Несмотря на это, электромобильность окружена множеством мифов, особенно в России, где количество электрокаров пока не так велико, как в западных странах. «Электромобиль не работает в мороз», «электромобиль опасен из-за бесшумности» и так далее.
Команда проекта ZEVS, выпускники МВА-9 Школы управления СКОЛКОВО Андрей Кожевин и Анна Талуева собрали главные мифы об электромобилях и попытались разобраться, стоит ли им доверять.
Миф 1
Аккумулятор электромобиля нельзя заряжать на 100 %
Все помнят байку о том, что когда достаешь из коробки новый мобильник, нужно вначале полностью разрядить аккумулятор и только потом заряжать, иначе батарея навсегда останется малоемкой.
Легенда обусловлена двумя факторами.
Во-первых, с временами, когда в устройствах использовались никелевые аккумуляторы, которым свойственен так называемый эффект памяти. Если постоянно заряжать такой аккумулятор на 30 %, постепенно за счет эффекта его емкость упадет и станет равной 30 % от начальной. Сегодня как в гаджетах, так и в электромобилях используются исключительно литий-ионные аккумуляторы. Литий-ионные аккумуляторы тоже обладают «эффектом памяти», но он настолько ничтожен, что никак не влияет на работу и существует исключительно как формальный научный факт.
Во-вторых, польза полного цикла разряда и заряда (от 0 до 100 %) заключается в калибровке контроллера заряда — устройства, отвечающего за информацию для пользователя. Ту самую батарейку на экране смартфона, которая показывает, сколько времени устройство проработает после зарядки. Плата калибровки считывает информацию о емкостных возможностях батареи (ведь емкость со временем падает), и, если постоянно заряжаться только до половины, может неверно проанализировать информацию и выдать неточный прогноз.
Замечали, что часто последний процент заряда на смартфоне длится гораздо дольше, чем предыдущие, будто в нем на самом деле спрятаны еще 10 или 20 процентов? Это именно тот случай, когда плата контроллера нас обманывает, потому что мы редко разряжаем телефоны до отключения.
Тем не менее, во многих электромобилях аккумулятор по умолчанию установлен на заряд до 90 % и предлагает водителю сдвинуть это ограничение, только если тому предстоит долгий путь. С чем это связано?
Дело в том, что количество зарядных циклов каждого аккумулятора зависит от множества факторов, и один из решающих — глубина разряда или DoD (Depth Of Discharge). Этот параметр отражает, на сколько процентов разряжается аккумулятор в процессе цикла. Если разрядить телефон до 30 % и зарядить до 100%, глубина разряда составит 70 %. Чем меньше глубина разряда, тем большее количество циклов выдержит аккумулятор. К тому же аккумуляторы более чувствительны к крайним режимам (близким к 100 %). В большинстве современных аккумуляторов, если заряжать их не более 90 %, количество зарядных циклов возрастает как минимум вдвое.
Допустим, у вас электромобиль с количеством циклов полного заряда-разряда (DoD 100 %) аккумулятора равным 1 000. Если вы будете каждый раз заряжаться только до 90 %, количество циклов возрастет примерно до 2000. А если будете использовать 30 % емкости в диапазоне 60-90 %, то количество зарядок станет почти бесконечным. По крайней мере, таким же, как если бы аккумулятор просто лежал на полке, со временем теряя химические свойства.
Именно чтобы продлить срок службы аккумуляторов и увеличить число зарядных циклов, производители электрокаров предлагают водителям заряжаться до 90 %.
Вывод: заряжать аккумулятор электромобиля на 100 % можно, но если этого не делать, срок службы ощутимо возрастет.
Миф 2
В России нет электромобилей и зарядных станций
Скептики твердят: «Электромобили не приживутся в России», «Это дорого», «У нас нет зарядной инфраструктуры», «Чтобы ездить на электромобиле, придется разориться еще и на постройку зарядной станции у себя дома...»
Действительно, в России сегодня не так много электромобилей, как в странах Европы. Их у нас примерно 13 тысяч, станций — около 600. По числу электромобилей лидируют столицы и Дальний Восток, где многие водителей приобретают подержанные Nissan Leaf, пригнанные из Японии. А вот статистика продаж новых электромобилей в первом полугодии 2021 года:
- Первое место прочно удерживает Porsche Taycan: продано 326 единиц (стоимость 8-13 миллионов рублей).
- Второй по популярности в России сейчас является модель Audi e-tron: продано 198 экземпляров (стоимость 8-10 миллионов рублей).
- Тройку лидеров замыкает Jaguar I-Pace: продано около 30 электромобилей (стоимость 7,5 миллиона рублей).
Сегодня автоконцерны один за другим объявляют о сроках окончательного отказа от производства автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Многие страны регламентируют сокращение углеродных выбросов и вскоре будут облагать ДВС все возрастающими налогами, а потом, предположительно, и вовсе их запретят. Не стоит забывать, что основной объем автомобилей наша страна импортирует. Это значит, что электромобили будут становиться все доступнее в России, цены на них будут падать.
Что касается зарядных станций, в августе этого года российское правительство приняло концепцию развития электротранспорта до 2030 года. Согласно документу, в стране должно появиться порядка 10 тысяч новых зарядных станций до 2024 года. Сегодня установкой станций занимаются как государственные компании (ПАО «Русгидро», ПАО «Россети» и прочие), так и частные компании, например ZEVS, который предлагает IT-продукты для коммерциализации зарядного процесса (именно это сделает его привлекательным для предпринимателей и инвесторов) с 2018 года, а сейчас открывает сеть ультрабыстрых станций в Москве и Петербурге. Рынок электромобильности в России сегодня уже зародился и начинает развиваться стремительными темпами.
Вывод: количество электромобилей и зарядных станций в России меньше, чем в Европе и США, но динамика продаж электромобилей, внимание правительства, общественности и энтузиастов к теме говорят в пользу неминуемого роста.
Миф 3
Электромобили взрываются и горят
Литий-ионные аккумуляторы состоят из сложных химических соединений и действительно могут загораться. Однако факторов возгорания не так много, и все они довольно специфичны. Давайте изучим причины, по которым это может произойти, и посмотрим, насколько эти сценарии реалистичны в контексте электромобильных батарей.
- Механические повреждения.
Механические повреждения, которые могут привести к возгоранию аккумуляторов, должны быть значительными: как минимум, вызвать разгерметизацию корпуса батареи, повреждение аккумуляторов. Это может быть серьезная авария, в которую попадет электромобиль. Для того чтобы даже в случае ДТП батареи оставались невредимыми, производители помещают их в специальные сверхпрочные корпусы и окружают различными защитными средствами. Кроме того, аккумуляторы секционируют и устанавливают на небольшом расстоянии друг от друга: если загорится одна секция, огонь не перекинется на другие. - Перезаряд
Каждый аккумулятор рассчитан на определенное напряжение (обычно 4,2 В). Но если оставить его заряжаться дальше, до 5-7 В, в нем вырастет давление, и в итоге, скорее всего, произойдет взрыв. Это возможно теоретически, но вряд ли произойдет на практике, так как на все аккумуляторы сегодня устанавливается плата BMS (battery management system), которая делает перезаряд невозможным. Плата контролирует напряжение на каждом отдельном аккумуляторе батареи и принудительно отключает заряд, когда батарея заряжена. Помимо этого, на зарядных станциях электромобилей действует дополнительная защита самой станции. Плата BMS и защита от перезаряда сегодня есть на любом устройстве. Когда ваш смартфон лежит на зарядке два дня подряд, он на самом деле давно не заряжается, потому что плата сделала свое дело. - Внутреннее короткое замыкание
Этот риск связан с технологией производства батарей и основан на теоретической возможности возникновения замыкания между анодом и катодом внутри аккумулятора. Обычная конструкция предполагает специальный сепаратор, который разделяет анод и катод, вместе со всей конструкцией аккумулятора они заполнены электролитом.
Если что-то пойдет не так с сепаратором, например он истончится или порвется, может произойти короткое замыкание, нагрев и возгорание.
Как от этого страхуются производители электромобилей?
Во-первых, надо отметить, что в электромобилях используются крайне качественные батареи, производимые такими компаниями, как LG, Samsung и другими (на производителя батареи стоит обязательно обратить внимание при покупке электромобиля), производственный процесс которых находится на высоком уровне, что подтверждается сертификатами и протоколами испытаний на безопасность, и задает тон в мировой аккумуляторной индустрии. Дефекты и низкое качество аккумуляторов исключены практически полностью. Во-вторых, конфигурация современных батарей устроена специальным образом: помимо раздельных секций, под каждым аккумулятором есть специальный клапан, который защищает ячейку, и, в случае превышения давления, разрывает электрическую цепь.
Интересной особенностью горения литий-ионных аккумуляторов является то, что из-за наличия в химическом составе кислорода, потушить их, как обычный огонь, невозможно. Если аккумулятор горит, то производители советуют отойти подальше и ждать, когда он выгорит, а не пытаться тушить его огнетушителем или ведром воды. Тушение водой возможно, но огромными объемами. В сети можно найти видео из Австрии, на котором электромобиль, внутри которого горит аккумулятор, целиком помещают в контейнер с водой.
Вывод: литий-ионные аккумуляторы могут гореть, но производители электромобилей делают все для предотвращения возгорания. Поэтому шанс, что батарея загорится сама по себе, ничтожно мал.
Миф 4
Зарядки опасны, ими нельзя пользоваться при осадках, а в России осадки всегда
Все мы с детства знаем, что нельзя пользоваться розетками рядом с водой. Но как дела обстоят с зарядными станциями, ведь они представляют собой высоковольтное, а значит, особо опасное для людей электрооборудование? Если заряжаться можно, только когда на улице нет никаких осадков, то в иных городах России, например в Петербурге, где дождь не прекращается практически ни на день, пользоваться электромобилем будет крайне сложно.
На самом деле, заряжать электромобиль можно в любую погоду, хоть под ливнем. И в самом электрокаре, и в зарядной станции установлены многочисленные меры защиты и уровни «водной безопасности». Зарядная станция соединяется с электромобилем, и компьютеры с обоих устройств проверяют надежность соединения, только после этого стартует зарядная сессия. Она не начинается прямо в момент соприкосновения коннектора с зарядным портом и не заканчивается, когда вы его вытаскиваете: перед этим система проводит дополнительную проверку. При этом все оборудование надежно изолировано. В интернете также есть видео, где люди со смехом льют воду прямо в коннектор и в зарядный порт (мы не призываем этого делать).
Вывод: работа зарядных станций никак не зависит от осадков, заряжать электромобиль можно даже под ливнем.
Миф 5
Первые электромобили провалились, потому что позиционировались как транспорт для женщин
Есть любопытная легенда, согласно которой в начале XX века, на заре массового производства автомобилей, электрокары снискали особую популярность среди женщин. С ними было легче управляться, чем с топливными машинами, и ряд компаний начал этим пользоваться. Электромобили стали продаваться как женское транспортное средство. И именно это, якобы, отвратило от них мужчин. Первая волна феминизма стартовала примерно в тот же период времени, поэтому в историческом контексте такой миф выглядит вполне правдоподобно.
То, что электромобили позиционировались продавцами как идеальное транспортное средство для женщин, действительно правда, а вот вывод, согласно которому погруженный в патриархат мир стал жертвой собственной недальновидности, в корни не верен.
В 1900-х электрификация только начиналась, и дорог, оснащенных зарядными станциями, пригодных для путешествий на электромобилях, было очень мало. По мере строительства новых дорог и городов возможность поездок на большие расстояния становилась все более важной для покупателей. Топливные автомобили падали в цене, на них можно было ездить куда угодно, и так они заполонили весь мир.
Вывод: женщины любили электромобили с самого начала, но XX век пошел по бензиновому пути по ряду других причин.
Сегодня ситуация меняется, мы живем в новом времени и тоже являемся свидетелями и участниками значительных перемен: бензиновые автомобили уходят в прошлое, и, возможно, мифы и легенды о них нам предстоит развеивать для наших внуков.
