Электромобиль зимой: может ли батарея «умереть» на морозе и как продлить срок ее службы

На морозе, как известно, все химические реакции замедляются. А как насчет поведения литиевых батарей на электромобилях?

Для электромобиля не существует терминов типа «завелся» или «не завелся». Это в ДВС при пуске электрическая энергия пробуждает химическую реакцию – а в «электричке» такой необходимости нет. Однако же понятно, что с умершей батареей машина никуда не поедет, а потому к тяговым литий-ионным батареям предъявляются особые требования.

Для увеличения срока их службы и максимальной эффективности работы рекомендуются следующие температурные режимы.

При стоянке – +10 °С

При вождении – от + 10 °С до + 40 °С. Оптимум – при 25 °С

При зарядке – 25 °С.

Во всех перечисленных случаях речь идет о температуре самой батареи, а не о забортной. Применительно к зиме отметим, что при стоянке в условиях ниже плюс 10 °С батарея, по правилам безопасности, должна быть заряжена. Зарядка же должна выполняться только при положительной температуре литий-ионной батареи (выше 0 °C). Другими словами, зимой требуется подогрев батареи, хотя не все автопроизводители открыто это декларируют. Попытки зарядить электромобиль в мороз могут значительно сократить срок службы литий-ионной батареи. Кроме того, любая замороженная батарея заряжается намного дольше. Хотите продлить срок жизни аккумулятора электромобиля – храните и заряжайте его на теплой парковке, либо после поездки оставляйте на зарядке, чтобы температура батареи не падала ниже критической. Еще вариант - поставить автономный отопитель, но тогда про экологичность электромобиля речи уже не идет.

Впрочем, интерес представляет исследование, проведенное сотрудниками Норвежской электромобильной ассоциации. В большом зимнем тесте участвовало несколько электромобилей, которым предстояло пройти свыше 2000 км, пользуясь, в основном, быстрыми коммерческими зарядками. Так вот, на 40-градусном морозе у всех возникли проблемы, но не с тяговыми батареями с рабочим напряжением 400 или 800 Вольт, а... с обычными 12-вольтовыми, как на машинах с бензиновым или дизельным двигателем!

Маленькие аккумуляторы электромобилей подзаряжаются от тяговой батареи через понижающий преобразователь постоянного тока – как правило, когда машина «заведена». Из описания исследования трудно понять, каким образом литиевые батарейки перенесли такой мороз, однако же нареканий к ним не было. Надо полагать, что в заряженном состоянии они довольно спокойно перенесли режим хранения, а езда осуществлялась при более щадящих температурах. Как бы там ни было, но об отказах именно основных батарей информации не поступило. Значит, все нормально?

Появляются сообщения о том, что литий-ионные батареи способны отдавать заряд в диапазоне температур от – 20 до +60 °С. Токоотдача при этом резко падает, заявленные пробеги тают на глазах, но батареи все-таки остаются живы. Что касается перспективы, то, по сообщениям издания Research Insight, производителям следует двигаться по нескольким направлениям, дабы снизить проблемность зимней эксплуатации электромобилей.

Первое направление – использование внешних подогревателей. Tesla применяет тепловые насосы: из забортного воздуха забирается тепло, нагретый воздух поступает к радиатору салона, а охлаждённый выбрасывается обратно на улицу. Но на сильном морозе система Tesla работает, мягко говоря, неважно.

Второе направление – применение в электролите… антифриза! Так хотят снизить его вязкость внутри литий-ионных ячеек. Сейчас пытаются решить проблему совместимости формулы антифриза с существующими электролитическими жидкостями и материалами катода, анода, сепаратора.

Третий путь – твердотельные аккумуляторы. Но тут, пока что, информации об успехах не видать. По прогнозам первые образцы появятся примерно к 2026 году.

В целом же проблема налицо: электромобилям на морозе очень плохо. Вот почему в ближайшее время преимущество на рынке будут иметь все-таки гибриды с углеводородной палочкой-выручалочкой в виде ДВС. Эти двигатели к морозам давно привыкли.