Аккумуляторная батарея Nissan Leaf: устройство, характеристики, срок службы, эксплуатация

Аккумуляторная батарея Nissan Leaf — ключевой элемент, определяющий эффективность и дальность поездки электромобиля. В статье рассмотрим устройство и характеристики аккумулятора, срок службы и особенности эксплуатации. Понимание этих аспектов поможет владельцам и потенциальным покупателям Nissan Leaf лучше ориентироваться в обслуживании и оптимизации работы батареи, а также оценить её преимущества по сравнению с традиционными автомобилями.

Кратко об электромобиле

Первое поколение Nissan Leaf (модель ZE0) производилось с 2009 по 2017 год. Изначально электромобиль был оборудован аккумулятором на 24 кВтч, а позже появилась версия с батареей на 30 кВтч. На Leaf устанавливался электродвигатель EM57, который развивал мощность в 109 л. с.

В 2017 году была представлена вторая генерация электромобиля (модель ZE1). В этой версии использовался тот же электродвигатель EM57, но с увеличенной мощностью до 150 л. с. Ёмкость аккумулятора второго Leaf составила 40 кВтч. С 2019 года на рынках Европы и Японии появилась модификация с батареей на 62 кВтч, а мощность двигателя была увеличена до 217─218 л. с.

Все версии этого электромобиля имеют передний привод. В Россию Nissan Leaf не поставляется официально. Электромобиль доступен в странах ЕС, Японии и США.

В России можно оформить заказ на привоз автомобиля, но это не всегда оправдано. Официального сервиса нет, а сеть зарядных станций развита слабо. Тем не менее, в Интернете можно найти предложения по обслуживанию, ремонту и восстановлению аккумуляторов.

Эксперты отмечают, что аккумуляторная батарея Nissan Leaf является одним из ключевых компонентов, определяющих эффективность и долговечность электромобиля. Устройство включает в себя литий-ионные элементы, которые обеспечивают высокую плотность энергии и относительно низкий вес. Характеристики батареи варьируются в зависимости от модели, но в среднем она имеет емкость от 24 до 62 кВтч, что позволяет проехать от 150 до 400 км на одной зарядке.

Срок службы аккумулятора, как правило, составляет от 8 до 10 лет, однако это зависит от условий эксплуатации и режима зарядки. Эксперты рекомендуют избегать частых полных разрядов и перегрева, что может существенно продлить срок службы батареи. Важно также учитывать, что с течением времени емкость аккумулятора может снижаться, что влияет на дальность поездки. Правильная эксплуатация и регулярное техническое обслуживание помогут владельцам Nissan Leaf максимально эффективно использовать потенциал аккумулятора.

https://youtube.com/watch?v=8QShGvCy9vk

Конструкция, характеристики и расположение в электромобиле

Аккумуляторная батарея Leaf выполнена в металлическом боксе. Габаритные размеры составляют: 1547 мм (длина), 1188 мм (ширина), 264 мм (высота или толщина). Это размеры для аккумулятора, установленного на первом поколении электромобиля. Характеристики всех модификаций АКБ на Ниссан Лиф будут приведены в следующем разделе. Сам бокс находится по центру колёсной базы под дном кузова.

Ниже можно посмотреть расположение АКБ 24 кВт*ч в разрезе и под днищем.

Масса первых батарей была около 300 кг. Впоследствии её уменьшили на 60─70 кг.

Внутри аккумуляторного бокса находятся отдельные модули весом около 4,5 килограмм. Из них 500─600 грамм весит корпус. Часть модулей расположены лёжа, а часть на ребре. Тот ряд, что с расположением на ребре, находится под задним сидением. Среднее напряжение одного модуля 7.6 вольта, а ёмкость 66,2 Ач.

Каждый модуль имеет четыре аккумуляторные батареи, подключенные последовательно и параллельно. Напряжение одной составляет 3,8 вольта, а ёмкость ─ 33,1 Ач. Вес каждой около 800 г. Электрохимическая система ячеек – это литированные оксиды марганца и кобальта плюс углерод. Анод выполнен из углеродосодержащего материала, а катод ─ из LiMn₂O₄ и LiNiO₂.

Там также находится система управления аккумуляторной батареей и система охлаждения воздушного типа. В общей сложности в боксе размещено 48 модулей, сгруппированных в три блока.

Блоки соединяются при помощи крепежа. В некоторых комплектациях на них дополнительно устанавливают нагреватели с питанием от самой аккумуляторной батареи. При помощи высоковольтного кабеля модули соединяют в единую последовательную цепь. Напряжение в этой цепи равно сумме напряжений всех элементов.

Рабочее напряжение АКБ Leaf зависит от степени заряженности и лежит в диапазоне от 320 до 410 вольт. Напряжение одного модуля в зависимости от степени заряженности составляет от 6,4 до 8,4 вольта. Общее напряжение рассчитывается по формуле: U = U_модуля * 48. Отсюда получаем названный выше диапазон напряжения.

«Мозговым центром» батареи является LBC. Это сокращение от Li-ion battery controller или блок управления работой АКБ. Сюда стекается информация от модулей аккумулятора, систем контроля и датчиков. Здесь производится обработка информации, её сохранение и формирование управляющих сигналов.

LBC также обменивается данными с VCM (Vehicle control module). Это главный контроллер электромобиля.

Металлический корпус аккумуляторной батареи прикручен к дну кузова и имеет в своём составе следующие элементы.

• Три температурных датчика. Один находится в заднем модуле, а другие два – в переднем.
• Реле управления подогревом аккумулятора.
• Датчик тока.
• Нагревательные пластины.
• Блок с контакторами.

На корпусе АКБ предусмотрен высоковольтный сервисный разъём. С его помощью из салона можно отключить высокое напряжение. Высоковольтная проводка выполнена проводами оранжевого цвета, а сигнальная – чёрными. На корпусе предусмотрены разъёмы для подключения климат-контроля, а также есть управляющая шина. Для сброса избыточного давления в корпусе батареи сделаны воздушные клапана.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о аккумуляторной батарее Nissan Leaf:

1. Технология литий-ионных батарей: Nissan Leaf использует литий-ионные аккумуляторы, которые обеспечивают высокую плотность энергии и длительный срок службы. Эти батареи имеют меньший вес и больший срок службы по сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами, что делает Leaf более эффективным и экономичным автомобилем.

2. Система управления температурой: В Nissan Leaf реализована система управления температурой батареи, которая помогает поддерживать оптимальные условия для работы аккумулятора. Это особенно важно, так как температура может значительно влиять на производительность и срок службы батареи. Система предотвращает перегрев и переохлаждение, что способствует увеличению срока службы аккумулятора.

3. Гарантия на батарею: Nissan предлагает гарантию на аккумуляторные батареи Leaf на срок до 8 лет или 160,000 км (в зависимости от того, что наступит раньше). Это свидетельствует о доверии производителя к долговечности своих батарей и дает владельцам уверенность в надежности и производительности автомобиля на протяжении длительного времени.

https://youtube.com/watch?v=cTdaIhiKFy4

Отличия аккумуляторов разных поколений Nissan Leaf

Чтобы точно определить, какая аккумуляторная батарея установлена в электромобиле, вам понадобится сканер OBD-2 и ноутбук. Если сканер беспроводной, можно использовать и смартфон. Производитель предлагает специальное приложение под названием LeafSpy, которое позволяет получить информацию об аккумуляторе, включая его ёмкость в ампер-часах и параметр SOH, отражающий состояние батареи.

Как уже упоминалось, первое поколение электромобиля было оснащено батареей на 24 кВт*ч.

В 2015─2016 годах инженеры Nissan обновили программное обеспечение управляющего блока, что привело к снижению энергопотребления. В то же время комплектации SV и SL получили новый вариант аккумулятора мощностью 30 кВт*ч, что увеличило запас хода. Начиная с 2017 года, этот аккумулятор стал стандартом для всех комплектаций.

Модели с батареей на 24 и 30 кВтч имеют общий только корпус. Остальные компоненты и конструкция модулей различаются. В аккумуляторе на 30 кВтч количество модулей было уменьшено вдвое, но они стали в два раза толще. В результате новая батарея в собранном виде весит примерно на 20 кг больше, чем старая.

Второе поколение Nissan Leaf получило более ёмкую аккумуляторную батарею на 40 кВт*ч. Это позволило увеличить запас хода, а также заряжать аккумулятор до 80 процентов всего за 40 минут. Корпус и внешние разъемы остались прежними, но компоновка была значительно изменена.

Теперь в батарее размещено 24 модуля, каждый из которых состоит из 8 ячеек. Для повышения точности контроля тока, потребляемого электромотором, установлены два датчика тока вместо одного.

Также изменилось расположение блока предохранителей. Блок был модернизирован, так как обновлённый аккумулятор получил большую мощность. Специалистам японской компании удалось увеличить ёмкость на 33%, производительность на 37% и пропускную способность на 67%. При этом новый аккумулятор стал лишь на 1 мм толще предыдущей версии.

В 2019 году состоялся очередной «апгрейд» аккумуляторной батареи Nissan Leaf. Ёмкость новой модели составила 62 кВт*ч, что значительно увеличило запас хода с 240 до 364 км. Как сообщалось, эта новинка, производимая компанией LG Chem, оснастили системой терморегулирования.

В таблице ниже представлены характеристики аккумуляторов Nissan Leaf для сравнения.

Срок службы и деградация АКБ

В следующем разделе будут приведены ошибки при эксплуатации, по которым быстро снижается ёмкость аккумуляторной батареи. Но даже если вы правильно используете аккумулятор Nissan Leaf, аккумуляторные элементы изнашиваются с течением времени. Это происходит в следующем темпе.

Аккумулятор практически не теряет свой ресурс до 20 тыс. км пробега. На рубеже 50 тыс. км ёмкость снижается примерно на четверть. Когда электромобиль пробежит 70 тыс. км, то батарея потеряет 30% от своей первоначальный ёмкости. На отметке 80 тыс. км уже становится заметно снижение запаса хода, который падает до 2/3 от начальной величины.

Первые версии аккумуляторов Nissan обеспечивал гарантией 5 лет. В дальнейшем гарантийный срок был установлен на 8 лет или 161 тыс. км пробега. Окончание гарантии зависит от того, что наступит раньше.

По истечении времени или накрутки указанного пробега производитель гарантирует, что батарея сохранит ёмкость не менее 66%. При этом она продолжит функционировать, но запас хода уже будет значительно ниже первоначального.

Здесь важно добавить, что такая гарантия действует при определенных условиях. Оптимальными считаются температура АКБ около 10 градусов Цельсия и степени заряженности 80 процентов. А заряд должен осуществляться не чаще двух раз в сутки.

https://youtube.com/watch?v=N_w6Upjixng

Рекомендации по эксплуатации и зарядке

Для того чтобы аккумуляторная батарея Nissan Leaf прослужила максимально долго, необходимо придерживаться определенных рекомендаций. Производитель настоятельно советует следовать этим правилам. В первую очередь, они касаются стиля вождения, процесса зарядки и температурных режимов. Давайте рассмотрим их подробнее.

Требования, связанные с температурными условиями

• Не рекомендуется оставлять электромобиль на улице, если температура находится ниже 25 градусов Цельсия более недели. В этом случае лучше хранить транспортное средство в отапливаемом боксе.
• Не оставляйте автомобиль на улице, если температура воздуха превышает 40 градусов.
• Не ставьте аккумулятор на заряд сразу после поездки. Пусть электромобиль и батарея остынут.

Требования, связанные зарядкой

• Поддерживайте уровень заряда аккумулятора в пределах 30─80 процентов от его полной емкости. Полная зарядка или разряд литий-ионных аккумуляторов нежелательны.
• Имейте в виду, что зарядка аккумулятора в холодное время года на улице может занять больше времени (до 40 процентов).
• Для зарядки электромобиля рекомендуется организовать надежное электроснабжение с выделенной линией от распределительного щита и защитой в виде предохранителя.

Что касается использования быстрой зарядки через порт CHAdeMO (мощность 50 кВт), мнения специалистов разделяются. Некоторые утверждают, что это может негативно сказаться на долговечности аккумулятора. Однако есть и те, кто регулярно применяет быструю зарядку и не замечает отрицательных последствий. В любом случае, важно следить за температурой аккумулятора. Не допускайте его перегрева во время быстрой зарядки. Кроме того, при частом использовании высокомощного порта рекомендуется периодически прибегать к стандартной медленной зарядке.

В зависимости от комплектации Nissan Leaf могут быть установлены зарядные устройства (ЗУ) с различной мощностью. Например, базовая версия S оснащена ЗУ мощностью 3,6 кВт, в то время как более дорогие версии SV и SL имеют зарядные устройства мощностью 6,6 кВт. Это создает стимул для покупателей выбирать более дорогие комплектации, так как в них аккумулятор заряжается значительно быстрее.

Здесь речь идет о зарядке аккумулятора Nissan Leaf на общественных зарядных станциях. Если же заряжать электромобиль от домашней сети 220 вольт, процесс займет 7─8 часов. В этом случае максимальный ток заряда составляет 16 ампер (максимальная мощность 3,5 кВт). Таким образом, зарядка будет длиться всю ночь, что можно считать наиболее безопасным и рекомендуемым способом.

Требования, связанные с вождением и хранением

• Если уезжаете в отпуск или в каких других ситуациях оставляете электромобили на длительное время, то рекомендуется оставить аккумуляторную батарею с уровнем заряда 20─40 процентов.
• Если вам хватает заряда аккумулятора для запланированной поездки, то не нужно ставить его на преждевременную зарядку.
• Динамичная езда по принципу педаль в пол со светофора приводит к ускоренному износу аккумуляторной батареи.
• По возможности рекомендуется поменьше включать кондиционер летом и печку зимой. Всё это расходует заряд АКБ.
• Старайтесь избегать ситуаций, когда действует сразу несколько неблагоприятных факторов. Например, вы движетесь на высокой скорости по шоссе, затем делаете быструю зарядку от станции большой мощности и автомобиль находится под солнцем. Всё вместе это вызывает повышенный износ АКБ.
• Не стоит оставлять аккумулятор разряженным на длительный период.

Здоровье аккумулятора Nissan Leaf также зависит от режима езды. Средства управления электромобилем позволяют выбирать подходящий. Например, самый экономный режим Eco значительно ухудшает динамику транспортного средства. Режимы Braike и Drive отличаются активностью рекуперации тормозной энергии. Включение Braike позволяет значительно активнее заряжать батарею на спусках и при торможении перед светофорами.

Стоимость, ремонт, восстановление

Несколько лет назад стоимость аккумуляторной батареи емкостью 24 кВт*ч для Nissan Leaf составляла в среднем около 4,5 тысячи долларов. Это не самый дорогой вариант на рынке: например, аккумулятор для популярной в то время Tesla Model S стоил около 20 тысяч долларов. Хотя наблюдается тенденция к снижению цен, стоимость аккумуляторов по-прежнему остается на высоком уровне. В связи с этим довольно распространенной практикой стало «перепаковывание» элементов в аккумуляторах Nissan Leaf и других электромобилей. Следует отметить, что этот процесс значительно сложнее, чем простая замена аккумуляторных элементов в ноутбуках или электроинструментах.

Автопроизводители, такие как Nissan и другие крупные компании, занимающиеся производством электромобилей, разрабатывают программы, позволяющие владельцам обменивать изношенные аккумуляторы на новые с доплатой. Также существуют варианты, при которых аккумулятор остается в собственности производителя, а владелец электромобиля выплачивает определенную абонентскую или арендную плату.

В России подобные программы не были внедрены, однако в ряде западных стран они пользовались популярностью. Это позволяло снизить стоимость покупки электромобиля, а производитель брал на себя ответственность за обслуживание и утилизацию аккумулятора.

В нашей стране ситуация иная. Nissan Leaf в основном поступают на рынок как подержанные автомобили, что делает их относительно доступными. Однако, поскольку к моменту продажи батарея часто бывает сильно изношена, требуется ее перепаковка. В связи с этим появились компании, предлагающие такие услуги.

В среднем стоимость перепаковки батареи Nissan Leaf емкостью 40 кВт*ч составляет около 500─600 тысяч рублей. Интересно, что исполнители готовы частично компенсировать стоимость за счет старых аккумуляторных элементов, если их остаточная энергоемкость (SOH) составляет не менее 70 процентов.

Электромобили Nissan Leaf с остаточной энергоемкостью аккумуляторов выше 70 процентов стоят в России примерно полмиллиона рублей. За перепаковку придется заплатить еще более полумиллиона. В итоге получается довольно сомнительная сделка, ведь новый Nissan Leaf второго поколения с аккумулятором на 40 кВт*ч стоит примерно столько же. Таким образом, за ту же сумму вы получаете подержанный автомобиль.

В заключение стоит отметить, что технологии аккумуляторов в электромобилях продолжают развиваться. Запас хода постепенно увеличивается, скорость зарядки растет, а эксплуатация становится проще. Однако в России распространение электромобилей значительно замедляется из-за холодного климата и нехватки необходимой инфраструктуры. Что касается Nissan Leaf, то на начальном этапе производитель выбрал не самые удачные параметры для аккумулятора, но сейчас недостатки исправлены, и емкость батареи обеспечивает запас хода, сопоставимый с конкурентами.

Будущее технологий аккумуляторов для Nissan Leaf

С развитием технологий и увеличением спроса на электромобили, будущее аккумуляторных батарей для Nissan Leaf выглядит многообещающим. Nissan активно работает над улучшением характеристик своих аккумуляторов, чтобы обеспечить более длительный срок службы, большую емкость и более быструю зарядку. Одним из ключевых направлений является переход на новые химические составы, такие как литий-ионные и литий-титанатные батареи, которые могут значительно повысить эффективность и надежность.

В последние годы Nissan внедряет технологии, направленные на увеличение плотности энергии аккумуляторов. Это позволяет не только увеличить запас хода на одной зарядке, но и уменьшить вес батарей, что положительно сказывается на общей производительности автомобиля. Например, новые поколения аккумуляторов могут иметь плотность энергии до 300 Втч/кг, что значительно превышает показатели предыдущих моделей.

Кроме того, Nissan активно исследует возможность использования твердотельных аккумуляторов, которые обещают стать революционным шагом в области хранения энергии. Твердотельные батареи имеют ряд преимуществ, включая большую безопасность, меньшую вероятность перегрева и более высокую энергоемкость. Если Nissan сможет успешно внедрить эту технологию в свои электромобили, это может привести к значительному увеличению запаса хода и сокращению времени зарядки.

Также стоит отметить, что Nissan уделяет внимание вопросам устойчивого развития и экологии. В рамках своей стратегии компания разрабатывает аккумуляторы, которые могут быть переработаны или использованы повторно. Это не только снижает негативное воздействие на окружающую среду, но и способствует экономии ресурсов. В будущем можно ожидать появления программ по утилизации старых аккумуляторов, что позволит снизить затраты на новые батареи и улучшить экологическую ситуацию.

Наконец, Nissan активно работает над улучшением инфраструктуры зарядных станций, что также является важным аспектом для будущего аккумуляторов. Увеличение числа быстрых зарядных станций и внедрение технологий, позволяющих заряжать автомобили за считанные минуты, сделают использование Nissan Leaf более удобным и доступным для широкой аудитории.

Таким образом, будущее технологий аккумуляторов для Nissan Leaf выглядит многообещающим. С учетом всех вышеупомянутых факторов, можно ожидать, что новые модели будут обладать улучшенными характеристиками, что сделает их более привлекательными для потребителей и поможет ускорить переход к устойчивым транспортным решениям.

Вопрос-ответ

Как долго служит батарея Nissan Leaf?

В большинстве случаев аккумулятор Nissan Leaf служит примерно 10 лет.

Как долго служат аккумуляторы в Nissan Leaf?

В большинстве случаев аккумулятор Nissan Leaf служит около 10 лет. Но это не фиксированный срок службы. Если ездить на короткие расстояния и заряжать аккуратно, срок службы может быть дольше. Если же, наоборот, постоянно нагружать автомобиль дальними поездками и использовать быструю зарядку, аккумулятор будет изнашиваться быстрее.

Какой ресурс у Nissan Leaf?

Конструкторы стали устанавливать на Лиф обновленную батарею емкостью 30 кВт. По заверениям производителя, запас хода на одной подзарядке – около 280 км. Реальные отзывы владельцев Лиф в России свидетельствуют, что летом при нормальном стиле езды на машине с ресурсом батареи около 80% можно проехать 200–220 км.

Советы

СОВЕТ №1

Регулярно проверяйте состояние аккумуляторной батареи вашего Nissan Leaf. Используйте встроенные системы диагностики или специальные приложения, чтобы отслеживать уровень заряда и состояние ячеек. Это поможет предотвратить неожиданные проблемы и продлить срок службы батареи.

СОВЕТ №2

Избегайте глубокого разряда аккумулятора. Старайтесь не допускать, чтобы уровень заряда опускался ниже 20%. Частое использование полного диапазона заряда может негативно сказаться на долговечности батареи.

СОВЕТ №3

При зарядке старайтесь использовать медленную зарядку, когда это возможно. Быстрая зарядка может быть удобной, но она также может привести к перегреву и ускоренному износу аккумулятора. Если у вас есть возможность, заряжайте автомобиль ночью или в прохладное время суток.

СОВЕТ №4

Обратите внимание на условия эксплуатации. Экстремальные температуры могут существенно повлиять на производительность и срок службы аккумулятора. Если возможно, старайтесь хранить автомобиль в гараже или в защищенном от жары и холода месте.