В Nissan придумали, як використовувати вживані батареї від електромобілів на залізничному транспорті

Nissan посилює співпрацю із залізницею завдяки новому способу використання вживаних акумуляторних батарей. Потяги та електричні автомобілі мають значно більше спільного, ніж ви думаєте.

Обидва види транспорту пропонують безпечні та зручні поїздки, розширюючи можливості електричної мобільності. Крім того, вони сприяють реалізації ідеї сталого суспільства.

Зараз Nissan працює над розробкою цілковито нового способу поєднання технологій, що використовуються для подорожей залізницею та в електромобілях. Компанія East Japan Railway Company (JR East), що належить до провідних операторів залізничних перевезень Японії, проводить випробування для оцінки можливостей використання перепрофільованих акумуляторних батарей електромобілів Nissan LEAF в обладнанні залізничних переїздів.

Перші спроби замінити свинцево-кислотні акумуляторні батареї в установках аварійного живлення на перепрофільовані батареї від Nissan LEAF були зроблені у січні на залізничному переїзді Атаґо (Atago) лінії Дзьобан (Jōban), яка проходить через місто Мінамі-Сома (Minamisoma) у префектурі Фукусіма (Fukushima).

Перегляньте відео нижче, щоб дізнатися більше про це партнерство, а також про те, як батареї Nissan LEAF надихають на нові ідеї щодо зміни цільового призначення вживаних акумуляторних батарей електромобілів.

Змінюємо цільове призначення батарей електромобілів

Наприкінці свого життєвого циклу в автомобілі літій-іонна акумуляторна батарея Nissan LEAF зберігає 60%–80% від початкової електричної ємності. Повторне використання вживаних батарей електромобілів дає змогу застосовувати ці залишкові можливості для зберігання енергії з іншими цілями, наприклад у вигляді змінних акумуляторних батарей для автомобілів або стаціонарних батарей. Nissan об’єднала зусилля з компанією 4R Energy Corporation у цьому напрямку. 

Перепрофілювання автомобільних акумуляторних батарей дає змогу знизити викиди CO2 та витрати ресурсів, пов’язані з виготовленням нових батарей «з нуля». До того ж це забезпечує додаткову цінність акумуляторних батарей електромобілів, сприяючи їх ширшому використанню.

Переваги, що не обмежуються екологічністю

На думку Каїто Точіхара (Kaito Tochihara), помічника старшого наукового співробітника центру досліджень та розробок компанії East Japan Railway, використання в установках аварійного живлення перепрофільованих літій-іонних батарей електромобілів замість свинцево-кислотних сприяє сталому розвитку та поліпшенню експлуатаційних характеристик батарей.

«У випадку зі свинцево-кислотними батареями, – говорить Точіхара, – ми повинні періодично відвідувати залізничні переїзди для перевірки рівня заряду батарей та їх зношення. Водночас перепрофільовані літій-іонні акумуляторні батареї оснащені системою керування, подібною до такої системи електромобіля, тому ми можемо дистанційно контролювати стан батареї. Це має призвести до підвищення стандартів обслуговування. Крім того, така система створює умови для профілактичного обслуговування, інформуючи нас про стан батареї ще до надмірного зниження напруги».

Безпека і захист на залізничних переїздах

Точіхара пояснює далі:

«На залізничних переїздах потяги перетинають дороги загального користування, тому переїзди мають бути максимально безпечними й надійними. У компанії 4R Energy Corporation ми створюємо перепрофільовані літій-іонні батареї на основі батарей, розроблених для автомобілів. Як і залізничні переїзди, такі батареї вимагають високого рівня безпеки й захисту. Їхня надійність дозволяє нам впевнено продовжувати роботу в цьому напрямку».

З урахуванням прогнозів щодо широкого розповсюдження електромобілів компанія 4R Energy Corporation поставила перед собою мету налагодити ефективне використання літій-іонних акумуляторних батарей після завершення їхнього строку служби в автомобілях. Щороку завод компанії в місті Наміє (Namie) у префекті Фукусіма отримує тисячі вживаних акумуляторних батарей для подальшого перепрофілювання.

Такуя Кіношіта (Takuya Kinoshita) з департаменту технічних рішень 4R Energy Corporation розповідає про чотири ступені безпеки перепрофільованих літій-іонних батарей компанії:

1. Досвід практичної експлуатації Nissan LEAF: Як джерело вживаних батарей, за понад 10 років з моменту виходу на ринок Nissan LEAF не мав жодних серйозних проблем, пов’язаних з якістю акумуляторів.
2. Міжнародний стандарт UL1974: Процес переробки/відновлення акумуляторних батарей, який використовує компанія 4R Energy Corporation, сертифікований на відповідність вимогам міжнародного стандарту UL1974.
3. Концепція контролю Nissan LEAF: У процесі зміни цільового призначення акумуляторних батарей компанія 4R Energy Corporation дотримується тієї ж концепції контролю, яка використовується при виробництві Nissan LEAF.
4. Конструкція, орієнтована на безпеку: Подібно до Nissan LEAF, конструкція перепрофільованих акумуляторних батарей запобігає вибуху в разі малоймовірної аварії.

Крім того, літій-іонна акумуляторна батарея Nissan LEAF розрахована на роботу в різних умовах клімату й навколишнього середовища. За словами Кіношіти, це «…значна перевага, яка стане в пригоді на залізничних переїздах у жорсткому середовищі». Разом з тим, перш ніж перероблені акумуляторні батареї можна буде повноцінно використовувати в обладнанні залізничних переїздів, треба розв’язати кілька невирішених проблем.

Захист від грозових розрядів

Якщо блискавка вдарить поряд із залізничним переїздом, струм може потрапити безпосередньо в акумуляторну батарею через кабелі, за допомогою яких до неї підключені шлагбауми, сигналізація та пристрої керування. Щоб акумуляторні батареї могли витримувати такі стрибки напруги, на етапі розробки в інфраструктуру керування батареєю внесли певні зміни. На додачу до переїзду Атаґо планується розпочати випробування батарей на інших переїздах ліній Дзьобан та Міто (Mito). Ці випробування допоможуть проаналізувати вплив грозових розрядів та інших зовнішніх чинників на батареї в різних регіонах.

Перші результати випробувань, які почалися в січні поточного року, будуть отримані восени.

«Восени тут часто бувають грози й тайфуни. Ми будемо продовжувати аналіз ефективності акумуляторних батарей, спираючись на багатообіцяючі початкові результати. Крім того, ми будемо використовувати відгуки персоналу, який обслуговує залізничні переїзди, щоб зробити їх безпечнішими», – говорить Точіхара.

Він також розповідає про потенційні результати цих випробувань вживаних батарей:

«Якщо в ході цих випробувань ми зможемо підтвердити, що перепрофільовані батареї можна безпечно використовувати на залізниці, я думаю, можна буде очікувати розширення цієї ініціативи. Наприклад, на сферу обладнання для бездротового зв’язку».

Поточна хвиля електрифікації наближає Nissan до досягнення вуглецевої нейтральності. Оскільки електромобілі набувають дедалі більшого поширення, кількість доступних для повторного використання акумуляторних батарей теж зростатиме. Донедавна сама ідея про можливість повторного використання батарей електромобілів на електрифікованих залізничних переїздах була чимось нечуваним, але потенціал вживаних батарей електромобілів цим не обмежується. Існує багато інших способів перепрофілювання акумуляторних батарей для використання в безпечнішому, більш сталому суспільстві майбутнього.

Подобається контент? Підтримай Autogeek на Patreon!