Электробусы и их батареи: что такое литий-титанат? (Part.1)

Электробусы и их батареи: что такое литий-титанат? (Part.1) — IT-МИР. ПОМОЩЬ В IT-МИРЕ 2020 фото c сайта www.zr.ru

Друзья здравствуйте, всем здоровья, берегите себя, антисептики — наше ВСЁ!

Сегодня попробуем рассмотреть московские электробусы по мотивам статьи в журнале «За рулем» в части используемых литий-титанатных батарей (Li4Ti5O12 или LTO), их стоимости и перспектив эксплуатации, также попробуем разобраться, почему литий-титанат не подходит для промышленных решений в ИБП.

После нашей статьи «Li-Ion технологии: удельная стоимость снижается быстрее прогнозов» вызвал интерес литий-титанат как «не автомобильный» литий. На мой взгляд LTO как раз и является самым что ни на есть тяговыми батареями, которые совершенно не подходят для работы в качестве аккумуляторных батарей в ИБП и телекоме. Почему? Давайте разберемся под катом, структуру статьи условно разделим на три части:

  1. Что такое электробус и почему LTO?
  2. Химия-химия…., все батарейки одинаковые? В чем отличие LTO, LpTO и LFP
  3. Стоимость литий-ионных решений на данном этапе: мировые данные и примерные коэффициенты на рынке РФ

Что такое электробус и почему LTO?

Для начала разберемся в статье и «выудим» нужные нам данные

  • используемые LTO-батареи, точнее АКБ+BMS производства китайской Microvast,INC Однако ВИКИ утверждает, что в Китае лишь завод по производству батарей, головная компания — Хьюстон, штат Техас, USA
  • Электробусы поставляют КАМАЗ и ЛИАЗ, кузова разные, но силовая установка одна и та же
  • декларируется 7 лет работы или 15 тысяч циклов, однако в буклете производителя указано витиевато «более 12 тысяч циклов». А вот вышеупомянутый ВИКИ утверждает, что количество циклов для этого типа батарей-от 2 до 7 тысяч циклов. Разберемся ниже по тексту, однако скажу, что в научных статьях именно для Microvast указывают лишь >2000 циклов для LpTO
  • Вот тут не состыковка с буклетом китайцев, они утверждают, что начало эксплуатации электробусов в Китае — 2011 год, то есть в прошлом году уже прошло 9 лет, вопрос где статистика?

    Но в мире нет пока семилетних электробусов, чтобы опереться на практический опыт, а потому приходится верить расчетам на бумаге. В частности, никто не берется предсказать, как просядет емкость с годами и сколько раз за день придется подключать к сети уже не новую машину.

  • Стоимость энергетической установки — 9,5 млн. рублей (удорожание электробуса, запомним пока цифру)
  • Масса батарей на крыше автобуса — 1,8-2 тонны (тут тоже не стыковка, снаряженная масса для электробуса — это и электродвигатели, и обвязка, и контроллеры батарей, и конечно сами батареи)
  • Емкость батареи — 77кВт*ч, однако сам производитель пишет о 60/80кВт*ч

    Электробусы и их батареи: что такое литий-титанат? (Part.1) — IT-МИР. ПОМОЩЬ В IT-МИРЕ 2020

Под спойлером можно посмотреть из чего состоит батарея электробуса и откуда взялись исходные данные

Поскольку ходовая и кузов классического автобуса полностью идентична электробусу, примем массу ДВС равной массе электромоторов и инвертеров привода электробуса, тогда получим «добавленную» массу электробуса равной массе АКБ, кабелей, несущей конструкции на крыше. То есть примем массу накопителя электробуса равной 1800 кг.
Теперь заглянем к производителю батарей. Получается, что в электробусе мы имеем две батареи для каждого электродвигателя заднего моста. Этот факт подтверждается картинкой — моделью автобуса, где видно две батареи на крыше. То есть имеем 2*77кВт*ч батареи, каждая по 800 кг.

Таким образом на основе статьи имеем:

  1. Удельная масса батарей — 10,3 кВт*ч/кг массы батарей (pack)
  2. Удельная стоимость батарей (за вычетом 1/3 зарядной станции -55,2 т.рублей/ Вт*ч/кг (pack)
  3. Кузов автобуса рассчитан производителем на 12 лет эксплуатации, расчетная замена батарей — через 7 лет за счет города, учитывая невысокий (предположительно) уровень службы эксплуатации Мосгортранс и желание «побыстрее» зарядить батарею в ущерб сроку службы батарей — получаем средний цикл эксплуатации батареи — порядка 7 тысяч циклов. Если брать по 10 циклов в день — то срок службы батарей электробуса вряд ли превысит 3 года или 10,5 тысяч циклов (2 года гарантии — предполагаю — плюс год послегарантийного обслуживания)

Электробусы и их батареи: что такое литий-титанат? (Part.1) — IT-МИР. ПОМОЩЬ В IT-МИРЕ 2020
фото c сайта www.zr.ru

… на этом пока все, продолжение следует.

UPD: С чего начнём следующую — химическую — часть:

Электробусы и их батареи: что такое литий-титанат? (Part.1) — IT-МИР. ПОМОЩЬ В IT-МИРЕ 2020

Внешний вид LpTO батарейной сборки от Microvast, Китай. Возможно, именно они установлены на электробусах в Москве.

Специально для сайта ITWORLD.UZ. Новость взята с сайта Хабр