Вторая жизнь АКБ: как еще можно использовать аккумуляторы электромобилей?
Срок службы АКБ электромобиля зависит от разных факторов, прежде всего – от класса электрокара и условий его эксплуатации. У бюджетных автомобилей первые признаки старения высоковольтных батарей заметны примерно после 3 лет службы, а у премиальных моделей с системами охлаждения и обогрева емкость АКБ уменьшается незначительно – примерно на 2% в год. Темпы старения АКБ во многом зависят от стиля езды, рабочих температур, качества используемых переходников и стабильности зарядных станций. Имеет значение и то, как часто батарея подвергалась глубокому разряду.
Сколько служат батареи электромобилей?
В среднем высоковольтные батареи электрокаров стабильно справляются со своими задачами в течение 8–15 лет, и пробег при этом может составлять 200–500 тыс. км. Большинство производителей гарантирует сохранение емкости выше 70% в течение 8 лет или 160 тыс. км пробега. Постепенно в структуре Li-ion ячеек происходят необратимые изменения, в результате чего технические характеристики снижаются, и сокращается расстояние пробега на 1 заряде.
При этом у многих подержанных электромобилей аккумуляторы сохраняют хороший запас емкости, вплоть до 95–97% от первоначального значения. И все это – несмотря на ежедневную зарядку до 100% и пробег в 200–300 тыс. км, когда электрокары используются в качестве такси. Но все же рано или поздно восстанавливаемая емкость накопителей энергии уменьшается до 70–80% от изначальной величины. С этого момента считается, что аккумуляторная батарея электромобиля выработала свой ресурс.
Возможности «второй жизни» АКБ
После снятия с электрокара высоковольтная батарея может использоваться в других, не таких энергоемких и менее требовательных приложениях. Если ранее она служила тяговой АКБ, то теперь может применяться в качестве стационарного накопителя энергии. При таких условиях работы сниженная емкость, возросшее внутреннее сопротивление и уменьшенная токоотдача не будут препятствовать полноценному использованию автономного источника питания.
В частности, возможно повторное использование отработанных Li-ion батарей электрокаров в таких сферах:
- стационарные системы хранения энергии – домашние и промышленные хранилища;
- источники бесперебойного питания;
- тачки и тележки с электроприводом;
- вилочные погрузчики и другие виды складской техники;
- системы резервного электроснабжения;
- солнечные и ветровые электростанции;
- гольфкары;
- инвалидные коляски;
- павербанки;
- зарядные станции – буферные накопители на станциях быстрой зарядки.
Использовать снятые с электрокаров литий-ионные АКБ можно в разных приложениях, но лучше всего – там, где им не придется работать с высокими токами нагрузки или интенсивно использоваться в циклическом режиме. В таком случае они будут деградировать медленнее, а работать эффективнее, да и прослужат дольше.
Особенности повторного применения Li-ion аккумуляторов
Когда высоковольтная батарея электрического или гибридного автомобиля становится малопригодной для дальнейшего использования в прежней роли, ее подвергают рециклингу. Это значит, что АКБ тестируют и на основании полученных результатов отправляют на утилизацию, переработку (извлечение ценных элементов и материалов) или повторное применение в других целях, при более щадящих условиях.
Перед обретением «второй жизни» батареи электрокаров проходят следующие этапы:
- Демонтаж в специализированной мастерской.
- Диагностика остаточной емкости – обычно ее значение составляет 70–80% от первоначальной величины.
- Проверка целостности ячеек.
- Разборка на модули или отдельные элементы питания.
- Тестирование их производительности.
- Выбор элементов питания и остальных компонентов, пригодных для последующего использования.
- Отправка остальных частей на переработку.
- Измерение рабочих параметров отобранных ячеек и их группирование по идентичности.
- Сборка новых аккумуляторных блоков (из ячеек с идентичными параметрами) – с учетом потребностей стационарных систем или оборудования, для которого предназначаются будущие АКБ. Оснащение их новыми BMS платами.
- Тестирование собранных батарей.
Преимущества повторного использования АКБ
Вторичное применение отработанных Li-ion аккумуляторов выгодно и в экономическом, и в экологическом аспекте. Во-первых, в таком случае существенно возрастает продолжительность эксплуатации элементов питания: они служат еще примерно 5–12 лет перед окончательной отправкой на переработку или утилизацию. В свою очередь, это способствует эффективному решению энергетических задач, снижению экологической нагрузки и рациональному расходованию ресурсов.
Материалы, из которых делают Li-ion аккумуляторы, дорого обходятся и людям, и планете. В частности, при добыче лития гидроминеральным способом в Южной Америке его в течение 1,5–2 лет выпаривают из соляных бассейнов. В результате опустошаются огромные территории, загрязняются источники пресной воды и страдают местные экосистемы.
Второй способ – рудный – преимущественно используют в Австралии. Он позволяет получать литий быстро, но с применением шахт и карьеров. Соответственно, при химической переработке руды также используются большие площади, а также образуется много отходов. Чтобы получить 1 тонну металла, приходится переработать около 250 тонн горной породы (сподумена).
Поэтому в рамках рационального и ответственного потребления ресурсов необходимо по максимуму использовать возможности Li-ion аккумуляторов вместо того чтобы просто утилизировать их как отходы. Сортировка и повторное применение отработанных литиевых ячеек – это важное условие для минимизации уровня загрязнения окружающей среды, а ведь одно из преимуществ электромобилей и в целом транспорта на электротяге заключается в их экологичности.
Ранее в нашем блоге вышла статья об основных видах поломок АКБ тягового типа и их устранении.
[cta_block title="Внедрить контроль ВИЭ с помощью дронов" text="Подберём решение под ваш объект: солнечные станции, ветрогенераторы, диагностика и автоматизация"]
