Самонагрівна батарея захистить електромобілі від втрати потужності взимку

Для деяких водіїв електромобілів, а також їх потенційних покупців, велике значення має втрата потужності машини взимку при температурі нижче нуля градусів Цельсія, що може сягати третини загальної потужності.

Взимку при мінусовій температурі для електромобіля виникають проблеми: при спробі завести; час зарядки батареї суттєво подовжується; обмежується можливість підзарядки акумулятора під час гальмування; вкорочується довжина пробігу машини на одному заряді батареї майже на 40%. Практичним наслідком такої втрати потужності електроавтомобіля при мінусовій температурі є потреба в високоємних і дорогих акумуляторах. Попередні спроби покращити роботу літієвих батарей при низькій температурі були сфокусовані на розробці додатків, що удосконалюють електролітну реакцію, а також на способах зовнішнього підігріву та добрій ізоляції батареї.

Для вирішення даної проблеми науковці з Університету штату Пенсильванія, США працюють над розробкою літієвої батареї, що, за потреби, здатна себе підігріти. Дана батарея розроблена для будь-якого клімату (all-climate battery (ACB)), вона може самостійно підігріти себе при температурі нижче нуля градусів Цельсія. Батарея не потребує ніяких зовнішніх пристроїв чи електролітних додатків.

На даний момент, науковці стверджують, що АСВ батарея може підігріти себе від температури -20 до 0 градусів Цельсія за 20 секунд, а від -30 до 0 градусів Цельсія за 30 секунд. Цикл підігріву з -20 до 0 споживатиме 3,8%, натомість з -30 до 0 градусів Цельсія – 5,5% загальної потужності відповідно.

Науковці сподіваються до 2017 року зменшити час підігріву батареї від -20 до 0 градусів Цельсію до 5 секунд, а також значно знизити рівень спожитої енергії на процес підігріву.

Самонагрівна всесезонна батарея створює заряд потужністю 1,061/1,425 КВт на кг, що є на 50% потужніше, і при мінус 30 градусів Цельсія створює в 6,4–12,3 рази більший заряд потужності, аніж стандартні літієві акумулятори.

Всесезонна батарея використовує нікелеву плівку товщиною 50 мікрометрів з одного кінця, прикріплену до негативної клеми, а з другого кінця ця плівка виходить за межі батареї, що створює третій термінал. Датчик температури прикріплений до перемикача, скеровує рух електронів через цю плівку, замикаючи коло. Даний процес підігріває плівку, що віддає отримане тепло батареї. В той момент, коли батарея нагрівається до нуля градусів Цельсія, датчик температури спрацьовує, він відключає “нагріваючий” потік електронів, і батарея продовжує працювати за звичною схемою.

Нікель вибрано на роль нагрівного елементу через його дешевизну. Треба сказати, що самонагрівна батарея матиме додатково 1,5 % ваги стандартної літієвої батареї, а через доступність нікелю, ціна повинна зрости лише на 0,04%.

Отже дана самонагрівна батарея є легкою, вимагає мало енергії на процес і є дешевою. Весезонна батарея – це дуже зручне пристосування, не тільки, для електромобілів, але і для безпілотників, робототехніки і космічних приладів.