Одним із головних недоліків електромобілів залишається велика маса. Акумуляторні батареї можуть важити сотні кілограмів, потребують додаткового захисту та займають чимало місця під підлогою салону. Щоб зменшити вагу автомобілів, виробники дедалі частіше використовують структурні батареї, які стають частиною силової конструкції кузова. Однак таке рішення має не лише переваги, а й суттєві недоліки.
Як працюють структурні батареї
У звичайному електромобілі акумулятор являє собою окремий блок, встановлений під підлогою між осями. Він має власний захисний корпус і кріплення, а кузов автомобіля повинен витримувати його вагу.
Структурна батарея працює інакше. Її інтегрують безпосередньо в кузов або шасі, завдяки чому акумуляторний блок не лише накопичує електроенергію, а й бере участь у забезпеченні жорсткості автомобіля. Такі конструкції відомі як Cell-to-Chassis (CTC) та Cell-to-Body (CTB).
При цьому самі акумуляторні комірки зазвичай не виконують роль несучих елементів. Навантаження сприймає інтегрована конструкція батарейного блока та кузова, що дозволяє обійтися без частини традиційних кріплень і підсилювачів.
Чому автовиробники переходять на нову технологію
Головна перевага структурних батарей - можливість зменшити масу автомобіля. Завдяки інтеграції акумулятора в кузов можна відмовитися від частини захисних корпусів, кріплень і допоміжних конструкцій. Легший електромобіль витрачає менше енергії, а отже, може проїжджати більшу відстань без збільшення ємності батареї.
Крім того, нова конструкція дозволяє ефективніше використовувати простір під підлогою, збільшувати місткість салону або встановлювати більші акумулятори. Менша кількість деталей також може спростити виробництво та знизити його собівартість. Втім, реальна економія залежить від конкретної конструкції автомобіля.
Подібні рішення вже застосовують великі автовиробники. Tesla використовує структурні батареї з циліндричними комірками формату 4680, поєднуючи акумуляторний блок із великими литими елементами кузова. BYD впровадила технологію Cell-to-Body в електроседані Seal, а BMW розвиває інтегровану конструкцію підлоги для електромобілів нового покоління Neue Klasse.
Чому структурні батареї складніше ремонтувати
Попри переваги, інтеграція акумулятора в силову конструкцію кузова створює додаткові труднощі. Насамперед це стосується безпеки під час аварій. Інженери повинні враховувати, як батарея та навколишні елементи кузова поводитимуться під час бокових ударів, пошкодження днища або деформації автомобіля.
Не менш важливими залишаються захист від вібрацій та ефективне охолодження акумулятора, особливо під час швидкої зарядки й руху з високим навантаженням.
Однак найбільшою проблемою може стати ремонт. Якщо акумуляторний блок одночасно виконує роль силового елемента кузова, його пошкодження здатне вплинути на міцність усієї конструкції. Заміна окремих компонентів також ускладнюється, особливо коли акумуляторні комірки закріплені всередині блока за допомогою спеціальних клеїв.
Водночас структурна батарея не обов'язково є нерозбірною. Наприклад, конструкція Tesla Model Y дозволяє демонтувати весь акумуляторний блок, хоча для цього може знадобитися зняття частини елементів салону та підлоги. Тому ремонтопридатність значною мірою залежить від інженерних рішень конкретного виробника.
Ще одним питанням залишається утилізація. Щільна інтеграція акумуляторних комірок у конструкцію кузова може ускладнювати їхнє розбирання та переробку після завершення терміну експлуатації.