Агрессивное вождение ускоряет старение батарей электромобилей в 2,5 раза

Ученые из Шанхайского университета Дяньцзи выяснили, что не высокая скорость, а именно агрессивная манера вождения (резкие торможения и рывки с места) разгоняет старение батареи электромобиля. Регулярная езда в такой манере приводит к потере емкости батареи примерно в 2,5 раза быстрее, чем при плавном, экономичном стиле.

Для исследования команда проанализировала данные 15 электромобилей, которые ездили по Гуанчжоу в течение 2022 года. Каждые 10 секунд бортовые системы фиксировали скорость, силу тока батареи, уровень заряда, напряжение и температуру — по этим параметрам ученые определяли, насколько резко водитель разгоняется и тормозит.

Чтобы отделить влияние именно стиля вождения от других факторов старения батареи, таких как начальный заряд, температура и время простоя, исследователи обучили модель машинного обучения. Оказалось, что самый агрессивный стиль вождения ускоряет старение батареи в 18,4 раза по сравнению с экономичным.

Механизм известен электрохимикам: резкие скачки тока разогревают батарею быстрее, чем она успевает остыть, а на электродах при этом чаще образуется литиевое покрытие — необратимо снижающий емкость побочный эффект. Поэтому производители электромобилей программно ограничивают пиковую мощность разряда, даже если аппаратно батарея способна выдать больше.

Прогноз на долгий срок получился еще нагляднее: при экономичной езде батарея теряет 21% емкости после 1 тыс. циклов заряда-разряда, а при агрессивной — уже 53%. При этом средняя скорость у обеих групп водителей была похожей, но агрессивные водители в среднем разряжали батарею током 66,02 ампера против 20,56 ампера у экономичных.

Отдельно ученые смоделировали ситуацию, где меняется только стиль вождения, а все остальные условия остаются равными. Переход с агрессивной манеры на экономичную снизил кратковременную нагрузку на батарею на 91%.

Любопытно, что выводы исследователей из Шанхая отличаются от результатов громкого исследования в Nature Energy. В нем ученые обнаружили, что переменная нагрузка на батарею в лабораторных тестах может, наоборот, продлевать ее срок службы.

Некоторые СМИ интерпретировали это слишком буквально и сделали вывод, что агрессивная езда может быть полезна для аккумулятора. Но это не так. Австрийская компания AVILOO, которая занимается диагностикой батарей, проверила вопрос на реальных автомобилях и объяснила разницу: динамическая нагрузка в лабораторном эксперименте и резкие ускорения на дороге — не одно и то же. Поэтому переносить результаты лабораторного теста напрямую на стиль вождения нельзя.

А для владельца электромобиля это вполне практичный вопрос: батарея — одна из самых дорогих его частей. Поэтому постоянные резкие ускорения могут обойтись дороже, чем кажется, — не только из-за повышенного расхода энергии, но и из-за более быстрого износа аккумулятора.

Ранее мы писали о том, что ученые нашли способ вдвое увеличить емкость литий-ионных аккумуляторов для гаджетов и электромобилей. Разработку тогда назвали готовой к внедрению в производство.