Днем с огнем: не садятся ли батареи на электромобиле зимой
Если вытащить из кармана на морозе смартфон, он грозит тут же разрядиться. Что происходит на холоде с электромобилями, где стоят, по сути, те же батареи, и что делают их владельцы, чтобы ездить зимой без проблем, выяснили «Известия».
Три капли в море
По данным «Автостата», к 1 января 2018 года в России было зарегистрировано 1,8 тыс. электромобилей. И хотя в мире их разновидностей больше сотни, в нашей стране хоть сколько-то распространены три марки.
Больше всего, свыше 60%, электромашин Nissan Leaf. Или 1,1 тыс. штук. Официально в России они не продаются из-за отсутствия инфраструктуры и завозятся преимущественно из Японии. Из-за этого, кстати, Дальний Восток лидирует по количеству электромобилей в стране.
На втором месте Mitsubishi i-MiEV — 283 штуки, или 16%. Начав поставки в Россию в 2013 году, в 2017-м компания отказалась от продаж своего электромобиля в нашей стране. Причиной стало то же отсутствие необходимой инфраструктуры, из-за чего не растет спрос.
Хирото Сайкава, президент и главный исполнительный директор Nissan, представляет модель Nissan LEAF
Третье место и долю в 15% от общего количества электромобилей делят две модели марки Tesla: седан S (194 штуки) и кроссовер X (68 штук). Несмотря на то что в России есть компании, специализирующиеся на поставках электрических машин Илона Маска, официально они никогда в нашу страну и не поставлялись.
Причина столь низкого интереса российских потребителей к электрокарам (и, как результат, производителей к России) не только в отсутствии необходимого количества зарядок. Хотя их действительно мало. По некоторым данным, в стране их чуть более 200. По другой информации, столько в одной Москве, но до более чем 50 тыс. в США всё равно далеко.
Смущает потенциальных покупателей то, как ведут себя литий-ионные батареи, установленные в машинах, на холоде. Оптимальная температура эксплуатации такой батареи, которая не сказывается на энергоресурсе, — от плюс 10 до плюс 20 градусов. Во многих регионах России большую часть года значительно холоднее.
Вынужденный тюнинг
И тем не менее на электромобилях ездят. И не только по Кисловодску, куда «АвтоВАЗ» отправил первую и последнюю партию электрических «Калин» — El Lada. Но и, к примеру, в Амурской области, где за 2017 год было поставлено на учет 40 электромобилей. И в Иркутске. Там владельцы самых распространенных в России электрокаров объединились в Nissan Leaf club Baikal — в чате клуба больше 350 участников.
Владельцы электрических Nissan и Mitsubishi признают, что при отрицательной температуре максимальный пробег на одной зарядке падает. С заявленных 150–160 км при оптимальной температуре до 80, а иногда и 60 км, когда столбик термометра оказывается в районе –30 °C.
Потребление энергии и соотношение киловатт-часов к километрам меняется не только из-за необходимости отапливать автомобиль, в том числе держать в нужном температурном режиме саму батарею. Больше всего, по мнению владельцев, уходит на печку в салоне. Поэтому, чтобы ездить дальше и в тепле, некоторые идут на вынужденный тюнинг.
Первый серийный электромобиль Mitsubisi i-MiEV, презентация которого прошла в Санкт-Петербурге
Например, ставят за усилителем переднего бампера отопительные системы, а вместе с ними небольшие топливные баки. И монтируют кнопку, которая принудительно выключает встроенное отопление. Это существенно сокращает потребление энергии. Хоть и идет вразрез с идеологией некоторых владельцев электромобилей, которые покупают их, чтобы не портить окружающую среду. Однако расход топлива у одного нагревателя всё же значительно ниже, чем у целого двигателя, так что компромисс допустимый. Те же, кто все-таки решил отказаться от бензина полностью, устанавливают в машинах газовые керамические нагреватели, работающие от баллонов.
Есть и другие зимние лайфхаки. Например, снаружи или внутри батарею обкладывают силиконовыми нагревателями для 3D-принтеров или ковриками с нагревательным элементом. Делается это из-за того, что при длительном простое на морозе бюджетный электромобиль впадает в спячку. Электронный блок управления просто блокирует запуск мотора и отказывается запускать его, пока выключенная машина не отогреется. Кстати, когда температура батареи падает в автомобилях Tesla, там ограничивается — до разогрева — максимальная скорость.
Tesla и в целом с морозами справляется гораздо лучше. По свидетельствам владельцев, зимой пробег сокращается несильно. И хотя емкость батареи снижается, да и сама батарея должна прогреваться, чтобы лучше работать, 300–400 км без подзарядки по холоду не проблема. Особенно если не выжимать педаль в пол на каждом светофоре. Правда, между Tesla и Nissan с Mitsubishi, кроме всего прочего, 10–15 млн рублей разницы.
Электромобиль Tesla Model S
Осознанное вождение
Все владельцы электромобилей признаются, что использование этих машин учит осознанности. Вне зависимости от наличия или отсутствия самостоятельных модификаций поездки приходится планировать заранее, в том числе чтобы в холод не стоять в пробках.
Правило, характерное для холодного времени: доберись быстрее, минуя пробки и сокращая время работы отопителя, высасывающего энергию из батареи. «Я, например, делаю крюк по пустым дорогам. Получается длиннее по километрам, но экономичнее при температуре ниже –25 градусов и скорости не более 60–70 км/ч», — рассказывает владелец электромобиля Александр. При этом добавляет, что в теплую погоду пробки для электромобиля не проблема — чем медленнее ехать, тем больше километров удастся преодолеть.
Другое правило, которое вывел Александр: если можешь подзарядиться, подзарядись. Подключение к сети, кроме всего прочего, не дает батарее замерзнуть на холоде.
Зато если электромашина не стоит без подключения к сети больше одной ночи на морозе, то она запускается сразу — прогревать, в отличие от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, не нужно, отмечает Дмитрий Емельянов из Хабаровска. «Еще одно преимущество электрокара — зимой с утра его не надо прогревать несколько минут: заводишь — и сразу едешь. Для России — еще одна причина, почему электромобили могут получить массовое распространение. И именно поэтому среди более чем 700 Nissan Leaf по стране их много именно в холодных регионах — Якутии, Чите, Хабаровске».
Падение максимального километража без подзарядки в принципе не было бы проблемой, если бы по России зарядные станции стояли, как, к примеру, в Великобритании, каждые 70–80 км. Пока же даже не все АЗС исполняют постановление правительства, по которому обязаны обзавестись зарядными станциями для электромобилей. Многие, по словам владельцев таких машин, отделываются предоставлением обычной розетки. А некоторые даже к ней подключиться не позволяют.
Так что пока, без развитой инфраструктуры, в условиях минимума официальной информации от производителей и отсутствия обширного зимнего опыта эксплуатации, которым автомобилисты делились бы на форумах, езда на электромобиле зимой — дело смелых автомобилистов, которые планируют свою поездку заранее с учетом всех розеток, к которым можно подключиться.
И таких в России с каждым годом меньше не становится. С января по сентябрь 2018 года продажи подержанных электромобилей в нашей стране выросли вдвое — до 1,5 тыс. штук против 693 шт. в первые девять месяцев 2017 года. Правда, купили ли себе новые электромобили продавцы, не уточняется.
Электромобиль зимой: на словах и на деле
Об эксплуатации электромобилей в холодное время года ходит множество мифов: плохо заряжается, быстро разряжается, в салоне холодно и перчатки лучше не снимать. Но если знать несколько простых правил, то многие электромобили в зимней эксплуатации не будут уступать машинам с ДВС, а в чем-то их даже превзойдут.
Где хранить?
По статистике, большинство украинцев держат авто на улице. Хранение же их зимой в подземном паркинге, многоуровневой стоянке или гараже сэкономит время на очистке от снега и льда, да и авто меньше остывает и промерзает. В случае с электромобилем к преимуществам хранения под крышей добавляется еще экономия электроэнергии. Включенные обогревы обледеневших стекол и зеркал расходуют киловатты тяговой батареи. 10 минут пользования обогревом способны снизить запас хода электромобиля на несколько километров.
Поэтому лучше оставлять электромобиль на длительное хранение подключенным к зарядной станции. Даже при использовании бытовой розетки за ночь батарея получит 15−20 кВт·ч энергии, которой в мороз хватит на 80−100 км пробега.
Как заряжать?
Физика процесса зарядки литий-ионных аккумуляторов такова: заряжать батареи, когда температура их элементов опускается ниже -5°C, нельзя. Но в современных электромобилях устанавливаются устройства, которые специальными ТЭНами подогревают охлаждающую жидкость, циркулирующую через батарею. То есть, если вы подключили холодный электромобиль к зарядке в -5 или -10°C — авто покажет старт заряжания, но непосредственно перед восполнением энергии израсходует ее в малом количестве на прогрев теплоносителя-антифриза. Потому процесс зарядки зимой и летом принципиально не отличается.
Как ездить?
В электромобилях 3 главных источника потребления электроэнергии. Главный — это движение. К примеру, в кроссовере Volvo XC40 Recharge два электромотора вращают колеса и приводят машину в движение. Второй потребитель — климатическая установка, обогрев или охлаждение салона. И меньше всего электроэнергии потребляет вспомогательное оборудование — освещение, стеклоочистители, аудиосистема и пр.
Зимой Volvo рекомендует держать батарею заряженной: минусовые температуры — это повышенные требования к батарее и сниженная емкость. Причина постоянно иметь минимальный заряд в 30−40% — та же, что и у рекомендации иметь зимой запас бензина в баке — это высокая вероятность попасть в пробку, вызванную осадками. Даже в стоящей машине достаточно потребителей электроэнергии.
Большой плюс электромобиля зимой и в том, что, в отличие от ДВС, его не нужно прогревать. При низкой температуре батареи бортовая электроника кратковременно ограничит ее отдачу ради безопасной эксплуатации. Но время этого прогрева значительно ниже, чем у бензиновых и или дизельных авто.
По исследованиям Volvo, активированный обогрев руля и кресел быстрее согревают водителя и пассажиров, чем тепловой вентилятор для прогрева воздуха в салоне. Электрический XC40 Recharge оборудован трехуровневыми подогревами 2-х кресел и рулевого колеса даже в начальной комплектации.
Электрокроссоверы часто имеют систему привода 4×4. Равномерное распределение тяги по осям и колесам делает управляемость более прогнозируемой. А иногда предусматривается специальный внедорожный режим. В XC40 Recharge он активируется на скорости до 40 км/ч, чтобы подача крутящего момента на колеса при движении по бездорожью дозировалась более плавно.
Для оптимального использования электромобиля важно правильно выбрать зимние шины. Модель резины с высоким показателем экономичности — это больший пробег на одном заряде батареи и уменьшение воздействия на окружающую среду.
Как получать удовольствие от управления?
В современных электромобилях установлено множество систем, которые существенно повышают комфорт при вождении. Зимой особенно важно не забывать ими пользоваться. К примеру, перед началом поездки в околонулевую температуру Volvo может автоматически включать электрообогрев лобового и заднего стекла, чтобы минимизировать их запотевание и сохранить обзорность. Машина ориентируется на разницу салонной и забортной температуры и определяет необходимость активации обогревов.
Нынешние электромобили превращаются в настоящие компьютеры на колесах. Электрический кроссовер от Volvo способен обновляться « по воздуху». При наличии покрытия мобильной связи 3G или 4G авто автоматически подгружает свежее обновление, и когда автомобиль стоит закрытым на парковке, в фоновом режиме обновляет систему. Шведский автопроизводитель с помощью таких обновлений способен не только совершенствовать программное обеспечение, но и наделять электромобиль новыми функциями. В 2022 году кроссовер подобным образом получит расширенный функционал режимов рекуперации.
Каждый владелец Volvo XC40 Recharge получает свой личный Volvo ID, для создания персонального аккаунта в Volvo Cars. А специальное мобильное приложение с середины следующего года получит новые возможности — дистанционное регулирование микроклимата в салоне, контроль уровня заряда батареи и пр.
Современный электромобиль в зимний период не вызывает значительно больше трудностей, чем автомобиль с ДВС. Особенно если учитывать условия эксплуатации и знать, как работает электромобиль и использовать все его возможности. И тогда зима за рулем авто с электроприводом запомнится только радостными эмоциями.
Зимняя эксплуатация (стоимость сотни и запас хода) а так же ништячек 🙂
Наконец дошли руки рассказать о своем опыте зимней эксплуатации электромобиля, того, как он себя ведет, особенности, запас хода и стоимость сотни километров.
1) Поведение машины на скользком покрытии.
Когда смотришь на такие узенькие колесики сразу начинаешь беспокоиться как вообще на них ездить, а зимой когда нужно намного больше сцепных свойств. К моему большому удивлению, машина очень бодро держится за зимнюю дорогу на этих колесиках, уверенно по заснеженной трассе идет 100км/ч, отлично выгребает из тех мест где переднеприводные машинки сидят и никуда не дергаются. Система стабилизации правда настроена чересчур чувствительно и сильно душит машину, но если переводить ее в ограниченный режим — все становится намного приятнее. Но на этой хорошей ноте все положительные эмоции в зимний период заканчиваются…
2) Реальный запас хода при температурах ниже -10.
Все наблюдения сделаны при использовании режима ECO PRO/
При температурах около 0 запас хода составлял 130-140км с включенной печкой на 20 градусов и обдувом чтобы не мерзнуть и не потели окна. Расход получался примерно 22кВт НА 100км пути. Этого, конечно, не хватало, но машина при этом имела максимальную мощность и могла нормально ехать по городу, была сильная рекуперация и заряжалась на турбо зарядке за чуть более чем час.
Но когда пришли сильные морозы и показания термометра начали спокойно заходить за отметки -15 и -20 градусов, то я понял, что при около нулевых температурах машина ведет себя еще весьма неплохо 🙂
При хороших морозах у машины ограничивается мощность, зависит от того насколько машина остыла, то есть после ночного простоя мощность составляет порядка 30%, покатавшись на машине часик видимо батарея прогревается и мощность начинает составлять примерно 60% от максимальной. Чтобы мощность стала максимальной надо или постоять на турбо зарядке которая большим током разогреет батарею или побывать на теплом паркинге. Далее из-за замерзшей батареи снижается и сила рекуперации, машина сама замедляется намного менее охотно, чем раньше. Ну и мы подбираемся к самому главному камню преткновения, а это запас хода… Когда я говорю про запас хода, это не те цифры, которые показывает машина при полной батареи, а это то сколько мне реально по одометру удается проехать до снижения заряда батареи ниже 10%. Так вот, при таких морозах запас хода составляет что-то около 100км. То есть запас хода уменьшается более чем в 2 раза по сравнению с ожидаемым летним (летом еще не ездил, посмотрим что будет на практике).
3) Зарядка и стоимость зарядки.
У меня в 500-700 метрах от дома есть как заправка с медленными станциями, так и заправка с быстрыми станциями. Но про медленные можно забыть, потому что жители домов около медленных — люди очень обиженные и даже при свободных других парковочных местах все равно займут места для зарядки электричек и не выйдут чтобы перепарковаться, когда ты им звонишь и просишь перегнать на соседнее свободное место.
А вот в другом месте, где установлены быстрые — уже совсем другой контингент и места для зарядок занимаются в последнюю очередь и практически всегда свободны, ходя двор не менее загруженный, чем в случае медленных.
Так вот, рассказал почему быстрые, продолжим)
Поскольку зимой батарея всегда холодная, то и мощность зарядки ниже, чем в теплое время года. При максимальной мощности зарядки в 50кВт машина начинает заряжаться на мощности 12-15 кВт, спустя час раскачивается до 20-25 кВт, а под самый конец уже мощность составляет 30+кВт. По итогу зарядка на быстрой станции в сильные морозы занимает в 2 раза больше времени чем при температурах около нуля.
Далее о стоимости, цены буду указывать в долларах, а каждый уже сам переведет на свои денюжки.
1кВт на быстрой зарядке стоит 0.15$. Чтобы зарядить машину — надо залить что-то около 27кВт. Получается около 4$ и на этих 4$ можно проехать всего 100км. Если я начинаю считать, то переводя это в рубли а потом смотря на цены на бензин или дизель, ездить на этой машине по расходу эквивалентно езде на машине с ДВС с расходом топлива 6.5л на сотню… Моя дизельная Volvo кушала именно столько, при этом проезжала больше 1000км на одном баке и я не мерз зимой ни в салоне, ни во время походов на зарядку и домой.
4) Купил себе защитный кожух.
После того как позаряжал машину и в дождь, и в снег и приходилось выколупывать что-то замерзшее из зарядного разъема — я понял, что мне срочно нужна эта штуковина. Стоила она 25$, но в любую непогоду с ней заряжаться намного проще, ничего не заметает, не задувает. Сделана она специально так что отлично вщелкивается в рамку вокруг зарядного разъема и не позволяет ничему лишнему туда попадать. Пишу так как сам наткнулся случайно и было бы здорово чтобы все знали что есть такая защита.
ИТОГ:
Зимняя эксплуатация электромобиля еще сильнее убеждает меня в том, что электромобиль имеет смысл только если у тебя есть свой дом с теплым гаражом и льготным ночным тарифом на электроэнергию. А для всего остального есть дизель, который быстрее, дальнобойнее, веселее и теплее 🙂
Но такой итог — это лишь мое субъективное мнение обусловленное всеми особенностями Беларуси.
Зима в электромобиле: нужно ли снимать шапку
Зима – сезон малоприятный и для владельцев обычных автомобилей, а для водителей электромобилей это и вовсе особая пора. Но не все соотечественники, планирующие покупку «электричек», знают малоприятные нюансы их зимнего поведения.
Причина дополнительных зимних трудностей – в двух принципиальных обстоятельствах. Во-первых, при низкой температуре любые аккумуляторы теряют емкость, и особенно это касается тяговых литий-ионных батарей, используемых на электромобилях. А во-вторых, зимой объективно растет потребление энергии, запас которой на борту любого электрокара ограничен.
В зимнее время стрелка указателя запаса хода электромобиля падает просто на глазах.
Что касается снижения полезной емкости тяговых аккумуляторов, у свежей батареи она становится заметной только ближе к –10 о С. При более низких температурах, порядка –15 о С, электромобиль может потерять в среднем до 20 – 25 % запаса хода – и это только теоретически!
А при морозах за –20 о С холодная батарея некоторых машин может не стартовать вовсе – т.е. не начнет выдавать необходимый для двигателя ток. Правда, это касается только автомобиля, который долго простоял на морозе – и опытные владельцы машин с электроприводом это знают и пользуются этим знанием.
Дело в том, что литий-ионный аккумулятор выделяет достаточно много тепла, когда принимает и отдает энергию – вспомните, как греется ваш мобильный телефон при долгом разговоре или просмотре видео из интернета. Поэтому электромобилю, который активно двигается, мороз не так страшен. А значит, если машина ночевала в более-менее теплом гараже, то она успешно стартует и на ней можно смело выезжать на холод. Примерно то же самое получается, если машина заряжалась непосредственно перед выездом и батарея была разогрета током зарядки.
Интересно, что при морозе –20 о С и ниже батарея может не только отказаться везти машину, но и принимать заряд
Но в реальности в морозную погоду у среднестатистического электромобиля пробег от одной зарядки снижается примерно вдвое. Потому что, кроме снижения емкости батареи, имеет место значительное потребление тока обогревателем салона. Понятно, что большинство владельцев стараются прогревать салон электромобиля перед поездкой еще во время зарядки, когда машина подключена к сети.
И все же на зимних улицах большая редкость – электромобиль с легко одетыми пассажирами в салоне: водители поддерживают в машине минимально допустимую температуру, а в большинстве случаев расходуют энергию только на обдув окон для сохранения обзорности. Чтобы предупредить запотевание стекол и их последующее обмерзание, пассажиры вынуждены меньше разговаривать (выдыхаемый воздух содержит много влаги, оседающей на холодном стекле).
В качестве контраргумента горячие апологеты электропривода приводят в пример Норвегию – страну, расположенную на севере Европейского континента. Дескать, почему тогда она – самая передовая по электрификации автотранспорта страна мира? В ежегодных продажах легковушек более 30 % здесь составляют электромобили. Для тех, кто хорошо учился в школе, ответ лежит на поверхности: северная страна не обязательно мерзнет от лютых морозов. Благодаря Гольфстриму, на большей части территории Норвегии минимальная температура зимой составляет в среднем –8 о С. В наиболее заселенном западном регионе даже в январе-феврале заморозки – редкость, да и на самом севере страны средняя минимальная температура не опускается ниже –22 о С.
В мягком климате норвежской столицы электромобили давно прижились, но власти Осло не успевают строить зарядные колонки и водителям приходится стоять в очереди.
И если уж говорить о Норвегии, есть еще один нюанс: эта страна на 98 % обеспечивает свои потребности в электроэнергии из возобновляемых источников. Их тоже нельзя назвать абсолютно чистыми с точки зрения экологии, но с получением электроэнергии путем сжигания угля на ТЭС все же не сравнить… Для справки – в Украине 90 % энергии вырабатывается на атомных и тепловых станциях, которые или выбрасывают в небо тонны сажи и прочих неполезных веществ, или грозят более крупными неприятностями. На сколько вырастет потребление электричества, когда хотя бы половина украинцев пересядет на электромобили, пока никто не посчитал…