Почему понижение температуры беспокоит владельцев электрокаров? Причин две. Рассмотрим их подробнее.
Первая — аккумуляторы. В качестве источников тока в электромобилях чаще всего используются литий-ионные батареи. Принцип работы аккумуляторов заключается в перемещении ионов лития между двумя электродными пластинами в жидком растворе электролита. Этот процесс эффективен при более высоких температурах, но в холодных условиях электролит загустевает, что снижает силу тока и тем самым увеличивает время зарядки. что приводит к снижению выходной мощности и общей емкости устройства. Это временное явление; как только температура повышается, батарея возвращается к нормальным показателям.
Во-вторых, электромобиль вынужден тратить энергию батареи на создание тепла в салоне. Это — главный «пожиратель» зимнего запаса хода.
Также с наступлением холодов у многих владельцев электромобилей возникает закономерный вопрос: насколько сократится запас хода? Все автомобили теряют в эффективности в холодную погоду. Будь то бензиновый или электрический автомобиль, в суровом зимнем климате общий запас хода сокращается, а расходы на топливо увеличиваются. Это подтверждают данные масштабного исследования, проведенного на данных более чем 30 тыс. автомобилей в США.
В среднем 34 популярные модели при температуре 0 °C сохраняют лишь 78% от своего максимального запаса хода, достижимого в идеальных условиях (+21…+27 °C). При этом разброс между моделями велик: самый экономичный в зимних условиях электромобиль теряет только 12% запаса хода, а самый неэффективный — целых 31%.
В отличие от автомобилей с ДВС, электромобили не производят избыточного тепла от работы двигателя. Если в традиционных авто отработанное тепло используется для обогрева салона практически «бесплатно», то электрокары используют энергию батареи для работы климатической системы. Это создает дополнительную нагрузку на аккумулятор и снижает запас хода. Автомобили с тепловыми насосами обеспечивают больший запас хода при большинстве зимних поездок, поскольку они более эффективны.
Производители электромобилей работают над тем, чтобы электромобили спокойно переносили холод. Современный электромобиль сам умеет бороться с морозом. Если аккумулятор заряжен, то после включения машина прогревает основную батарею. Также можно подключить автомобиль к сети и активировать функцию прогрева.
С прогретой батареей зимняя езда может быть даже экономичнее летней. Для дополнительной экономии энергии в машине зимой можно отключать часть второстепенных систем. Например, иногда достаточно просто уменьшить интенсивность обдува печки, чтобы сберечь заряд.
Претерпевает изменения и сама конструкция аккумулятора. Согласно результатам исследования, электромобили уже в ближайшем будущем смогут заряжаться на 500% быстрее в холодную погоду благодаря новому производственному процессу. Скорость зарядки литий-ионных аккумуляторов при температуре до −10 °C значительно повышается, если изменить конструкцию аккумулятора и химические реакции, происходящие во время зарядки.
Аккумулятор покрыли материалом толщиной 20 нм, изготовленным из боратно-карбонатного лития. Предыдущие исследования в области твердотельных аккумуляторов показали, что этот материал повышает эффективность доставки ионов. По словам исследователей, в данном случае покрытие в сочетании с технологией создания каналов позволило повысить эффективность зарядки при отрицательных температурах на 500%.
Аккумуляторы, модифицированные с помощью этих технологий, также сохранили 97% своей емкости даже после 100 циклов быстрой зарядки при отрицательных температурах.
Ранее Наука Mail рассказала о том, что в США испытали шоссе с беспроводной зарядкой для легковых и грузовых электромобилей.
