Миф о зарядке на мегаваттах: решит ли он наш 'проблемный' путь?

Миф о зарядке на мегаваттах – и почему Porsche считает, что это не решение для более комфортных поездок на электромобилях.
Хотя борьба за электромобили с самым дальним пробегом, вероятно, закончилась, в ее место началась новая гонка вооружений – и речь идет о скорости зарядки.
В Китае некоторые из самых известных автомобильных и технологических брендов соперничают, чтобы узнать, кто сможет заставить электроны быстро заполнять батареи.
Ведь если эти гиганты индустрии смогут поставить время зарядки электромобиля в ряд с заправкой бензинового автомобиля, то страх недостаточного запаса хода навсегда уйдет в прошлое. Массивные батареи станут ненужными, и с ними исчезнут и связанные с этим расходы.
Но хотя так называемая зарядка на мегаваттах (все, что выше 1000 кВт) вызывает восхищение куда более реалистичным подходом, некоторые считают, что путь к зарядке всего за две минуты не будет столь гладким.
Во время недавнего воркшопа по технологии батарей для электромобилей на испытательном заводе Porsche в Вайссах Porsche откровенно и подробно рассказала о своем собственном пути к электрификации, отметив огромные достижения, достигнутые с текущим поколением Taycan, и что ждет впереди.
Спросив о текущем тренде на зарядку мегаваттами, руководитель разработки высоковольтных литий-ионных батарей Porsche, Карлос Альберто Кордова Тинео, сказал, что хотя это впечатляюще, он не думает, что это будущее для всех.
"Относительно легко демонстрировать такой уровень сверхбыстрой зарядки на испытательном стенде, но реализовать это в реальной жизни гораздо сложнее. Существует слишком много факторов, которые нужно учитывать при зарядке на таких уровнях", - сказал он.
Одной из ключевых проблем для Porsche является долговечность батареи, так как компания хочет, чтобы ее автомобили предоставляли те же ощущения от вождения через 20-30 лет, как и когда они покидают конвейер.
Несмотря на текущую остаточную стоимость электромобилей Porsche, автомобили компании, как правило, остаются очень востребованными, и многие из них становятся коллекционными предметами.
"Все литий-ионные батареи страдают от начального падения емкости на 2-5% в первые несколько лет, но наша задача - управлять состоянием батареи на протяжении остальной жизни автомобиля", - добавляет Кордова Тинео.
Одним из факторов, которые могут привести к "внезапной смерти" батареи (то есть моменту, когда ее эффективность быстро падает ниже нормальных показателей), является постоянная зарядка на экстремальных скоростях, что, по словам Кордова Тинео, может привести к образованию литиевого налета и значительному снижению производительности для батареи.
"Вот почему мы используем ступенчатую зарядку, когда мощность постепенно увеличивается, когда батарея достигает оптимального состояния заряда, уменьшая мощность на 70 или 80% и затем замедляясь до конца", - объясняет он.
Хотя Porsche не исключает инновации в области зарядки электромобилей, она не спешит присоединяться к тренду мегаваттной зарядки.
Отмар Битше, старший консультант по разработке батарей и один из самых опытных инженеров в компании, говорит, что цифры зарядки из Китая "хороши для PR, но не всегда практичны в реальной жизни".
"Физика этого всего сложна, и это прежде, чем мы даже рассматриваем необходимую инфраструктуру для работы", - добавил он.
Во время демонстрации в реальных условиях в Китае Inside EVs сообщила, что Han L компании BYD, который первым использует свою платформу Super e с последней батареей Flash, наберет 767 кВт энергии до достижения 40% состояния заряда (SoC), будет держаться на уровне 633 кВт до достижения 50%, а затем упадет до 463 кВт, когда дойдет до 60%.
В целом, автомобиль получил 262 мили за около пяти минут. Впечатляюще, не правда ли?
Но несмотря на утверждения BYD о том, что быстрая зарядка батареи не влияет на гарантию, эта технология не существует достаточно долго, чтобы знать, в каком состоянии она будет через пять или десять лет, когда гарантия пройдет.
Более того, большинство из этих ультра-быстрых китайских батарей имеет химический состав литий-железо-фосфата (LFP), а не никель-марганец-кобальта (NMC), который используется Porsche в моделях Taycan и Macan.
В настоящее время Porsche старается восстановить около 90% сырьевых материалов, использованных в своих батарейных пакетов NMC, чтобы резко снизить зависимость от добычи.
В то время как переработка Fast-charging LFP-батарей, с другой стороны, широко считается более сложной задачей и представляет собой более слабый бизнес-кейс из-за низкой экономической ценности их содержания.
Другим ключевым фактором для Porsche является динамика вождения, вероятно, одна из самых важных основ бренда.
Даже его повседневный электрический внедорожник, впечатляющий Macan, дает отличные впечатления от вождения и может составить конкуренцию многим современным спортивным автомобилям на гоночной трассе.
Отмар Битше, старший консультант по разработке батарей, говорит, что с общим весом, плотностью энергии и скоростью зарядки необходимо поддерживать деликатный баланс, что в конечном итоге будет частью долгожданных электрических спортивных автомобилей марки.
Ожидаются, что грядущие Boxster и Cayman 718 будут иметь следующее поколение силовых установок Porsche для электрических автомобилей, при этом Битше утверждает, что запас хода в районе 370 миль на одной зарядке будет "достаточным" для большинства спортивных автомобилей.
Текущая архитектура 800 В компании позволяет максимально заряжать со скоростью 270 кВт, что достаточно, чтобы наполнить более крупную батарею Taycan с 5% до 80% всего за 22,5 минуты.
Ожидайте, что Boxster и Cayman будут иметь меньшие батареи и новую зарядную технологию, что, в свою очередь, вероятно, позволит им заряжаться еще быстрее.
Именно эта идея "достаточности" для большинства пользователей повторяется Битше, когда его спрашивают о мегаваттной зарядке, так как он считает, что дополнительная технология и оборудование, необходимые для ее реализации не только от производителя, но и от сетей зарядки, могут негативно сказаться на вождении автомобиля и финансовых показателях компании.
На этой неделе Общество автомобильных инженеров в США выпустило новый стандарт SAE J3400/2, который определяет, как будет выглядеть разъем North American Charging Standard мощностью 1000 кВт и порт зарядного устройства автомобиля, тем самым подтверждая свою уверенность в технологии.
Тем не менее, некоторые критики отметили, что даже реальные демонстрации из Китая поднимаются всего до 1000 кВт на совсем пару секунд во время зарядных сессий, перед тем как снизиться до стабильных 600 с лишним киловатт, а затем снова упасть.
Следовательно, некоторые специалисты считают, что будет более полезным (и дешевым) построить надежную сеть зарядных станций мощностью 500 кВт, способную обеспечивать такие скорости на большую часть времени заряда.
Это составило бы 8-10 минутные остановки для многих, что соответствует времени, проведенному на большинстве бензиновых станций, согласно одному из белых отчетов.
Наконец, и возможно, что более важно для марки как Porsche, мегаваттная зарядка остается относительно неизвестной темой, так как мало исследований доступно по долговечности технологии батарей после многих лет использования или ее надежности в условиях крайней погоды.
"Увеличение эффективности зарядки и сокращение времени зарядки – один из наших приоритетов", - объясняет доктор Матиас Голдше, физик и эксперт по батареям в Porsche.
"Но это не единственное, так как мы считаем, что следующее поколение автомобилей может достичь идеального положения, обеспечивая приемлемую ежедневную дальность для большинства наших клиентов, скорость быстрой зарядки, динамику вождения и возможность создания долговечных, надежных и перерабатываемых батарей", - добавляет он.