Как системы охлаждения аккумуляторов электромобилей поддерживают безопасную температуру
В большинстве современных электромобилей температурой батареи управляет система терморегулирования, как правило с жидкостным охлаждением. Она помогает ограничить старение и отвести тепло при быстрой зарядке.
Поддержание нужной температуры аккумулятора стало важной частью конструкции электромобилей: в большинстве современных машин система терморегулирования и нагревает, и охлаждает батарею. Она влияет на скорость зарядки, срок службы аккумулятора и запас хода в холода.
Подготовка к зарядке
В мороз автомобиль с холодной батареей может заряжаться на быстрой станции медленнее. Многие электромобили готовят батарею в пути, если станция указана в навигации как пункт назначения. Руководство Tesla советует делать это за 30–45 минут до прибытия, а Porsche предупреждает, что без этого мощность зарядки может быть ниже.
Зачем нужно охлаждение
Компания Geotab, занимающаяся управлением автопарками, отслеживала более 22 700 электромобилей и выяснила, что в среднем аккумуляторы теряют 2,3 % состояния здоровья в год. В жарком климате потери были примерно на 0,4 процентного пункта больше, чем в умеренном. Автомобили, которые часто пользовались зарядками мощностью выше 100 кВт, теряли 3 % в год, а те, что делали это редко, — 1,5 %.
При быстрой зарядке, когда через батарею проходит 300 ампер и более, выделяется много тепла. Обзор в журнале Energies 2021 года показал, что разница температур более 5 °C внутри элемента может ускорить старение на 25 %. В холодной батарее растёт внутреннее сопротивление, а быстрая зарядка может вызвать осаждение лития на электродах. По данным Recurrent, изучившей более 30 000 электромобилей в США, при минусовой температуре батареи в среднем давали 78 % идеального запаса хода, а при −7 °C — около 70 %.
Воздух, жидкость и хладагент
Первый Nissan Leaf в 2010 году использовал пассивное воздушное охлаждение для батареи 24 кВт·ч, тогда как Tesla, GM и Ford применяли жидкостные системы. Третье поколение Leaf, представленное в 2025 году, перешло на жидкостное охлаждение батареи 75 кВт·ч. По данным Energies, жидкостному охлаждению нужно в два-три раза меньше энергии, чем воздушному, поэтому оно распространено в большинстве электромобилей.
BMW i3 подавал хладагент из кондиционера прямо к батарее, а McLaren Speedtail погружает элементы в электроизолирующее масло.
Куда уходит тепло
Контур охлаждающей жидкости обычно связан с радиатором для небольших нагрузок и через теплообменник с кондиционером для больших, например при быстрой зарядке. Tesla Model Y использует клапан с прозвищем «Octovalve», а General Motors заявляет, что тепловой насос Ultium использует тепло батареи, силовой электроники и пассажиров для обогрева салона, добавляя около 10 % запаса хода.
