Норвезька електромобільна асоціація перевірила низку батарейних машин низькими температурами. Електромобілі проморозили до 40 градусів нижче за нуль у спеціальній камері, щоб потім перевірити їх працездатність.
Вважається, що літій-іонні батареї здатні віддавати заряд у діапазоні температур від -20 до +60 градусів, тоді як оптимальний режим, у якому осередки видають заявлену потужність і здатні до заряджання на повну ємність – від 15 до 35 градусів вище нуля. Тому електромобілі потребують продуманої системи термального менеджменту батарей, щоб їх як охолоджувати, так і підігрівати в морози.
І це не єдина проблема. У холоди неприємний сюрприз власника електромобіля може чекати з несподіваного боку – від старого свинцево-кислотного акумулятора. У сучасних електромобілів електрична система розділена на дві частини: тягові двигуни працюють від основної літій-іонної батареї з робочою напругою 400 або 800 вольтів, а все бортове обладнання живиться від звичайної 12-вольтової батареї, як на машинах з бензиновим або дизельним двигуном. Остання заряджається від тягової батареї через понижувальний перетворювач постійного струму – зазвичай, коли машина «увімкнена».
Дослідники Норвезької електромобільної асоціації вирішили змоделювати таку ситуацію: електромобіль з майже повністю зарядженою тяговою батареєю ночує на 40-градусному морозі; після цього водій відкриває машину, включає обігрів салону, і коли скло відмерзає, а температура всередині стає прийнятною, вирушає у поїздку. Випробування проводили на заполярному полігоні Lapland Proving Ground у Лапландії, поблизу фінського міста Муоніо. Крім льодових і снігових трас різного профілю, там побудований комплекс кліматичних камер, що дозволяють проморозити автомобіль практично до будь-якої заданої температури.
У випробуваннях взяли участь п’ять електромобілів, які вийшли на ринок минулого року – Kia Niro EV, BMW iX1, споріднені Nissan Ariya та Renault Megane E-Tech, а також британсько-китайський хетчбек MG4. Усередині кліматичних камер піддослідні машини провели по 12-14 годин. Під час експерименту випробувачі заміряли напругу на клемах акумуляторів перед випробуванням і після відкриття машин вранці.
Найгірше ночівлю на морозі переніс «китаєць»: холоди «вбили» маленький акумулятор MG4 ємністю всього 45 ампер-годин. Вранці машина ніяк не реагувала на команди з пульта – довелося відкривати її механічно, ключем. А коли підняли капот і приєднали до акумулятора вольтметр, той показав жалюгідні 3,15 вольта. Спроби зарядити розряджену та проморожену батарею від мережі закінчилися фіаско – щоб продовжити рух на MG, випробувачам довелося їхати на BMW до магазину запчастин за новим акумулятором.
Renault Megane E-Tech, навпаки, переніс морози з легкістю: напруга на акумуляторі склала дуже високі 15,12 вольта (попри скромну ємність 50 ампер-годин). Напруга виявилася навіть більшою, ніж увечері! Технічні фахівці з Renault пояснили таку аномалію: виявляється, перетворювач постійного струму на Megane E-Tech періодично заряджає 12-вольтовий акумулятор від основної тягової батареї навіть у той час, коли машину вимкнено. Підігрів салону теж показав дуже високу ефективність: через десять хвилин після його включення лід зійшов достатньо для того, щоб починати рух, через тринадцять хвилин скло було повністю вільне від льоду, а температура в контрольній точці салону досягла 18 градусів. Через 15 хвилин у салоні – комфортні 19,3 градуса.
Добре впорався з нічними морозами й BMW iX1: великий акумулятор на 60 ампер-годин видав напругу 14,8 вольта – також більше, ніж увечері. Хоча знайти пояснення цьому норвежці не змогли, адже фахівці BMW запевняли, що автоматична підзарядка в «сплячому» режимі не передбачена. Можливо, перетворювач встиг дозарядити батарею за кілька хвилин між відкриттям машини та виміром. Салон у BMW прогрівався повільніше, ніж у Renault: злегка тепле повітря починало дмухати лише на восьмій хвилині, до нуля температура в салоні піднялася через 11 хвилин після включення клімату, а через 12 хвилин скло ще тільки починало розморожуватися. Втім, через 15 хвилин після початку експерименту температура в салоні досягла цілком комфортних 17 градусів.
Nissan Ariya після морозів виглядав цілком щасливо – відкрився з пульта, правда напруга на акумуляторі була нижчою, ніж у суперників (11,42 вольта). Обігрів салону стартував нормально… але через три хвилини на панелі приладів висвітлилася купа помилок: TM system error, EV system error, EV system OFF, Stop safely, see user manual. І за чотири хвилини після старту вентилятор обігрівача завмер… Випробувачі припускають, що водієві Nissan Ariya у такій ситуації розумніше не прогрівати салон, а їхати одразу – ймовірно, на ходу перетворювач напруги зможе зарядити 12-вольтову батарею.
Що стосується Kia Niro EV, то він через помилку опинився в нерівних з рештою умовах: температура у нього в кліматичній камері виявилася нижчою -44 градуси. Та й усередині він провів більше часу… Але машина відкрилася нормально, а вольтметр на клемах великого акумулятора ємністю 60 ампер-годин показав 11,72 вольта. Спершу ситуація виглядала обнадійливо, але обігрівач ледве справлявся з холодом: за десять хвилин роботи він зміг підняти температуру в салоні лише до 25 градусів нижче за нуль. А через 11 хвилин після старту бортова електроніка остаточно викинула білий прапор: на панелі приладів з’явилося повідомлення Low battery level for 12V battery. Stop safely. Напруга на акумуляторі при цьому опустилася до 6,4 вольта, спроби його зарядити успіхом не увінчалися.
Після цього жорсткого тесту випробувачі закотили всі машини в теплу майстерню, і взялися за заміну акумуляторів на трьох електромобілях, що «заглухли». Через кілька годин вони змогли продовжити автопробіг, проїхавши після цього ще 1800 кілометрів.
Мешканцям холодних регіонів фахівці Norsk elbilforening радять частіше контролювати напругу в акумуляторі й заряджати його, якщо напруга впала до 12,7-12,8 вольта, інакше в якийсь момент ви ризикуєте залишитися наодинці з гірляндою помилок на панелі приладів і нікуди не виїхати…
Загалом, відкриття багато в чому несподіване: виявляється, для електромобілів важлива ємність не тільки великої тягової батареї, але і звичайного акумулятора, про який навіть не кожен власник знає.