Чем отапливается электромобиль зимой

Как работает печка в электромобиле и будет ли тепло зимой?

Как работает печка в электромобиле? В зависимости от модели используется принцип кондиционера, но на прогрев, применение специальной спирали, обдув по принципу фена или применение инфракрасного излучения. При этом в классическом понимании печки нет. Ниже подробно рассмотрим, как обогревается электромобиль зимой, на каком принципе работает система, и как она построена.

Есть ли печка в электромобиле

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно понимать, как устроена печка в электромобиле и обычном двигателе с ДВС. В машинах с простым мотором в отоплении принимает участие система охлаждения. Нагретая охлаждающая жидкость проходит через блок цилиндров, перемещается по основному радиатору и радиатору отопителя. Последний установлен в салоне машины, а возле него стоит вентилятор, который распределяет теплый воздух. Иногда для повышения эффективности применяются электрические подогреватели, которые работают на этапе прогрева силового агрегата. При этом потребление дизельного / бензинового топлива минимально, а энергия для вентилятора берется от работающего двигателя.

Система отопления салона электромобиля иная, ведь здесь нет системы охлаждения и двигателя внутреннего сгорания. Это означает, что получить «бесплатный» (как в прошлом случае) источник тепла не получится. При этом печки в классическом понимании в электромобилях не предусмотрено. Но имеется другой тип обогревателя. Он работает не менее эффективно и спасает даже в лютые морозы.

Как обогревается салон зимой

С учетом сказанного возникает вопрос, как работает отопитель салона в электромобиле, если в нем нет классической системы охлаждения. Здесь каждый производитель внедряет разные системы, которые отличаются по принципу действию и особенностям. Чаще всего применяются следующие системы:

Резистивные нагреватели до 6 кВт, которые берут на себя функцию нагрева при холодной трансмиссии.
Применение тепла от двигателя и преобразователя, полученное от его нагрева, и последующая передача тепла в салон (по похожему принципу работает печка). При этом используется минимум энергии аккумулятора.
Специальные спирали, которые обдуваются вентилятором.
Инфракрасные лучи и т. д.

Как видно, рассмотренную выше систему трудно назвать чем-то новым и совершенным. Даже при самом продуманном решении она проигрывает классическому отоплению, которое работает в обычном автомобиле. При этом главное слабое место находится именно в аккумуляторе, который быстрее разряжается из-за необходимости затрачивания энергии.

В более современных электромобилях работает более продуманная система обогрева салона электромобиле зимой, которая создает меньшую нагрузку на сеть. Ее принцип чем-то похож на тепловой насос, когда энергия для печки в электромобиле берется не только от батареи, но и от мотора или даже извне. Иными словами, применяется даже энергия холодного воздуха, которая не расходуется зря.

Как устроено отопление

Теперь подробнее рассмотрим, как обогревается салон электромобиля зимой. Ее принцип очень прост. Сначала газообразный теплоноситель сжимается с помощью компрессора высокого давления, и происходит повышение температуры. После этого жидкость направляется радиатор отопителя, после чего тепло отдается в салон машины. На следующем этапе теплоноситель направляется через расширительный клапан, где его температура снова снижается.

После этого происходит разделение теплоносителя на газовую и жидкую форму. Первая часть становится холодной, после чего она идет в теплообменник и обдувается заборным воздухом. При этом происходит абсорбция части тепла воздуха из вне. На следующим шаге происходит новое сжатие теплоносителя компрессором с передачей тепла в салон. При этом получается замкнутый цикл.

Зная, как устроено отопление в электромобиле, можно делать выводы о его эффективности. По сути, это классический кондиционер, но с обратным принципом работы (на нагрев). Для работы печки необходимо немного энергии. Такая особенность позволяет лишь немного снизить первоначальный запас хода при включенной печке. Интересно, что тепловой насос имеется во многих моделях, к примеру, Тесла Model Y.

Рассматривая вопрос, как, и каким образом работает система отопления в электромобиле, нельзя не отметить и другие подходы, применяемые производителями. К примеру, представители концерна БМВ уверены, что решение проблемы лежит в применении инфракрасного отопления. Такая печка работает только на нагрев предметов и человека, поэтому не расходует энергию на нагрев воздуха. Благодаря этой особенности, на отопление уходит не менее минуты, а энергии нужно минимум. В качестве препятствия может выступать только предмет, с которым сталкивается электромагнитная волна.

В сравнении с классическим воздушным отоплением ИК печка работает с большей эффективностью и отличается экономичностью. Конечно, ее не планируют использовать в качестве основного источника, но как дополнительный элемент обогрева она вполне подойдет.

В классических Ниссан Лиф печка работает еще проще. Здесь ставится фен, который прогревает воздух и работает на «дизеле». Сгорающий в устройстве «дизель» по принципу паяльной лампы греет корпус, после чего через последний проходит воздушный поток. В результате даже при 20-градусном холоде удается прогреть электромобиль за 6-8 минут. При небольших поездках можно оставить печку включенной и пойти по делам. При этом в автомобиле поддерживается тепло и нет необходимости оставлять включенный мотор.

Теперь вы знаете, как отапливаются электромобили, и по какому принципу работает печка в таком транспорте. Каждый производитель старается продумать свою систему, которая будет создавать минимальную нагрузку на аккумуляторную батарею и не повлияет на общий запас хода транспортного средства. При этом избежать траты энергии все равно не получается. Да и это не единственная проблема для электрокаров зимой.

В комментариях расскажите, о каких системах работы печки в электромобиле вы еще знаете, и как работает эта система у вас.

Электромобиль и зима

Развеиваем мифы, что электромобиль подходит только для регионов с теплым климатом.

Электромобили уже давно и успешно продаются в странах с холодным климатом

Каждый 10-ый проданный автомобиль в северной Европе — электромобиль (по итогам 2018 года). Сюда входят Швеция, Норвегия и Финляндия. В этих странах достаточно долгие и холодные зимы. В Канаде, где морозы не хуже Российских, доля электромобилей составляет 8% от продаж 2018 года.

Гарантированный температурный порог эксплуатации электромобиля -40°С

Современный электрокроссовер Jaguar I-PACE гарантирует нормальную работу электрокара до -40°С. Мощность не будет снижена, а климат контроль будет адекватно работать. Электромобили Tesla и Nissan рекомендуют эксплуатацию до -30°С, как и большинство производителей автомобилей с традиционным ДВС (посмотрите инструкцию).

До -10°С. Электромобиль не нужно греть, сел и поехал

До -10°С электромобиль ведет себя как обычный автомобиль и его не нужно прогревать прежде чем ехать. Запустил печку, очистил снег и поехал. При этом из печки сразу идет теплый воздух, благодаря «фену».

-10. -20°С

Первые 5-10 минут движения, может быть ограничена мощность электродвигателей, пока аккумуляторы прогреваются. Некоторые электромобили могут быть оснащены АКПП или вариатором, в которых также первые 10 минут будет прогреваться масло (как и у ДВС). Расход энергии на обогрев салона увеличивается в 1.5 раза, пробег автомобиля уменьшается на 20-30% чем летом (зависит от технологий и конструктивных решений автомобиля).

Холоднее -20°С

— Первые 10-15 минут движения ограничена мощность электродвигателей, пока аккумуляторы прогреваются. Это время также зависит от «пробега» аккумуляторов, конструктивных технологических особенностей; — На прогрев салона потребуется уже больше времени; — Потребление энергии на обогрев салона, может уменьшить пробег автомобиля до 40% в городе с пробками;
— Большинство подержанных электромобилей гольф-класса (1ых поколений) не справляются с обогревом салона при таких морозах и для решения этой проблемы устанавливают нештатный топливный отопитель; — Когда температура батареи опускается ниже -20°С – включается подогрев, и греет её до -10°С, что защищает аккумуляторы от повреждений (данная функция не работает при заряде ниже 30%). Расход заряда на подогрев обычно незначительный и автомобиль может простоять без подзарядки неделю и более.

У электромобилей есть автозапуск

У большинства электромобилей можно запрограммировать на определенное время прогрев салона и аккумуляторов или включить кондиционер (летом в жару). Это также можно сделать с ключа или смартфона.

Топливный отопитель (Webasto) — не шутка

На электромобили устанавливают нештатные дополнительные топливные отопители (популярно на Nissan Leaf). Это позволяет: 1. Значительно увеличить зимний пробег — он становится близким к летнему; 2. Быстрее и заранее прогреть (запуск с брелка/пульта) и поддерживать комфортную температуру салона, что особенно полезно для регионов где бывают частые морозы -30°С и холоднее. p.s. К сожалению Webasto также потребляет энергию батареи на работу горелки и насоса.

Заряжаются дольше

Когда автомобиль заряжается на улице при температуре меньше -5°С, то скорость зарядки снижается на 5-10% относительно летней. Часть заряда уходит на прогрев.

Емкость батареи становится меньше

При температурах ниже -10°С максимальная емкость батареи временно снижается, примерно на 5-7% на каждые -10°С. Это связано с физико-химическими процессами и безопасностью.

Как работает электромобиль зимой в России: в чём подводные камни

С приходом зимы многие водители начинают с вечера беспокоиться о том, как они поедут на работу утром.

Ведь температура ночью в России может спокойно опускаться далеко за — 15 градусов Цельсия. Кто-то включает автозапуск на прогрев каждые 2 часа, следующие снимают аккумулятор и заносят в тепло, а кто-то просто надеется на волю случая. А как эксплуатировать электромобиль в России в зимний период? Ведь батарею из него не вытащишь, автозапуск «съест» заряд аккумулятора, и далеко не у всех есть тёплый гараж для автомобиля.

Морозы и электромобиль

Литий-ионные аккумуляторы сконструированы таким образом, что могут оптимально работать даже в суровых реалиях Российской Федерации: диапазон от -20 до +60 градусов считается абсолютно нормальным диапазоном. Конечно, наша погода «радует» нас своим непостоянством – днём могут быть комфортные -10, а ночью температура воздуха охладится до -30. В таких случаях, естественно, часть ваши аккумуляторы в электромобиле потеряют часть заряда. Однако, есть ряд «лайфхаков» для водителей электрокаров.

Будьте внимательны. Следите за температурой батареи. Электромобилю тоже нужен небольшой прогрев, чтобы аккумуляторы прогрелись до рабочей температуры.
Подготовка решает. Электромобиль зимой должен быть готов к нашим условиям. Проверьте целостность дна авто на предмет трещин и повреждений для защиты батареи от снега и реагентов.
Следите за уровнем заряда. Конечно, зимой аккумуляторы разряжаются чуть быстрее, поэтому перед началом поездки оцените запас хода, чтобы добраться до точки назначения без приключений.
Если есть такая возможность, то лучше всего держать электрокар в крытом боксе, гараже или подземном/наземном паркинге. Даже неотапливаемый гараж сохраняет тепло, из-за чего сократится время на прогрев, и вы сэкономите заряд.

Как отапливается электромобиль зимой и для чего это нужно?

Некоторые задаются вопросом: «А зачем в принципе прогревать электромобиль? ДВС там нет, масла тоже. К чему все эти сложности?». Во-первых, в тёплом автомобиле вам будет гораздо комфортнее. Всё же сидеть на промороженном кресле и видеть, как медленно оттаивают стёкла, удовольствие ниже среднего. Во-вторых, согласно исследованию Battery University, литий-ионные батареи лучше всего эксплуатировать при следующих температурах (температура самого аккумулятора, а не окружающей среды):

Стоянка – +10°С.
Вождение – +10/+25/+40°С. В таком температурном режиме КПД достигает 90%, 95% и 100%, соответственно.
В момент зарядки – +25°С.

Таким образом, для продления срока жизни аккумуляторов лучше всего дать батареям прогреться перед поездкой. Вы сядете в тёплый салон, а батареи выдадут наибольший коэффициент полезного действия.

Опыт эксплуатации электромобилей в холодных странах

Россия не является единственной страной с холодным климатом. Поэтому у нас есть опыт использования электрокаров, как от наших соотечественников, так и жителей Канады, Финляндии и Норвегии.

Многие автопроизводителя специально «затачивают» электрокары под вождение в морозы. Так называемый «зимний пакет» чаще всего предусматривает:

Автоматический подогрев батареи во время стоянки.
Ограничения по максимальной скорости, рекуперации и зарядке. «А как же заряжать электромобиль зимой, если эта функция на блоке?!», – спросит возмущённый водитель. Не переживайте, это сделано для того, чтобы продлить срок жизни аккумулятора. После минимального прогрева эти функции разблокируются и вы сможете насладиться всеми возможностями своего «электрического друга».
На парковке с подключённой зарядкой батарея не заряжается, но подогревается от сети, а не собственной энергией.

Но даже при отсутствии зимнего пакета, есть вполне рабочий способ для комфортной эксплуатации электрокара в холодный сезон:

Webasto. При поступлении сигнала начинается подача в камеру сгорания. Тёплый воздух направляется по трубкам, которые, в свою очередь, прогревают батарею до рабочих режимов. Кстати, у Tesla есть электрический аналог Webasto – обволакивающий нагреватель на 5 кВт.

Пока в процессе разработки следующие варианты:

«Коктейль» электролита с антифризом. Чтобы снизить вязкость электролита внутрь ячеек добавляется антифриз. Но пока не решится проблема совместимости антифриза с электролитом, материалами из которых изготовлены анод, катод и сепаратор, такой способ ещё не жизнеспособен.
Твердотельные батареи. Твердые электроды, совмещённые с твёрдым электролитом, представляются идеальным вариантом для русской зимы. Но технология изготовления пока недостаточно развита, чтобы запустить серийное производство твердотельных аккумуляторов.

Использование электромобилей зимой не является чем-то экстраординарным. При грамотном подходе электрокар будет служить вам верой и правдой в любое время года. Никто из владельцев авто с электродвигателем из Норвегии, Исландии, Канады или Финляндии не вернул свою машину в автосалон из-за невозможности использовать её зимой. Следуйте обычным и несложным правилам и тогда вашему электромобилю не будут страшны никакие морозы.