Электрическая революция в автомобилестроении набирает обороты. В сегменте автомобилей, работающих на электричестве от розетки, наблюдается настоящий бум. Более или менее удачные разработки появляются на рынке, как грибы после дождя, даря потребителю разнообразную дозу эмоций и полезностей. Электромобилей так много, что, как и в случае с традиционными автомобилями с двигателем внутреннего сгорания, они даже делятся на классы: от городских, средних и крупных автомобилей до транспортных средств.
Сегодняшняя «электрика» питается в основном от литий-ионных (Li-Ion) аккумуляторов. Такие энергобанки широко используются в массовом масштабе, и их эволюция продолжается уже почти 30 лет. Развитие бытовой электроники, промышленного оборудования, электроинструментов, систем накопления энергии, а также гибридных автомобилей и полностью электрических транспортных средств различных типов привело к тому, что аккумуляторы постепенно теряют собственный вес, уменьшаются их размеры и увеличивается их энергоемкость.
Средняя плотность энергии батарей растет со скоростью 7 % в год, а новые химические вещества появляются на рынке быстрее, чем когда-либо. Это хорошо иллюстрируют на прилагаемом фото аккумуляторы, используемые Volkswagen. Корпус с модулями общей емкостью 58 кВтч у модели ID.3 вдвое меньше по сравнению с аккумулятором на 36 кВтч у e-Golf, который старше на несколько лет. Разница огромна!
Эволюция аккумуляторов. Слева VW ID.3 (58 кВтч), справа VW e-Golf (36 кВтч) Фото. Мариуш Барвински
Центры ремонта аккумуляторов в сервисной сети
На семинарах, организованных для журналистов, специалисты Польского центра технического обучения и обслуживания Volkswagen Group рассказали о ремонте и переработке аккумуляторов.
В настоящее время в портфолио Volkswagen Group имеется 17 различных моделей полностью электрических автомобилей. Во многих случаях это транспортные средства, питающиеся от унифицированных высоковольтных аккумуляторов. В 2021 году Группа поставила клиентам 452,9 тыс. электромобилей, что в два раза больше, чем годом ранее. Поскольку количество таких автомобилей явно увеличивается, где их обслуживать? Проверки и капитальный ремонт проводятся всеми сервисными партнерами. Ремонт аккумуляторов осуществляется только в Центрах аккумуляторного ремонта, под контролем квалифицированных специалистов.
Volkswagen Group Polska уже некоторое время инвестирует в развитие своей сервисной сети, чтобы в ближайшие годы обслуживать большое количество автомобилей. Наиболее сложные работы, требующие ремонта аккумуляторов, например, замену отдельных модулей, выполняются только в специализированных Центрах ремонта аккумуляторов. В Польше уже действуют 11 таких точек дилерской сети, еще три находятся в стадии оформления. Дополнительным пунктом является Центр технического обучения и обслуживания, расположенный на территории VGP в Познани. В конечном итоге каждый сервисный партнер сможет получить соответствующую квалификацию.
Снятие аккумулятора с электромобиля автомобиля Фото. Мариуш Барвински
Эксперт по высоким напряжениям в мастерской
Растущая популярность электромобилей требует полной готовности сервисной сети к их обслуживанию и ремонту аккумуляторов после поломки или дорожно-транспортного происшествия. В случае сильного удара в целях безопасности пиротехнический предохранитель немедленно отключает высоковольтную батарею. После такого события авто требует специализированного ремонта. Поэтому в сервисной сети Volkswagen Group появились новые специальности, такие как High Volt Expert (HVE). Это новинка для автомастерских.
– объясняет Кшиштоф Раевич, менеджер по техническому обучению в Польской учебной академии Volkswagen Group.
Академия обучения Volkswagen Group Польша Фото. Мариуш Барвински
Модули в батареях можно заменить
Поврежденные аккумуляторы подлежат ремонту. Их можно регенерировать путем замены отдельных элементов и модулей, чему, естественно, предшествует тщательная диагностика каждого случая. Подозреваемую в повреждении батарею помещают в карантинную зону на несколько дней. В сервисных центрах есть специальные контейнеры, в которые помещаются аккумуляторы, а температура внутри измеряется пирометром. Ремонт гораздо экономичнее, чем замена всего аккумулятора.
Отказ отдельных ячеек в аккумуляторном модуле можно легко обнаружить: если одна ячейка выходит из строя, емкость модуля по-прежнему составляет от 50 до 66 процентов. Остальные функциональные ячейки в модуле должны «работать» сильнее, что приводит к тому, что они достигают более высоких температур при более низком напряжении. Отдельные элементы батареи не могут быть заменены, поэтому в случае повреждения элемента заменяется весь используемый аккумулятор. в платформах MEB состоит из семи-двенадцати модулей в зависимости от мощности.
Модуль аккумуляторной батареи электромобиля Фото. Мариуш Барвински
Вторая жизнь аккумулятора электромобиля
Поврежденная или «бывшая в употреблении» высоковольтная аккумуляторная батарея, в зависимости от емкости, определенной системой управления, может быть повторно использована в автомобиле после ремонта или использована в качестве донора отдельных компонентов для ремонта аккумулятор в другом автомобиле — использование его вне электромобиля, в качестве накопителя энергии на зарядной станции, в мобильном зарядном роботе, в качестве накопителя энергии дома или как элемент системы аварийного энергообеспечения в компаниях. он также может стать источником энергии для вилочных погрузчиков.
90 процентов компонентов восстанавливается при переработке аккумуляторов
Когда регенерация аккумулятора экономически нецелесообразна и его невозможно использовать другим способом, его отправляют на переработку. 29 января 2021 года компания Volkswagen Group Components запустила в Зальцгиттере первую пилотную линию группы по переработке высоковольтных аккумуляторов, используемых в электромобилях. Его реализация является еще одним важным элементом, который означает, что Volkswagen берет на себя ответственность за всю цепочку производства аккумуляторов. Целью является промышленное восстановление ценного сырья, такого как литий, никель, марганец, кобальт, в замкнутом цикле, а также алюминия, меди и пластмасс, достигая уровня восстановления более 90 процентов в долгосрочной перспективе. Самой проблемной частью переработки является электролит.
Переработка аккумуляторов высокого напряжения Фото . Фольксваген
Инновационный процесс переработки, снижающий выбросы CO2, не предполагает энергоемкой плавки сырья в металлургической печи. Использованные аккумуляторы полностью разряжаются и демонтируются. Отдельные элементы затем измельчают в гранулы и сушат. В этом процессе, помимо алюминия, меди и пластмасс, используются так называемые черный порох, содержащий ценное сырье, такое как литий, никель, марганец, кобальт и графит. Разделение и переработка отдельных видов сырья гидрометаллургическими методами - с использованием воды и химикатов - затем осуществляется на специализированных предприятиях.
Многоразовое сырье
Сырье, извлеченное из использованных аккумуляторов, имеет те же свойства, что и новые. Переработанные материалы можно использовать для производства новых батарей. И не один раз, а много раз. Если катоды будут изготовлены из восстановленного сырья и с использованием «зеленой» электроэнергии, то, по оценкам, на каждую батарею емкостью 62 кВтч в атмосферу будет выбрасываться примерно на 1,3 тонны меньше углекислого газа.
Электромобиль в эксплуатации Фото. Рафал Мондри