Як системи охолодження захищають батареї електромобілів
Як рідинні системи, холодоагенти та підігрів захищають батареї електромобілів під час руху й швидкого заряджання.
Більшість сучасних електромобілів використовують рідинні системи терморегулювання батарей: охолоджувальна рідина циркулює трубками або металевими пластинами біля елементів акумулятора, забирає тепло й відводить його до радіатора чи системи кондиціювання. Такий контур також допомагає підігрівати батарею перед швидким заряджанням у холодну погоду, повідомляє Engadget.
Виробники можуть заздалегідь готувати акумулятор до заряджання, якщо водій прокладає маршрут до швидкої зарядної станції через навігацію. У посібнику Tesla рекомендують робити це за 30–45 хвилин до прибуття, а Porsche попереджає, що без попередньої підготовки потужність заряджання може бути нижчою.
Чому батареям потрібен контроль температури
Під час швидкого заряджання через батарейний блок може проходити понад 300 амперів струму, що утворює значну кількість надлишкового тепла. Огляд у журналі Energies 2021 року вказував: різниця температури понад 5 градусів Цельсія між частинами елемента здатна прискорити його старіння на 25%. Тому система має не лише відводити тепло, а й підтримувати рівномірну температуру всього блока.
За даними дослідження Geotab, яке охопило понад 22 700 електромобілів, середня втрата ресурсу батарей становила 2,3% на рік. У спекотному кліматі показник був приблизно на 0,4 відсоткового пункту вищим, ніж у помірному. Автомобілі, які часто заряджалися потужністю понад 100 кВт, втрачали близько 3% ресурсу на рік, тоді як за рідкісного такого заряджання — 1,5%.
Рідина, повітря та холодоагент
Ранні електромобілі застосовували й пасивне повітряне охолодження. Зокрема, Nissan Leaf 2010 року мав 24-кіловат-годинну батарею з такою системою. За даними Energies, рідинному охолодженню потрібно у два-три рази менше енергії, ніж повітряному, щоб утримувати батарейний блок за однакової температури. Саме тому цей спосіб став найпоширенішим.
BMW i3 не використовував окремий контур охолоджувальної рідини, натомість до батареї спрямовували холодоагент безпосередньо з кондиціонера. McLaren у моделі Speedtail занурила елементи батареї в електроізоляційну оливу. Згадані в огляді Energies моделювання показали, що імерсійне охолодження може відводити тепло до трьох разів ефективніше, ніж охолоджувальні пластини.
За невеликого навантаження контур батареї зазвичай працює через радіатор, а за інтенсивного, зокрема під час швидкого заряджання, — через теплообмінник із кондиціонером. У Tesla Model Y клапан Octovalve розподіляє охолоджувальну рідину між двигунами, батареєю та електронікою. General Motors заявляє, що теплова помпа Ultium збирає відпрацьоване тепло від батареї, силової електроніки та пасажирів для обігріву салону, додаючи приблизно 10% запасу ходу.
