Литий-ионные аккумуляторы, которые могут нагреваться при температуре ниже 32 0F (0 0C), имеют множество приложений, которые могут повлиять на снижения «диапазона зимних тревог» владельцев электрических автомобилей.
«То, что батареи плохо работают при минусовых температурах проблема давняя» — говорят ученые занимающиеся исследованиями в данной области Chao-Yang Wang и William E. Diefenderfer. «Данный фактор не является проблемой для телефонов и ноутбуков, но это огромный барьер для электрических транспортных средств, беспилотных летательных аппаратов, напольных роботов и космических технологий».
Обычные батареи и аккумуляторы при температурах ниже нуля обладают большими потерями мощности, а это приводит к замедлению заряда в холодную погоду, ограничение восстановительного заряда и, пожалуй, один из самых важных факторов – снижение дальности поездки электромобиля практически на 40% — утверждают ученые. Для решения данной проблемы необходимы большие и более дорогостоящие аккумуляторы для подавления истощающей батарею энергии холода.
«Мы не хотим терять порядка 40% — 50% дальности поездок в холодную погоду, а также не хотим, что бы холодная погода заставляла нервничать владельцев электромобилей. Нервозность в зимнюю погоду это не то, что нам нужно» — сказали в Американской автомобильной ассоциации.
Исследователи, опираясь на предыдущие патенты EC Power, разработали аккумулятор со своим климат контролем. Его вес всего лишь на 1,5% больше и стоимость выше всего на 0,04% от базовой батареи. Также он разрабатывался для обеспечения перехода от -4 0С до 0 0С в течении 20 секунд, а для перехода от -22 0С до 0 0С всего за 30 секунд, при этом энергопотребление в первом случае составит всего 3,8%, во втором 5,5% номинальной мощности ячейки. Да, это намного меньше, чем потеря 40% мощности.
Батарея общеклиматического назначения в качестве нагревательного элемента использует тонкую никелевую фольгу толщиной 50 мкм, один конец которой крепят к отрицательному полюсу, а второй выходит за пределы ячейки и создает третий терминал. Датчик температуры контролирует температуру, и если она падает ниже 0 0С замыкает контакты и через никелевую фольгу протекает ток, который быстро ее нагревает. Соответственно нагревается и внутренности батареи. После того, как температура внутри аккумулятора достигнет 0 0С, датчик температуры разорвет цепь и батарея перейдет в нормальный режим работы. В качестве нагревательных элементов могут служить и другие материалы, но никель является относительно дешевым, и к его работе нет претензий.
«Далее мы хотели бы расширить работу к новой парадигме под названием Smart Battery» — говорят ученые. «Мы считаем, что мы можем использовать аналогичные структуры и принципы, чтоб активно регулировать безопасность, производительность и срок службы батареи».
