Ученые установили, что резкие торможения и разгоны приводят к более быстрому износу батареи электромобиля, чем плавный стиль вождения, почти в 2,5 раза.
Специалисты из Шанхайского университета Дяньцзи пришли к выводу, что не скорость, а агрессивный стиль вождения (резкие ускорения и торможения) способствует ускорению старения аккумулятора электромобиля. Постоянная езда в таком режиме вызывает потерю ёмкости батареи примерно в 2,5 раза быстрее, чем при плавном, экономичном стиле.
В ходе исследования команда проанализировала данные 15 электромобилей, которые перемещались по Гуанчжоу в течение 2022 года. Каждые 10 секунд бортовые системы фиксировали скорость, ток батареи, уровень заряда, напряжение и температуру — по этим параметрам ученые определяли, насколько резко водитель разгоняется и тормозит.
Чтобы выделить влияние стиля вождения от других факторов старения батареи, таких как начальный заряд, температура и время простоя, исследователи обучили модель машинного обучения. Выяснилось, что наиболее агрессивный стиль вождения ускоряет старение батареи в 18,4 раза по сравнению с экономичным.
Известный электрохимикам механизм: резкие скачки тока приводят к быстрому нагреву батареи, что не дает ей остыть, а на электродах образуется литиевое покрытие — необратимо снижающее ёмкость. По этой причине производители электромобилей программно ограничивают пиковую мощность разряда, даже если по аппаратным характеристикам батарея может выдавать больше.
Долгосрочный прогноз оказался еще более наглядным: при экономичном стиле вождения батарея теряет 21% ёмкости после 1000 циклов зарядки-разрядки, а при агрессивном — уже 53%. Средняя скорость у обеих групп водителей была схожей, но агрессивные водители разряжали батарею током 66,02 ампера по сравнению с 20,56 ампера у экономичных.
Ученые также смоделировали ситуацию, при которой меняется только стиль вождения, а остальные условия остаются прежними. Переход от агрессивной манеры к экономичной снизил кратковременную нагрузку на батарею на 91%.
«Результаты демонстрируют, что оптимизация стиля вождения является эффективным способом замедлить старение силовых батарей и продлить их срок службы», — отмечается в публикации авторов. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.
Интересно, что выводы исследователей из Шанхая противоречат результатам известного исследования в Nature Energy, где ученые обнаружили, что переменная нагрузка на батарею в лабораторных условиях может, наоборот, увеличивать её срок службы.