Зимой при заезде на станцию быстрой зарядки без предварительного прогрева электромобиль принимает ток заметно медленнее. Если же выбрать зарядный терминал в штатной навигации, большинство современных электрокаров заранее подготовят тяговую батарею к процедуре еще в пути. В инструкциях к машинам Tesla владельцам советуют активировать маршрут за 30–45 минут до прибытия, а Porsche предупреждает, что без предварительной подготовки мощность зарядки может оказаться ниже.
Этот прогрев — часть системы терморегуляции. В большинстве современных электромобилей предусмотрен развитый контур охлаждения: жидкий теплоноситель прокачивается по трубкам или металлическим пластинам, прижатым к батарейному блоку, забирает тепло и отводит его к радиатору либо в систему автомобильного кондиционирования.
Компания Geotab проанализировала данные более чем 22 700 электромобилей и выяснила, что тяговые аккумуляторы теряют в среднем около 2,3% ресурса в год. В регионах с жарким климатом этот показатель возрастает примерно на 0,4 процентного пункта в год. Кроме того, у машин, регулярно подключаемых к быстрым станциям мощностью от 100 кВт, темп деградации доходит до 3% в год против 1,5% у тех, кто пользуется быстрой зарядкой редко. При средних темпах через 10 лет батарея сохраняет около 77% первоначальной емкости, что согласуется с данными исследований о более длительном сроке службы аккумуляторов, чем прогнозировалось изначально.
Ранее по теме: Kia показала патрульные электромобили EV5 и PV5 с дроном на крыше.
Температурный баланс и быстрая зарядка
На мощных зарядных терминалах через аккумуляторный блок может протекать ток силой 300 А и выше, что сопровождается выделением большого количества тепла. По данным обзора в журнале Energies за 2021 год, температурная разница более чем в 5 °C между элементами способна ускорить старение батареи на 25%. Качественная термосистема обязана не просто охлаждать блок, но и поддерживать одинаковую температуру по всему объему аккумулятора.
В морозную погоду внутреннее сопротивление элементов растет. Попытка быстро зарядить холодную батарею может привести к осаждению металлического лития на электродах ячеек, причем эффект усиливается при падении температуры. Исследовательская организация Recurrent, изучившая свыше 30 000 электрокаров в США, отметила, что при температуре около нуля градусов батареи обеспечивают в среднем 78% идеального запаса хода, а при -7 °C — около 70%. При этом около двух третей дополнительных зимних энергозатрат приходится на обогрев салона.
Ранее по теме: Почему электромобиль теряет заряд во время стоянки.
Воздух, жидкость и иммерсионное масло
Оригинальный Nissan Leaf 2010 года выпуска с блоком на 24 кВт·ч использовал пассивное воздушное охлаждение, тогда как Tesla, GM и Ford сразу выбрали жидкостные схемы. Владельцы Leaf в Финиксе протестировали 12 машин 2011–2012 годов и зафиксировали падение дальности хода, хотя представители Nissan тогда заявляли, что проблема коснулась менее 0,3% машин в США (об этом в 2012 году сообщало издание MIT Technology Review). В третьем поколении Leaf, представленном Nissan в 2025 году, компания перешла на батарею емкостью 75 кВт·ч с жидкостным контуром. Согласно исследованию в Energies, поддержание нужной температуры с помощью жидкости требует в два-три раза меньше энергии, чем при использовании воздуха, поэтому большинство автопроизводителей используют именно жидкостные системы.
Существуют и другие инженерные подходы. Инженеры BMW в модели i3 отказались от отдельного антифризного контура и направили хладагент климатической установки напрямую к батарее. McLaren в гиперкаре Speedtail пошла дальше и полностью погрузила ячейки в электроизоляционное масло — производитель назвал это первым подобным решением для серийного дорожного автомобиля. Согласно расчетам из обзора Energies, иммерсионное охлаждение способно отводить тепло до трех раз эффективнее контактных охлаждающих пластин.
Перераспределение тепла и безопасность
В типовых конструкциях контур охлаждения при умеренных нагрузках соединен с радиатором, а при интенсивном нагреве или быстрой зарядке через теплообменник подключается к кондиционеру автомобиля. Например, система терморегуляции новейшего Nissan Leaf умеет переключаться между режимами и направлять тепло от зарядного устройства на прогрев батареи во время домашней зарядки.
В Tesla Model Y перемещением теплоносителя между тяговыми электромоторами, батареей и управляющей электроникой заведует многоходовой клапан Octovalve (это выяснилось в ходе разборки узлов изданием Jalopnik). Кроме того, Tesla изучает возможность намеренно неэффективной работы тягового двигателя, чтобы использовать выделяемое им тепло для обогрева аккумулятора. General Motors заявляет, что тепловой насос платформы Ultium собирает рассеиваемое тепло от батареи, силовой электроники и даже тел пассажиров для обогрева салона, что дает прибавку к запасу хода примерно в 10%.
Эффективность охлаждения напрямую связана и с безопасностью. В Китае введены стандарты, требующие подтверждать, что тяговые батареи новых электромобилей защищены от возгорания и взрыва при тепловом разгоне отдельной ячейки. Выполнение этого требования зависит от способности контура охлаждения и термоизоляции предотвратить передачу тепла на соседние элементы питания.
Ранее по теме: OnePlus показала дизайн смартфонов серии Ace 7 в новых расцветках.
Обсуждение в Telegram ↗