Электромобилю не обойтись без ☀️ ГРЕЛКИ аккумулятора! Вы ещё думаете ДВС конец?

26 February

🔋 Neovolt.ru Блог Электромобили

Да, это переплата. Но без «грелки» всё очень плохо... Опция для электромобиля обязательна и не может быть просто «зимним пакетом» за дополнительную цену.

⭐ Что это вообще за «грелка» и как выглядит система подогрева аккумулятора, читайте в нашей статье о зимней эксплуатации электромобилей.

Предлагаем вашему вниманию научное обоснование, почему производители вынуждены использовать нагрев аккумулятора в электротранспорте.

В роли «грелки» для аккумулятора в электромобилях выступает система подогрева батареи, которая включает в себя помимо классического контура системы охлаждения ещё и электрический нагреватель.
В роли «грелки» для аккумулятора в электромобилях выступает система подогрева батареи, которая включает в себя помимо классического контура системы охлаждения ещё и электрический нагреватель.

В тёплых или жарких странах тоже не обойтись без «грелок»?

В большинстве стран мира хотя бы иногда наблюдаются отрицательные температуры воздуха и случается сильный мороз даже если среднегодовые значения значительно выше 0°C. Автопроизводители закладывают в проектирование любые риски в эксплуатации, поскольку литий-ионные аккумуляторы весьма небезопасны.

А что если вы в России хотели бы использовать электромобиль только летом? Или вообще на черноморском побережье где-нибудь в Сочи, где заморозки на смех жителям Сибири?

Возьмём для примера Испанию. Средиземноморская страна считается одним из самых жарких мест Европы. Там вообще не используется центральное отопление [источник].

В среднем температура от региона к региону колеблется между +10°C зимой и +40°C в тени летом [исследование]. Казалось бы, автоконцернам можно расслабиться, сэкономить на обогреве и продавать в жаркой Испании электромобили более выгодно, чем в холодной Норвегии? Лишняя переплата денег!

И вот внезапно в 2021-м году в Испании был зафиксирован рекордный мороз -35,8°C [источник]. Что если попытаться зарядить электромобиль морозным испанским утром?

Варианты систем нагрева, которые могут применяться как вместе, так и по отдельности. PTC-нагреватель (позисторный) ставится на большинство EV.
Варианты систем нагрева, которые могут применяться как вместе, так и по отдельности. PTC-нагреватель (позисторный) ставится на большинство EV.

Без «грелки» аккумулятора электромобиль заряжать сложно и вредно для элементов

Как только аккумулятор электромобиля охладится до отрицательной температуры (то есть сам замёрзнет ниже 0°C), то заряжать его не получится. Это, кстати говоря, запрещено и производителями.

Разряжать (эксплуатировать) можно, но заряжать нельзя.

Даже в сильный мороз зарядить электромобиль с литиевым тяговым аккумулятором можно только если его внутренняя температура выше 0°C. То есть на улице глубокий минус (хоть -40°C), но машина ещё прогрета, электролит внутри ячеек выше 0°C.

Принцип устройства аккумулятора электромобиля. Схематично и в нескольких предложениях.
Принцип устройства аккумулятора электромобиля. Схематично и в нескольких предложениях.

А если попытаться зарядить электромобиль в мороз без «грелки»?

Смотрите, что именно произойдёт с замёрзшим до 0°C и ниже аккумулятором, если попытаться его зарядить без системы подогрева в электромобиле.

1. Возрастает внутреннее сопротивление
Батарея будет берёт всё меньше заряда из-за возрастания внутреннего сопротивления.

2. Чем ниже температура, тем выше сопротивление
Аккумулятору всё сложнее брать заряд с дальнейшим охлаждением (зарядное устройство снизит ток заряда в 64 раза при температуре аккумулятора -40°C).

3. Замерзающая ячейка стремится к разрядке
Из физики процесса сопротивление перезарядки становится доминирующим, зарядить ячейку становится всё сложнее вплоть до полного отказа заряжаться.

💡 Тяговые аккумуляторы в электромобилях, как вы знаете [подробности], состоят из множества литий-ионных ячеек.

4. Возрастает риск короткого замыкания
В сильный мороз соли лития в органическом растворителе образуют густую смесь, в которой могут кристаллизоваться частицы воды и повредить сепаратор, что «коротнёт» самую слабую ячейку и выведет из строя (то есть отключит) целый балансный блок [
про защиту].

5. Повышается износ, уменьшается дальность пробега
Даже если короткого замыкания не произойдёт, то возникает масса рисков быстрого износа дорогостоящей батареи:
- перезаряд при нагреве в дальнейшем;
- образования ион-проводящего слоя на электродах с быстрой деградацией характеристик ячейки [
подробнее];
- снижается безопасность дальнейшего использования;
- уменьшается дальность пробега на одной зарядке.

Аккумулятор может замерзать неравномерно, что приводит к кристаллизации частиц воды внутри электролита и повышает риск короткого замыкания.
Аккумулятор может замерзать неравномерно, что приводит к кристаллизации частиц воды внутри электролита и повышает риск короткого замыкания.

«Грелка» аккумулятора в электромобиле — вынужденная мера автопроизводителей из-за ограничений литий-ионных аккумуляторов. Тяговые батареи слишком дорого стоят и слишком важны, чтобы пренебрегать правилами их зарядки.

Проектировщики смартфонов же, наоборот, обходятся без функций подогрева — это дорого, занимает много места и бессмысленно.

Инженеры подразумевают, что пользователь будет заряжать мобильное устройство в помещении, но никак не на улице в мороз. А если вдруг у кого-то такое желание возникнет, то на экране появится сообщение о слишком низкой температуре (хотя так предусмотрено не на всех гаджетах).

▶ Электромобиль в России зимой и в мороз — он вообще выживет?

Электромобилю не обойтись без ☀️ ГРЕЛКИ аккумулятора! Вы ещё думаете ДВС конец?

PS: мы в Neovolt не «топим» за электромобили, но будем признательны, если вы в комментарии поделитесь своим опытом зарядки и эксплуатации Nissan Leaf, JAC iEV7s, Tesla или других подобных представителей электротранспорта в России.