Даже исправные элементы аккумуляторной батареи электромобиля могут остаться неиспользованными, если несколько ячеек начнут стареть быстрее остальных. К такому выводу пришли исследователи, изучив данные эксплуатации машин за период более трёх лет. Результаты работы опубликованы 25 августа 2026 года в журнале Nature Energy.
Учёные анализировали легковые электромобили с никель-марганец-кобальтовыми батареями и автобусы с аккумуляторами на основе литий-железо-фосфата. Некоторые транспортные средства прошли до 300 тысяч километров. Для оценки состояния отдельных ячеек использовались регулярно записываемые показатели напряжения, тока, температуры и уровня заряда, а расчёты объединили математическое моделирование батарей с нейронными сетями.
В последовательно соединённой батарее возможности всего блока определяет наиболее слабый элемент. При зарядке ячейка с меньшей ёмкостью раньше достигает предельного напряжения, а при разряде или высокой нагрузке первой ограничений достигает ячейка с большим внутренним сопротивлением. Различия между элементами связаны с сырьём, производством, распределением ячеек, температурой и условиями движения, причём с увеличением пробега они могут усиливаться.
Для легковых автомобилей заметное расхождение в состоянии ячеек обычно начинало проявляться после пробега примерно 170 тысяч километров. При использовании общего порога вывода батареи из эксплуатации неравномерное старение уменьшало доступное состояние аккумуляторного блока на 6,2% у автомобилей и на 7,5% у автобусов. Срок службы блоков оказался короче среднего потенциального срока службы отдельных ячеек на 17,7% и 22,8% соответственно.
Разница во внутреннем сопротивлении снижала доступную мощность на 12,9% у легковых машин и на 15,1% у автобусов. При этом различия в уровне заряда обычно уменьшали доступную ёмкость менее чем на 2% при применявшихся системах зарядки и балансировки. За расчётный срок батареи легковых электромобилей использовали 80,7% потенциального энергетического ресурса, а автобусные — 72,9%; неиспользованными оставались 19,3% и 27,1% соответственно.
Авторами исследования стали Литао Чжоу, Сяолэй Бянь, Ичжоу Чжан, Чжэньпо Ван, Чжунвэй Чэнь, Чжию Мао и Чанфу Цзоу; работу возглавляли Чжунвэй Чэнь из Даляньского института химической физики Китайской академии наук и Чанфу Цзоу из Технологического университета Чалмерса. Учёные считают перспективными более стабильное производство ячеек, улучшенный подбор элементов в группы, современные системы балансировки и эффективное управление температурой. Дополнительным решением могут стать перестраиваемые батареи, способные менять схему соединения и использования ячеек.
«Наши результаты показывают, что характеристики и срок службы аккумуляторного блока электромобиля определяются не только средним уровнем старения его ячеек, но и могут существенно ограничиваться небольшим числом элементов, стареющих быстрее», — сказал профессор Чэнь. Статья опубликована в Nature Energy, DOI: 10.1038/s41560-026-02131-5.