АКБ с подогревом для зарядки на морозе на зимнем электротранспорте

При минусовых температурах у литий-ионных аккумуляторов снижается емкость, просаживается напряжение, возрастает сопротивление, уменьшается токоотдача, увеличивается скорость саморазряда. В результате исходного запаса емкости хватает на меньшее расстояние, чем во время поездок в теплое время года.

Снижение емкости происходит из-за того, что при низких температурах электролит слабее проводит ионы лития, и химические реакции протекают медленнее. Насколько снижается эффективность работы АКБ на морозе – зависит от ее химического состава. Например, литий-железо-фосфатные и литий-титанатные батареи более адаптированы к использованию зимой, чем остальные Li-ion модели.

Факторы, уменьшающие дальность хода зимой

Кроме низких температур, на дальность хода негативно влияет наличие снежного покрова, встречного ветра и других факторов, создающих дополнительное сопротивление при езде. В отличие от автомобиля, где аккумулятор в процессе езды нагревается от работающего двигателя, на электровелосипедах и других видах легкого электротранспорта такого эффекта нет. Наоборот – во время поездки из-за встречного потока холодного воздуха АКБ охлаждается еще на 3–5 °С.

И хотя влияние отрицательных температур на литий-ионные аккумуляторы временное, долгое пребывание на морозе для них нежелательно. Быстрый саморазряд нередко приводит к глубокому разряду батареи, ее деградации и необратимой потере емкости. Поэтому утепление тяговых батарей на зимнем электротранспорте считается хорошей идеей.

АКБ для зимнего электротранспорта

Для использования зимой на электросамокатах, велосипедах, снегокатах, скутерах, мопедах и других видах персонального электротранспорта рекомендуются тяговые батареи типа LiFePO4 или LTO (литий-титанат). Для защиты от переохлаждения батареи для зимнего электротранспорта утепляют теплоизоляционным материалом и снабжают подогревом.

Роль шубы для аккумуляторной батареи выполняют специальные термокейсы – прочные и мягкие «термосы» из теплоизоляционного материала. Его задача – поддерживать температуру аккумуляторной батареи в комфортном диапазоне, не допуская ее переохлаждения и снижения емкости. Когда термокейс дополнительно снабжается слаботочными нагревательными элементами (низковольтными пластинами), получается АКБ с подогревом.

Правила использования термокейса для батареи

Для корректной работы термокейса необходимо помещать в него теплую батарею (комнатной температуры), и тогда чехол будет поддерживать оптимальный диапазон температур. Если же хранить АКБ не дома в тепле, а в холодном гараже, при долгом пребывании на морозе она остынет в любой термошубе. Поэтому оставлять АКБ на холоде не стоит.

Если сравнивать термокейсы с нагревательными элементами и без них, то модели 1 типа более эффективны. Низковольтные пластины подогревают батарею и поддерживают комфортный тепловой режим для ее эффективной работы. Поэтому батарея с подогревом для электротранспорта считается наилучшим решением для зимы.

Нагревательные элементы можно приобрести отдельно или в составе готовой системы нагрева. Пластины производятся из пластика или тонкого текстолита со встроенными нагревательными элементами. Обычно для подогрева используется 2 пластины, устанавливаемые вдоль боковых поверхностей батареи. Энергии они потребляют немного – 20–40 Вт, и этого вполне достаточно для поддержания плюсовых значений температуры. Питание нагревательных элементов обычно происходит от самой батареи.

Создание термокейса для АКБ

Сделать термокейс для батареи можно из следующих материалов:

  • пенофол – вспененный полиэтилен с отражающей поверхностью и коэффициентом теплопроводности 0,04 Вт/(м ·°С);
  • пенопласт – его коэффициент теплопроводности зависит от марки и находится в диапазоне 0,037– 0,043 Вт/(м ·°С);
  • фольгоизол на пенопласте – материал с коэффициентом теплопроводности 0,038– 0,043 Вт/(м ·°С);
  • войлок – его коэффициент теплопроводности составляет 0,036 Вт/(м ·°С).

Главное – избегать использования легковоспламеняющихся материалов. Из выбранных утеплителей выполняется выкройка по размерам и форме аккумуляторной батареи. Для усиления защитных свойства термочехла используется несколько слоев материала. Батарея утепляется со всех сторон. Изоляция фиксируется скотчем. Иногда для удобства использования приспосабливаются застежки-липучки. Для вывода проводов и креплений выполняются технологические отверстия.

Такая «шуба» убережет аккумуляторную батарею от переохлаждения и потери емкости на морозе. Но перед зарядкой используемую зимой АКБ все равно нужно выдерживать при комнатной температуре. Это поможет избежать перезаряда и других негативных последствий. Заряжать батарею при минусовых температурах недопустимо, даже если она утеплена.

Предыдущую статью блога VoltBikes мы посвятили самым быстрым электровелосипедам в мире.

  • 25 ноября 2020 г.
  • 2059 просмотров
comments powered by HyperComments