Каждый владелец электромобиля знает: в холода аккумулятор автомобиля необходимо прогреть перед поездкой, а в жаркий летний день очень полезно охладить его. Оптимальная температура важна не только при начале пути, но и при зарядке электромобиля. При неподходящих температурах даже при самой быстрой зарядке не будет использован весь потенциал машины, так как она будет пытаться уберечь аккумулятор от повреждений.
«Электромобили обычно комплектуются литий-ионными аккумуляторами, которые характеризуются тем, что при низких температурах (-10 градусов и ниже) увеличивается вязкость электролита и снижается его проводимость. Это ухудшает работу аккумулятора, снижая количество энергии и скорость зарядки. Однако эффективность, надежность и безопасность также находятся под угрозой из-за слишком высокой температуры», — объясняет специалист по электрическим автомобилям.
Чтобы избежать подобных неприятностей, производители все больше внимания уделяют оптимизации температуры батареи. В последних моделях, таких как Porsche Taycan, Audi e-tron GT и Hyundai Ioniq 5, установлены тепловые насосы. Эти устройства позволяют быстро и контролируемо достичь оптимальной температуры в аккумуляторе, обеспечивая максимально быструю зарядку.
При низких температурах увеличивается вязкость электролита и снижается его проводимость. Это ухудшает работу аккумулятора. Фото — Drive.ru
Надо смотреть не только на температуру за окном
Для современных литий-ионных аккумуляторов опасный предел составляет уже около 80 градусов. Ни в одном уголке планеты не бывает так жарко, однако следует учитывать, что излишняя жара вызывается не только температурой окружающей среды. Экстремальных степеней можно достичь и в том случае, если электромобиль работает в нестандартных режимах.
«Это может быть вызвано особенно частым и агрессивным ускорением, которое разряжает аккумулятор. Также причиной повышения температуры может быть зарядка аккумулятора слишком большой мощностью. Блоки управления аккумулятором обычно этого не допускают», — говорит эксперт.
Оптимальный температурный диапазон для этого типа аккумуляторов перед зарядкой составляет от 20 до 30 градусов, поэтому перед подключением к источнику питания их необходимо прогреть или охладить.
Аккумуляторные элементы начинают нагреваться, как только начинается процесс зарядки. Например, если в поле холодно, внутреннее сопротивление аккумулятора резко возрастает, поэтому большая часть запасенной энергии в дальнейшем будет конвертироваться не в пройденные километры, а в тепло, которое нужно для прогрева элементов. Видс Жураулис считает, что температуру на улице в 25 градусов можно считать слишком высокой, даже если электромобиль заряжается на солнце. При этом температура внутри аккумулятора может достигать 50 градусов и даже больше, в результате чего страдает КПД.
«Обычно система управления в этом случае просто прекращает зарядку. За этими электротехническими процессами и другими показателями окружающей среды следят так называемые контроллеры ячеек аккумуляторной батареи, которые необходимы для ее правильной работы, безопасности и долговечности. Контроллеры также выполняют функцию балансировка ячеек — выравнивают рабочее напряжение отдельных ячеек, чтобы мощность батареи использовалась оптимально: максимально заряжалась и разряжалась», — поясняет Видс.
Правильная температура = максимально быстрая зарядка
Как быстро будет заряжаться электромобиль, зависит от нескольких факторов, таких как химический состав элементов батареи, контроль температуры, теплоизоляция батареи и настройки модуля управления, среди прочих аспектов.
Для большинства современных моделей также важна правильная рабочая температура, так как она позволяет пользоваться существенным преимуществом — сверхбыстрой зарядкой. Такая система работает на полную мощность в таких моделях, как Ioniq 5, Taycan и e-tron GT, и позволяет восстанавливать запасы энергии до 80 процентов менее чем за 20 минут. Эти модели на данный момент можно назвать лидерами по скорости зарядки.
Если температура батареи слишком низкая или слишком высокая, скорость зарядки может отличаться в несколько раз. Решений этой проблемы несколько, и производители выбирают разные методики в зависимости от модели.
Так как на нагрев и охлаждение батареи также уходит некоторое количество энергии, оптимальный вариант – полноценная терморегуляция. Однако некоторые производители используют пассивную систему, защищающую только от критической температуры. Это экономит детали и означает, что и цена, и вес машины ниже.
BMW i4 M50 M Brooklyn Grey демонстрирует углеродные обновления в BMW Welt
«Расположение его компонентов — модулей и элементов — и материалов для усиления конструкции также способствует поддержанию оптимальной температуры аккумуляторной батареи, но для контроля температуры мощных электромобилей устанавливаются даже отдельные системы, которые также охлаждают механические части электромобиля. двигатель и электрические инверторы», — говорит ученый.
Используя современные технологии, производители находят все более изощренные способы непрерывного улучшения оптимальной температурной системы в аккумуляторе. В уже упомянутом «Hyundai Ioniq 5», который выпускается с июля этого года, не только устанавливается батарея на семь процентов больше емкостью 77,4 кВтч, но и устанавливается для нее предкондиционирования.
Во-первых, такое решение помогает оптимизировать температуру аккумулятора перед поездкой, а во-вторых, эта система связана с навигацией, поэтому позволяет планировать точку зарядки. По мере приближения батарея либо охлаждается, либо нагревается по мере необходимости. Это, в свою очередь, означает, что сеанс зарядки может быть значительно ускорен. Предварительная подготовка аккумулятора также помогает оптимизировать его температуру перед началом поездки.
