Миссия Е: какие аккумуляторы использует Porsche Taycan?

Как сделать тяжелые аккумуляторы союзником, а не врагом? У Porsche уже готово решение.

Аккумулятор — сердце электромобиля. В сравнении с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания электрокары дороже и в общем менее популярны из-за небольшого запаса хода и неразвитой инфраструктуры для подзарядки. Их надежность также вызывает сомнение у некоторых покупателей. Технология производства аккумуляторных батарей весьма сложна, а требования к аккумуляторам очень высоки.

«Запас хода для является одним из важнейших критериев для покупателей электромобилей», — считает Отмар Биче, отвечающий в Porsche за электромобили. На сегодняшний день тон задают новейшие литий-ионные технологии. Их удельное энергосодержание составляет примерно 270 ватт-часов на килограмм (Вт·ч/кг). Подобно совершенствованию мобильных телефонов и их батарей аккумуляторная технология постоянно прогрессирует, наращивая мощность до пяти процентов ежегодно.
Растущее значение электромобильности заставляет разработчиков во всем мире напряженно искать наилучшие решения. Исследования ведутся как в направлении оптимизации имеющейся литий-ионной технологии за счет новых материалов, так и в плане поиска совершенно новых аккумуляторных технологий на основе твердотельных электролитов.

4 вольта напряжения имеет каждый элемент аккумулятора Porsche Taycan
4 вольта напряжения имеет каждый элемент аккумулятора Porsche Taycan


Говоря об аккумуляторе, следует учитывать три важных фактора — вес, температуру и наличие ресурсов. Теоретически уже сегодня дальность пробега может быть более 500 км. Одна проблема: вес аккумулятора. Для ее решения ионы лития в батарее необходимо «упаковать» как можно плотнее. Чем больше их, тем больше электронов и, соответственно, энергии можно сконцентрировать в одинаковом объеме. Для этого надо изменить физические и химические процессы на атомном и молекулярном уровнях элемента аккумуляторной батареи. Это весьма сложно. Кроме того, батарея функционирует безупречно только при оптимальной температуре. Литий-ионный аккумулятор лучше всего работает при 20–40 °С. Это касается как режима зарядки, так и движения.

Скорость, а не вес — таков девиз в Вайсахе, и Porsche делает ставку на быструю зарядку. Для этого ток проходит через примерно 400 элементов аккумулятора, соединенных последовательно и параллельно. У каждого элемента напряжение около 4 В. Благодаря системе управления батареей получается аккумулятор на 800 В. «При этом большим вопросом было обеспечение его высокой мощности, как при зарядке, так и при использовании заряда, во всем температурном диапазоне», — говорит Нора Лобенштайн, отвечающая в Porsche за все системы накопления энергии.

Mission E, 2018, Porsche AG
Запас хода модели составляет более 500 километров


Решение заключается в «умном» протоколе зарядки и эффективной системе теплообмена, которые быстро обеспечивают аккумуляторам рабочую температуру, а при высокой нагрузке, когда требуется большая энергоотдача или быстрая зарядка, — надежное охлаждение. Цель системы быстрой зарядки Porsche — «заправиться» электричеством на 400 км пробега где-то за 15 минут. Преимуществом аккумулятора на 800 В является не только сокращение времени остановки для подзарядки, но и наличие более тонких кабелей в автомобиле, что снижает вес.

Нора Лобенштайн в теме аккумуляторов этим не ограничивается. Для Porsche принцип устойчивого развития больше, чем маркетинговый девиз. Поэтому она интенсивно занимается вопросом повторного использования аккумуляторов в будущем. Автомобили Porsche долговечны, они служат намного дольше машин других марок. Аккумуляторы Porsche должны стать такими же.

Связанный контент