Система охлаждения электромобиля
С постепенным ростом популярности электромобилей в потребительском сообществе растет убеждение, что современные электромобили — простые в устройстве, управлении и обслуживании машины, которые технически мало чем отличаются от машинок на радиоуправлении. На самом деле, такое мнение — результат качественной работы отделов маркетинга автопроизводителей.
Зачем электромобилю система охлаждения
Электромобиль априори устроен гораздо сложнее традиционного авто с двигателем внутреннего сгорания. И тот факт, что у многих современных моделей дизайн кузова не предусматривает решетки радиатора, вовсе не говорит о том, что им не требуется система охлаждения.
При этом систему охлаждения электромобиля правильнее было бы назвать системой терморегуляции. Ее задача — поддержание комфортного диапазона температуры внутри батарейного отсека. Она может как охлаждать, так и нагревать.
Любая батарея при зарядке будет нагреваться. И чем выше мощность зарядки, тем сильнее будет нагрев. Однако и при разрядке аккумуляторы тоже имеют тенденцию к повышению внутренней температуры. И чем выше скорость разрядки, тем сильнее нагрев.
Это буквально означает, что если использовать электромобиль в спортивном режиме или даже просто «активно ездить», батарея будет разряжаться быстрее, поскольку от нее будет требоваться отдать большее количество энергии за как можно меньшее время. Такие спринтерские упражнения очевидно будут приводить к нагреву батареи.
Вместе с этим морозная погода создает прямо противоположный эффект, когда аккумуляторные ячейки внутри нужно прогреть. Причем сделать это как можно равномернее — разность температур между ячейками в большинстве случаев не должна превышать 5 градусов Цельсия. Иначе это может привести к неравномерному заряду и разряду ячеек.
Если бы в электромобиле не было системы охлаждения, его батарея деградировала с высокой скоростью и вышла из строя гораздо быстрее, чем могла. Именно с этими последствиями призвана бороться система терморегуляции батареи.
Какие решения применяются для охлаждения электромобиля
Для терморегуляции в батареях применяют самые разные решения, но мы выделим несколько наиболее распространенных и признанных эффективными: жидкий хладагент, материалы с фазовым переходом, ребра охлаждения и даже воздух.
Сразу оговоримся, что подавляющее большинство производителей батарей перешли на системы с жидкостным охлаждением, которые имеют наивысшую эффективность.
Жидкостное охлаждение для аккумуляторов электромобилей демонстрирует высокую эффективность благодаря своей теплопроводности и теплоемкости, значительно превосходящей воздух. Такие системы, как у Tesla, BYD, CALT и Amperex, обладают компактностью, простотой интеграции и стабильной производительностью при любых внешних условия. Даже несмотря на риски утечек и сложную утилизацию.
Материалы с фазовым переходом способны поглощать тепло, переходя из твердого состояния в жидкое. Они эффективны для охлаждения батарей, но есть нюанс — изменение объема и способность только поглощать, а не отводить тепло, ограничивают их применение в автомобилях.
Ребра охлаждения увеличивают площадь теплопередачи, отводя тепло от батареи к воздуху. Они хорошо охлаждают, но добавляют лишний вес, что делает их непрактичными для электромобилей, для которых важен буквально каждый килограмм.
Воздушное охлаждение использует конвекцию, когда воздух, проходя по поверхности батареи, отводит тепло. Простое и легко реализуемое, оно заметно менее эффективно по сравнению с жидкостным охлаждением. Кроме того, его применение негативно сказывается на долговечности батареи.
Контроль температуры важен для сохранения емкости батареи. Воздушное охлаждение использовалось на ранних моделях электромобилей, но большинство производителей перешли на жидкостное охлаждение, зарекомендовавшее себя как самое эффективное и перспективное.
Однако же не только батарея нуждается в терморегуляции. В электромобиле тепло выделяют еще и электромоторы, инверторы, преобразователи и другие узлы. Например, система кондиционирования. И чтобы охлаждать или же обогревать все эти элементы производители идут на различные хитрости и нестандартные решения.
Кто-то использует множество высокопроизводительных вентиляторов, а кто-то изобретает универсальную платформу, которая позволяет объединить все эти компоненты в единый контур охлаждения и добиваться эффективности не количеством контуров, а объемом хладагента.
Как охлаждают электромобили
К примеру, электрический гиперкар Lotus Evija оснащается четырьмя электромоторами — по одному на каждое колесо. Совокупная мощность их достигает в пике 2039 л.с. Питаются они от батареи емкостью 93 кВтч, которой хватает примерно на 320–350 км. Но у этого гиперкара есть особенный режим, в котором он теоретически может высадить всю батарею целиком всего за 7 минут. Только представьте, какое количество тепла будут выделять в таком режиме электромоторы и батарея.
Чтобы как-то решить эту непростую задачу, инженеры британского бренда разместили прямо за креслами четверку радиаторов, которые играют роль не только терморегулирующую, но и выступают противовесом, создавая оптимальную развесовку гиперкара. Охлаждение радиаторов осуществляется с помощью вентиляторов и естественным обдувом во время движения.
Инженеры Audi при проектировании своего спорткара на батареях RS e-tron GT Performance использовали универсальную платформу MLB evo, которая применяется и для создания обычных автомобилей с ДВС.
Все же этот автомобиль более подходит для повседневного применения и не является чисто трековым бойцом. Поэтому для повышения эффективности здесь не нужно изобретать уникальных и сложно реализуемых решений. Тем не менее, немцы не были бы немцами, если бы не придумали что-то свое.
Мощность силовой установки в пике достигает 925 л.с. Питается она от батареи емкостью 97 кВтч. Все это охлаждается всего одним радиатором, через который прогоняется приблизительно 20 литров охлаждающей жидкости. Подчеркнем, что этот единственный радиатор охлаждает еще и климатическую систему, помимо батареи и пары электромоторов.
Таким образом немецкие инженеры решили еще и проблему обогрева электромобиля и увеличения запаса хода.
Тем не менее, они не рекомендуют злоупотреблять спортивным S-режимом, который способен поддерживать максимальную мощность в режиме Boost не дольше 8 секунд. Время пришлось ограничить, чтобы избежать перегрева.
Особенности охлаждающей жидкости для электромобилей
Главной особенностью охлаждающей жидкости для электромобилей является ее низкая электрическая проводимость. Очевидно, это требование продиктовано требованиями безопасности — это позволит избежать пожара при повреждении контура охлаждения.
Несмотря на то, что электродвигатели не выделяют такого количества тепла, как двигатели внутреннего сгорания, им тоже нужно охлаждение. Основным элементом, требующим охлаждения, является ротор. Оно обеспечивается с помощью прогона хладагента через вал. Дополнительной функцией охлаждающей жидкости является смазывающая способность.
Самым распространенным решением среди комбинаций силовых установок является пара электромоторов — по одному спереди и сзади. Каждый электродвигатель оснащен двумя температурными датчиками для точного мониторинга. В переднем тяговом электродвигателе установлены датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) и датчик температуры статора (ДТС).
Датчик ДТОЖ следит за температурой охлаждающей жидкости, поступающей в двигатель, а ДТС измеряет температуру статора и интегрирован в обмотку статора и продублирован для надежности. В случае выхода из строя одного из датчиков функцию контроля температуры берет на себя второй, что позволяет избежать замены двигателя при отказе одного датчика. На задней оси установлены аналогичные датчики: датчик температуры статора и датчик температуры охлаждающей жидкости. Этот дублированный подход обеспечивает надежный контроль температуры и защищает систему от перегрева.
Нужно ли менять охлаждающую жидкость электромобиля
Вопреки распространенному мнению, что электромобили не требуют обслуживания, это не совсем так. Дело в том, что такие расходники как тормозные колодки и воздушные и салонные фильтры требуют замены примерно так же часто, как и на обычном автомобиле с ДВС. А остальные агрегаты и узлы нуждаются в обслуживании гораздо реже. Исключение составляют гибриды, оснащенные ДВС-генератором, который требуется обслуживать каждые 10–15 тыс. км так же, как и обычный автомобиль.
Электрические моторы также требуют своевременного ухода. В среднем каждые 30 000 км или раз в два года требуется менять охлаждающую жидкость.
Качественно обслужить свой электромобиль всегда можно в «Нео Сервис». Специалисты «Нео Сервис» обладают лучшей экспертизой для обслуживания и ремонта электрических и гибридных автомобилей, потому что занимаются этим уже более 4-х лет. Здесь вам всегда помогут с проведением эффективной диагностики с помощью оригинального оборудования.
Отдельно отметим, что клиенты, купившие электромобиль или гибрид с гарантией в EVCARS, обслуживаются вне очереди и по самым выгодным ценам.
Автосалон EVCARS
3 июля, 2024
Нужна помощь в подборе электромобиля?
Оставьте заявку
и мы перезвоним вам в течении 15 минут
Нажимая «Отправить заявку»,
Вы даете согласие на обработку
персональных данных.
Если вы рассматриваете покупку электромобиля и гибрида из Китая, то вы наверняка заметили, что цена на один и тот же […]
Электромобили становятся все более популярным выбором для многих автовладельцев. В отличие от традиционных машин с двигателями внутреннего сгорания, они работают […]
Первые гибриды На рубеже XIX и XX веков бельгиец Анри Пипер построил «вуатюретку» мощностью 3,5 лошадиные силы, в которой электрический […]
