной плотности энергии. В целом индустрия стремится к показателю в районе 300 Вт*ч/кг массы в случае с тройными батареями — по крайней мере, это значение выглядит достижимым для новых батарей Tesla формата 4680 (о форматах — ниже). Если это значение устоится, то аккумулятор на 100 кВт*ч будет весить всего 333 кг, правда, не забываем, что помимо самих батареек есть ещё корпус, контакты, система охлаждения. В середине 90-х, когда литий-ионные батареи только появились, плотность энергии была на уровне 100 Вт*ч/кг. Сейчас у большинства электромобилей с NMC или NСA-батареями плотность энергии в районе 250-280 Вт*ч/кг, а у литий-железо-фосфатных батарей — до 160 Вт*ч/кг.

Батарея CATL Qilin для дальнобойного Zeekr 001 имеет емкость 140 кВт*ч и массу 727 кг. Удельная емкость составляет 193 Вт*ч/кг (но значение занижено, потому что это емкость не ячеек, а всего блока с охлаждением и прочими системами). CATL прогнозирует перспективную емкость до  255 Вт*ч/кг уже в готовом блоке.

Аналогично обстоят дела с объемной плотностью энергии, которая во многом зависит от упаковки батарейного блока, и здесь пора перейти к ещё одно теме — форм-фактору батарей.

Цилиндры против параллелепипедов

Батареи электромобилей не монолитны и всегда состоят из небольших ячеек, которые объединены в модули. Нередко они напоминают обычные батарейки от пульта ТВ, например, каждый блок  электромобиля Lucid Air состоит из 300 «пальчиковых батареек», а всего в машине 22 таких блока или 6600 батареек.

Батарейный блок Lucid Air включает 300 ячеек. Каждая выдаёт 4,2 Вольта. Они объединены последовательно по 10 штук, то есть весь блок имеет рабочее напряжение 42 Вольта
Последовательное соединение 22 таких блоков даёт напряжение в 924 Вольта, что является своеобразным рекордом для электромобилей. Ранние электромобили использовали напряжение 200 В, сейчас нормой является 400 В, но лучшие образцы выдают 800 В и более. Впрочем, это другая тема

Есть несколько форматов цилиндрических «батареек», например 2170 (диаметр 21 мм и длину 70 мм) или 18650 (18 мм на 65 мм). Такие ячейки производства Panasonic и LG, в частности, использует «Тесла», но также она применяет китайские призматические батареи. Однако в последних моделях, включая Model Y и Cybertruck, американская компания переходит на батареи формата 4680 собственной разработки и производства. Параметры такой батареи сравнимы с предшественниками, но в ней заложен потенциал на вырост, а перспективная емкость оценивается цифрами до 330 Вт*ч/кг. А ещё эта батарейка имеет более тяжёлый несущий корпус, то есть может принимать на себя нагрузки от шасси: возможно, это довольно умное решение, если автомобиль сразу проектируется под такой тип аккумуляторов.

Старые тесловские батарейки формата 2170 и новые, более пухлые, формата 4680

Есть ещё призматические (прямоугольные) батареи, которые любят китайские компании. И здравый смысл подсказывает, что прямоугольный формат удобнее, ведь батареи можно уложить кирпичиками без пустого пространства. Это верно лишь отчасти: ячейки крайне чувствительны к температурному режиму, поэтому требуют охлаждения или подогрева (рабочая температура батареек — до 30-40 градусов). В случае с цилиндрической конструкцией обеспечить режим зачастую проще, но всё же плотность компоновки у них хуже: примерно 50%. Для сравнения батарея Qilin компании CATL с призматическими ячейками, которая питает дальнобойный Zeekr 001, использует батарейный блок на 72% объема, что является одним из лучших показателей в индустрии.

Призматические батареи — это кирпичики, которые можно укладывать довольно плотно. В данном случае снизу расположена система охлаждения и подогрева

Цена батарей снижается, но…

Сейчас вся электромобильная индустрия стремится к параметру в $100 за кВт*ч батареи, и некоторые китайские компании предлагают даже более дешёвые варианты, но средние показатели пока — это $120-150 за кВт*ч. Если удастся добиться цены менее $100 за кВт*ч, то батарея в 100 кВт*ч  будет стоить до $10 тысяч. Да, это всё ещё очень дорого, и цена аккумулятора остаётся одной из главных проблем электромобиля, но не забудем, что всего десять лет назад золотым стандартом были $500-700 за кВт*ч, а пятнадцать лет назад цена литий-ионок доходила до $1400/кВт*ч.

Из этой графики видно, что наиболее дорогим элементом литий-ионной батареи является катод, и вместе с затратами на производство получается 75% себестоимости

Впрочем, темпы удешевления классических литий-ионок замедляются. С одной стороны, последний процент всегда самый сложный, с другой, растут требования к самим батареям, например, по морозоустойчивости, скорости зарядке и долговечности. Наконец, цена батарей сильно зависит от стоимости лития, кобальта, никеля и прочих компонентов, а они непостоянны и часто политизированы. Впрочем, в этой области возможны прорыва: об этом ниже.

Ещё одна инфографика Bloomberg отражает стоимость блока батарей в $ на кВт*ч. Цифры немного отличаются — возможно, другой была выборка батарей

Долго ли служат батареи?

Меня бы этот вопрос волновал чуть ли не в первую очередь: например, некоторые смартфоны убивают батарею чуть ли не за три года, а с учётом её ценника в электромобиле… Но всё же батарея электромобиля делается сразу с прицелом на длительный срок службы, в том числе, благодаря защитной электронике и системам подогрева (одна из причин выхода литий-ионок из строя — холодная зарядка). Батареи большинства электромобилей рассчитываются на 1000 циклов зарядки и разрядки, что означает пробег в районе 300-500 тысяч километров. А, например, на Tesla, которая проехала 1,2 млн миль (1,9 млн км), электромотор заменили 13 раз, а батарею — 3 раза. То есть одной батарейки хватало почти на 500 тысяч километров. Сейчас «Тесла» работает над батареей, которая выдерживает 4000 циклов для пробега до 1,6 млн километров, а GAC уже заявляет, что взял этот рубеж с более стойкими литий-железо-фосфатным батареями. Даже если эти обещания сбудутся на половину, через несколько лет батареи станут чуть ли не самым долговечным узлом автомобиля.

Tesla Semi Truck — один из реципиентов супердолговечных батарей

Если брать реальные тесты существующих батарей, то Volkswagen ID4 в тесте немецкого института ADAC за 100 тысяч километров пробега потерял 7% емкости батареи, причем зарядка происходила всегда по максимально жесткому быстрому циклу. Но это явно не предел: например, компания StoreDot заявляет о выпуске батареи, которая вообще не теряет емкости за 1000 циклов (то есть, грубо, 300 тысяч км пробега).

Над чем работает Tesla

Усилия Tesla сейчас сфокусированы на масштабировании производства собственных батареек формата 4680, и не всё идёт гладко: многие вообще сомневаются, что компания выйдет на плановые объемы, что сдерживает производство Cybertruck. Зато и аккумулятор обещает быть прорывным. Его главная особенность — сухое нанесение электродов, причём независимые наблюдатели уже подтвердили, что Tesla действительно добилась этого. При классической «мокрой» технологии очень велики затраты энергии на просушку электродного порошка после его нанесения на металлическую фольгу. И, кстати, это один из любимых тезисов электро-хейтов — мол, при производстве выделяется столько СО2… Tesla пытается справиться с этой проблемой, но есть и другие плюсы, например, снижение затрат и в перспективе колоссальные тиражи выпуска, что в сумме выльется в удешевление батарей. Кроме того, Tesla, судя по всему, на первых порах не форсировала батарейку 4680 до максимальных параметров (возможно, перестраховка или маркетинг), например, в электроде используется чистый графит без примеси кремния, а это само по себе даёт ещё несколько процентов емкости. Так что в перспективе может получиться одна из лучших батарей по соотношение цены и параметров.

Натрий-ионные батареи пошли в серию

В Китае сильно озабочены стоимость батарей, потому что здесь много бюджетных электрокаров типа BYD Seagull. Им обещают в скором времени дешёвые натрий-ионные батареи. С одной стороны, плотность энергии у них довольно низкая, примерно 120-140 Вт*ч/кг (то есть половина от лучших литий-ионок), но и цена такова, что электрический BYD Seagull с таким аккумулятором должен стоить менее $9,5 тысяч — примерно как Lada Granta. Натрий-ионная батарея у него имеет емкость 30 кВт*ч, обеспечивая пробег до 305 км, хотя пока это всё теория.

BYD Seagull продаётся с классическими литий-ионными батареями (LFP), но обещают и натрий-ионные

А первой в серийное производство автомобиль на таких батарейках запустила JAC (да-да, прародительница «Москвича»). Она предложила линейку автомобилей Yiwei с ценой менее 9000 евро, оснащенных батареями HiNA емкостью 23,2 кВт*ч. Вообще-то это очень мало и заявленный китайцами пробег на зарядке в 230 км выглядит, честно говоря, оптимистичным, но делаем скидку, что это проба пера. Технология обещает быть перспективной: например, натрий-ионные батареи гораздо менее чувствительны к температуре и при -20 градусах сохраняют 92% емкости.

В начале января стартовали продажи Yiwei EX10 — первого серийного электромобиля с натрий-ионной батареей. Удельная емкость составляет 140 Вт*ч/кг, общая — 23,2 кВт*ч

Скорее всего, натрий-ионные батареи не вытеснят более емкие литий-ионные с рынка, но могут всколыхнуть рынок компактных электрокаров, который пока заметно отстаёт от сегмента крупных и дорогих электричек.

Что даёт твёрдый электролит

Литий-ионные батареи с твёрдым электролитом, скорее всего, займут противоположную часть спектра: более дорогие, более емкие, более производительные — в общем, вариант для премиум-сегмента. А ещё такие батареи безопаснее и не возгораются при разгерметизации. Их перспективная емкость на уровне 500-600 Вт*ч/кг звучит заманчиво: то есть батарею в 150 кВт*ч на честные 1000 км пробега может весить 250 килограммов. А батарея ситикара — меньше 80 кг.

Над батареями с твёрдым электролитом работает множество компаний, например, Hyundai запатентовала свою технологию, где электролит находит под избыточным давлением.  Компания QuantumScape (её самый крупный инвестор — Volkswagen), продемонстрировала батарею, которая после 1000 циклов зарядки и разрядки (500 тысяч км пробега) сохранила 95% емкости. Позже Volkswagen подтвердил эти результаты в независимом тесте. Над твёрдотельной батареей работает и Toyota, хотя срок запуска в производство сместился.

Кремниевая лавина

Но ещё более интригующая технология — это кремниевые аноды. Сейчас аноды делаются из графита, в который кремний иногда добавляется в качестве присадки. Но его плюсы  в качестве анодного материала колоссальны: во-первых, кремний очень дешёвый и распространённый, а, во-вторых, если для удержания одного иона лития нужно шесть атомов углерода, то один атом кремния может удерживать четыре иона лития (то есть на молекулярном уровне соотношение 1:24). Поскольку именно анод хранит атомы лития в момент полной зарядки аккумулятора, его свойства сильно влияют на емкость батареи. Переход на кремний сулит рост, конечно, не в 24 раза, но этак раза в полтора-два, хотя есть и более смелые оценки.

Электрический «Гелендваген» EQG останется полноценным внедорожником и, похоже, станет первым серийным электромобилем с кремниевыми анодами в батарее

В чем же тогда проблема? В разбухании кремния, когда он насыщается ионами лития. Если делать электроды классическим образом, они начнут выкрашиваться после нескольких циклов зарядки. Но инженеры ищут пути, например, экспериментируют с нано-структурами, не подверженными образованию трещин. И первая машина с такими батареями, похоже, уже не за горами, и какая! Это Mercedes-Benz EQG (электрический «Гелендваген»): поначалу он выйдет с классическими батареями, но уже в 2024 году может получить «силиконовые» в качестве опции (их параметры пока неизвестны). Вероятно, речь идёт о батарее, разрабатываемой в партнёрстве с ProLogium, в частности, анонсирует двукратное увеличение плотности энергии и выпуск батареи на 180 кВт*ч.

Батарея StoreDot с кремниевыми электродами: компания заявляет, что ей удалось добиться стабильности капризного кремния в течение жизненного цикла батареи

А компания StoreDot продемонстрировала батарею с преимущественно кремниевым анодом, которая полностью сохранила рабочие параметры в течение 1000 циклов (500 000 км пробега) при экстремально быстрых зарядка: с 10 до 80% за 10 минут. Инвесторами компании являются Volvo, Polestar, Daimler, Samsung и вьетнамский автопроизводитель VinFast.

А сколько в реальности проезжают электромобили?

У китайских компаний идёт соревнование по дальности пробега на зарядке, чем способствует мягкий тестовый цикл CLTC: я уже рассказывал про Zeekr 001 с батареей CATL Qilin емкостью 140 кВт*ч, который может одолеть до 1032 километров. В реальности у испытателей получилось 864 км при скорости 120 км/час и четырёх пассажирах в салоне. И давайте честно: после такого дальнобоя уже точно нужен перерыв хотя бы минут на 20-30, за которые заряжается современный электромобиль (о типах и скорости зарядок — в следующий раз). К слову, в Китае такой дальнобойный Zeekr стоит 4-5 млн рублей.

В России продаются в основном Zeekr 001 с батареей на 100 кВт*ч, но есть у машины и дальнобойная версия с аккумулятором на 140 кВт*ч

Стоит запомнить и название компании Nio — китайский производитель электрокаров, который умеет удивить. Его седан Nio ET7 получил недавно батарею 150 кВт*ч и в реальном тесте (правда, сотрудниками компании) проехал по дорогам 1044 км, причем при температурах около нуля. Заняло это 14 часов, то есть средняя скорость была 75 км/час, что, кстати, неплохо: если ехать в пределах российских ПДД, где-то так и получается. Батарея весит 575 кг, что для такой емкость немного, и использует некий «полу-твёрдый электролит». Проблема в цене около 43 тысяч евро, но все новые технологии поначалу кажутся переоценёнными.

Цена Nio ET7 с топовой батареей на 150 кВт*ч пока не анонсирована, но с учётом того, что такой же автомобиль с батареей на 75 кВт*ч стоит около 300 тысяч юаней, дальнобойная версия должна быть в районе 500-600 тысяч (6-8 млн рублей без учёта пошлин)

Попутно Nio уже много лет ставит станции для мгновенной замены аккумулятора (разряженного на заряженный) и, вероятно, батарею 150 кВт*ч можно будет арендовать на таких станциях на время длинных вояжей, ведь в обычной жизни такая дальность хода, по сути, и не нужна.

Nio наставила по всему Китаю более тысячи станций для быстрой замены батарей: несколько минут — и у вас полностью заряженная батарея. А ещё можно менять тип батарей, например, ставить более дальнобойную перед началом отпуска

 

Кстати, Nio обратил моё внимание в зимнем тесте китайских электричек: машина с батареей на 100 кВт*ч показала лучшую дальность хода в действительно морозных условиях (376 км или 55% от заявленного летом пробега). Я думаю, когда электромобили достигнут зимних пробегов в 500+ км, вопрос об их российской эксплуатации будет снят: зимой, честно говоря, больше и не надо.

Изучил я и данные независимых тестов. Например, в рейтинге дальнобойности журнала Car and Driver лучший результат пока у Lucid Air — 410 миль (656 км). Вроде бы не очень и впечатляет, но тест проводится на скорости 75 миль в час (120 км/час), а для электромобиля это довольно сложные условия. С учётом крутой зависимости расхода энергии от скорости на 90 км/час он бы, вероятно, проехал под 1000 км. Кстати, в ещё одном тесте Lucid Air на скорости 112 км/час продержался 804 км, а журналисты Edmunds проехали на зарядке 812 км.

У топовых Lucid Air не рекордная емкость батарей (112 или 118 кВт*ч), но он является наглядным примером ещё одного плюса электромобилей: у них эффективен не только двигатель, но и само шасси. Обтекаемое форма, гладкое днище, минимальные потери на внутреннюю аэродинамику и, как следствие, низкий коэффициент сопротивления. Для многих электричек такого класса Cd находится в районе 0,2

Интересные тесты делает сайт ArenaEV.com: они измеряют пробег при 60, 90 и 130 км/час. Лидер их рейтинга Meredes-Benz EQS проходит 876, 733, 521 км соответственно, и, кстати, зависимость выглядит не настолько крутой (не кубической). Там же есть удобный калькулятор пробега с учётом температуры и наличия теплового насоса (он есть почти у всех электромобилей). Например, если при 25 градуса BMW i5 M60 при скорости 100 км/час проезжает 464 км, то при -25 градусах — 299 км.

А Volkswagen ID.7 проверили при температуре 1-5 градусов при скорости 130 км/час, но пробег составил 338 километров. Однако у него и батарея относительно скромная, 77 кВт*ч, а сам по себе расход энергии в 22 кВт*ч на 100 км получился вполне себе средним.

Volkswagen ID.7 — крупный лифтбэк, адресованный в первую очередь китайскому рынку. На примере немецкого концерна заметно, что марки-старожилы вклиниваются в рынок электромобилей с трудом: параметры европейских электричек как будто слабее, чем у китайских (но сделаем скидку на возможное преувеличение параметров компания из КНР)

В холодном тесте автомобилей для американского рынка при 0 градусов лидером по пробегу стал Hyundai Kona — 336 км. Но наименьшая потеря пробега относительно идеальных условий у Audi e-Tron, всего 16%.

Ну, а самый впечатляющий зимний тест я видел в исполнении китайцев, где температуры были до -20 градусов: вот тут есть табличка с результатами. У лидеров зимний пробег составил 340-375 км, а средняя потеря автономности — в районе 50 %. В целом, можно использовать это правило: если летний пробег электромобиля 600 км, то зимой можно ориентироваться на 300 км. При этом прогресс идёт и в этой области, например, Tesla одной из последних согласилась на применение теплового насоса: устройства, использующего низкопотенциальное тепло от аккумуляторов для обогрева салона.

В зимнем тесте крупный электрический седан BYD Han Ev показал наилучшие результаты с точки зрения сохранения емкости батареи: в сильный мороз потеря составила лишь 40% при среднестатистическом показателе 50%. Автомобиль проехал 366 км против 610 в теплую погоду, показав средний расход 23 кВт*ч/100 км

Пожалуй, на этом остановлюсь, а в следующий раз расскажу про зарядные станции и скорости зарядки. Потому что сам по себе пробег в 500-600 км на зарядке более чем достаточен даже для дальнобоя, если перезарядка не потребует длительного ожидания. И есть хорошие новости.

13 Comments

  1. Можно пофантазировать: рано или поздно атомные элементы питания дойдут до стадии массового коммерческого производства, вот тогда и начнется золотой век электромобилей. Существующие атомные батареи, как я понял, имеют не очень высокую мощность, но очень дольшую долговечность. Можно же ставить традиционный аккумулятор (Li-ion и ко) не очень большой можности + блок атомных элементов для его подзарядки.

    1. Атомные батарейки — ну, пока не слышал, чтобы кто-то всерьёз работал. Те же водородные автомобили мне тоже всегда казались чем-то из области фантастики, и статистика их продаж действительно на спад идёт. Электромобили — это абсолютная реальная история, в которой уже нет ничего экстраординарного: есть вполне понятные научные и инженерные задачи, но их решение — сугубо вопрос времени. А атомная энергетика в принципе является очень спорной, пока человечество не изобрело способ утилизировать ядерные отходы. А оно не изобрело и, скорее всего, никогда не изобретёт: как гарантированно изолировать вещество, которое сохраняет опасность, грубо, 16 млн лет?

      1. Юра, ты, наверное, РИТЭГи имеешь в виду? В космосе, на маяках и прочих удалённых потребителях они используют уже давно, да. Но это же очень маломощные генераторы, то есть они могут лампочку зажечь или низковольтную электронику запитать, но киловатты мощности они не выдадут. Да это и очень дорогая и геморройная технология: когда скандал с рутением-106 был, РИТЭГ в числе потенциальных кандидатов был. То есть его разргерметизация означает атомную аварию

      2. РИТЕГи работают на плутонии-238, как я понял, эти же — никель-63, и обещают какую-никакую безопасность. Возможно, несколько лет технологию доведут до ума.
        Моя идея была не в замене тяговых аккумуляторов на атомные, а на реализацию зарядки традиционных тяговых аккумуляторов атомной батареей небольшой мощности.

      3. Тогда уж проще от атомной станции напрямую. Ты же понимаешь, что для производства большинства изотопов используются атомные реакторы, то есть тот факт, что конкретный изотоп относительно безопасен, не гарантирует, что при его производстве не получается весь букет радиоактивной дряни. Ну и читаем ТТХ: «Так, размеры батарейки мощностью 100 мкВт и напряжением 3 В составляют 15×15×5 мм». То есть для получения мощности зарядки, например, 100 кВт нужно миллиард таких штуковин.

  2. Хорошо бы для наших условий видеть топливную вебасту или что то вроде, для обогрева салона/батареи.

    1. 100%! Тоже думал об этом: в принципе, батарею нужно отапливать небольшой промежуток времени после старта (после этого она сама будет греться) .Правда, бензина он будет жечь прилично. Скажем, для обогревателя мощностью 5 кВт с учетом эффективности 60% нужно где-то 1 л/час, то есть как машина на холостом ходу. И учитываем, что он не будет работать всю дорогу на полной мощности: думаю, при такой мощности салон будет протапливаться за несколько минут. С батареей сложнее, она очень тяжёлая и энергоемкая, но её, опять же, в каких-то случаях будет разогревать сам процесс зарядки, а отопитель — это уже на случае стоянки где-то на холоде. В общем, наверняка что-то подобное появится.

  3. >>Но их слабое звено — это аккумуляторы: самый дорогой, тяжёлый, объемный узел, который ограничивает пробег

    Не только, есть версия, что самое слабое звено энергосистема в пиковые нагрузки, например в аномальные морозы. Далее даже если электромобили будут проезжать 1000км, и заряжаться за 10 мин, обычный авто проезжает 1000км и заряжается за 1 мин., в пиковые нагрузки как быть в 10 раз больше зарядных станций ставить? В прогнозных отчетах пишут добро пожаловать на РЖД, авто по подписке и прочее.

    >>одной батарейки хватало почти на 500 тысяч километров

    Вообще неважно на сколько км ее хватает для личного пользования, важно на сколько лет ее хватает, а аккумуляторы деградируют и от времени.

    Самое интересное, покупая электромобиль нужно хорошо разбираться в аккумуляторах, т.е. есть некоторая вероятность, что лет через 5, он станет аккумулятор прошлого поколения и превратиться в тыкву, т.е. будет никому не нужен, и не факт что взаимозаменяем по вменяемой цене. (Особенно это касается китайских авто)

    1. Экстремальный морозы и для обычной техники болезненны, но тут спорить не буду — по электромобилям маловато данных, на самом деле. Полагаю, что на данном этапе они плохо подходят для экстремальных морозов, но технология не стоит на месте. Натрий-ионные батареи куда менее чувствительны к температуре, так что поглядим.

      По деградации аккумуляторов — да, время тоже влияет, плюс нельзя их полностью разряжать, плюс нежелательно в сильный мороз заржать. В общем, есть тонкости. Но и с автомобилем они есть, просто мы не замечаем их, потому что привыкли. Я не думаю, что пользователь электромобиля обязан быть доктором технических наук, скорее, просто нужно следовать инструкции и планировать заранее какие-то вещи.

  4. Вот я, например, консерватор в части автомобилей. Никогда не беру новинку, жду обкатки несколько лет.
    Здесь же не просто новая моделька, а целое направление (понятно, что в теории оно старое, по жизни же ещё очень молодое).
    Но мне интересно. И я совершенно не исключаю, что следующая машина будет электрическая (будет сильно зависеть от жизни вообще, конечно, но всё же).
    Правда, я бы скорее таки присматривался к гибриду, в котором был бы небольшой запас хода на традиционном топливе на крайний случай.
    Не встречалось ли что-то подобное в изысканиях? 😉

    1. Подзаряжаемые гибриды у меня пока в планах, сам не ездил. В Китае они тоже очень популярны, треть продаж всех электротачек приходится именно на подзаряжаемые гибриды. Сам я, если честно, не очень фанат этой концепции, потому что они соединяют плюсы электромобилей и бензиновых машин, но и их минусы тоже. Дорогие, тяжелые и так далее. Есть тест авторевюшников Aito M7 https://autoreview.ru/articles/pervaya-vstrecha/ay-da-aito

      Но они отметили, что как только электрическая батарея исчерпана, автомобиль превращается в овощ, то есть на бензиновой тяге — только до зарядной станции тошнить. Цитата:

      «Если уровень упал ниже этой отметки, Aito буквально на глазах теряет динамику. Сначала я удивился отсутствию уже привычного подхвата при выезде на шоссе, а когда на шкале заряда оставалось примерно 20%, на светофорах от нас с «семеркой» стали уезжать массовые кроссоверы с турбополторашкой под капотом. Сохранившиеся реакции на нажатие акселератора стали казаться издевкой, ведь за первым рывком уже не следовала мощная волна ускорения.»

      В этом суть последовательных/подзаряжаемых гибридов (PHEV): фактически это электромобили, у которых бензиновый мотор нужен на экстренный случай для увеличения пробега. Но ездить в чисто бензиновом режиме на них не то что невозможно, но некомфортно.

  5. Да, понятно, что на ДВСной составляющей не погоняешь, это именно на случай полной разрядки / отказа электрической части. Чтобы не ехать, как герой интервью, на эвакуаторе.
    Про сумму не только плюсов, но и минусов согласен, конечно.
    Но сравнить будет всё равно любопытно.

Добавить комментарий