Нужны ли охлаждающие жидкости для электромобилей?
Электромобили активно набирают популярность по всему миру, и Россия не остается в стороне. Ежегодные продажи в стране пока измеряются тысячами, но через десять лет количество электрокаров может вырасти до двух миллионов. Нужны ли электромобилям охлаждающие жидкости и будет ли этиленгликоль востребован, когда большинство перейдет на электротранспорт?
Люди выбирают электромобили, потому что это экологичный и модный вид транспорта. Кроме того, для владельцев электрокаров предусмотрены различные льготы. Так, в Москве и некоторых регионах РФ они не платят транспортный налог, бесплатно пользуются парковочными местами и ездят по платным трассам. Одно из преимуществ владения электрическим автомобилем – экономия на топливе. Его обслуживание обходится до 20% дешевле по сравнению с автомобилями с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), благодаря меньшему количеству расходных материалов и деталей, подверженных износу.
«Автостат» сообщил, что в первой половине 2024 года среди покупателей новых электромобилей в России самыми популярными стали модели брендов Zeekr (Китай), Evolute (Россия) и Volkswagen (Германия).
В консалтинговой компании McKinsey подсчитали, что электромобили потребляют в четыре раза меньше технических жидкостей, чем машины с ДВС. Например, им не требуется моторное масло. Но совсем обойтись без специальных жидкостей для авто пока не может ни одна даже самая продвинутая модификация электрокара.
Автожидкости для электромобилей:
- тормозная жидкость;
- жидкость для омывателя лобового стекла;
- трансмиссионная жидкость;
- охлаждающая жидкость.
Учитывая наш бизнес-профиль и тот факт, что около 60% всего производимого в стране моноэтиленгликоля (МЭГ) используется для производства автомобильных антифризов, нас особенно интересует последний пункт этого списка.
Температурный баланс имеет значение
В ДВС тепло дает сгорающее топливо и трения узлов. Циркулирующая в замкнутом контуре жидкость несет тепло от двигателя к радиатору, в котором происходит ее охлаждение перед тем, как она снова вернется в двигатель. В электромобилях основной областью, нуждающейся в охлаждении, является литий-ионный аккумулятор. Оптимальная температура его работы – интервал от 20 до 30 °C. Повышение или снижение этих значений замедляет химические реакции внутри аккумулятора. Лучше всего, когда разница температур внутри его блоков не превышает 5 °C.
Аккумуляторы электротранспорта выделяют тепло, когда заряжаются и разряжаются, а также в процессе ускорения и торможения. И если переохлаждение чаще всего вызывает потерю работоспособности аккумулятора, то перегрев может привести к его возгоранию.
Американская страховая компания AutoInsuranceEZ подсчитала, что число возгораний авто с ДВС составляет в среднем 1530 случаев на 100 000, показатель у электромобилей – 25,1 возгораний на 100 000.Аккумулятор электрокара загорается крайне редко, но это не значит, что можно игнорировать перегрев.
Существует два основных способа охлаждения аккумуляторов в электромобилях: воздушный и с помощью жидкостей.
Воздушное охлаждение функционирует путем пропускания холодного воздуха вдоль поверхности аккумулятора. В некоторых старых моделях электрокаров, таких как Nissan Leaf и Renault Zoe, использовалась эта технология. Сейчас такой способ считается ненадежным и устаревшим – воздух не может быстро удалять тепло из элементов аккумулятора, чтобы поддерживать их стабильную температуру в оптимальном диапазоне. Гендиректор Tesla Илон Маск высказывался о системе охлаждения Nissan Leaf как о «примитивной технологии», которая может привести к деградации аккумулятора на холоде и его отключению в жару.
Жидкостное охлаждение аккумулятора на сегодня является основным методом в индустрии электромобилестроения. Жидкость с антифризом циркулирует по трубкам, которые окружают батареи, что помогает поддерживать оптимальную температуру и обеспечивает максимально возможный запас хода автомобиля.
Какая «кровь» бежит по системам охлаждения в электрокарах?
Хорошая новость для производителей охлаждающих жидкостей с МЭГ – водно-гликолевые растворы служат и, вероятно, продолжат служить главным компонентом систем охлаждения аккумуляторов в электротранспорте. Свойства МЭГ востребованы и в электрокарах, и в автомобилях с ДВС. О том, почему именно МЭГ и схожий по свойствам пропиленгликоль стали главными антифризами, мы рассказали в гайде по охлаждающим жидкостям для авто с ДВС.
Например, в Tesla Model S используют водяной насос для подачи водно-гликолевой жидкости по контуру. Змеевидная конструкция обеспечивает полный контакт каждого элемента батареи с охлаждающей жидкостью, что позволяет эффективно поддерживать оптимальную температуру системы. В электрохэтчбеке Chevrolet Bolt используют нижнюю охлаждающую пластину, по которой циркулирует водно-гликолевая смесь. Производители электрокаров применяют различные решения с использованием гликолевого антифриза в системах охлаждения аккумуляторов.
Разработчики автохимии для электромобилей экспериментируют и с негликолевыми жидкостями для охлаждения аккумуляторов, такими как силиконовые масла, однако альтернативы МЭГ оказываются или слишком вязкими, или дорогостоящими. «Некоторые из них также могут проявлять необычное флюидное поведение. Например, один оказался не ньютоновским, в результате чего вел себя, как заварной крем, густея в ответ на нагнетательную силу», – сообщает ресурс emobility-engineering.com.
Адаптация охлаждающих жидкостей для электротранспорта
Одна из ключевых характеристик, которой должны обладать охлаждающие жидкости для автомобилей, работающих на электричестве – низкая электропроводность. Есть небольшая вероятность, что жидкость может контактировать с ячейками поврежденного аккумулятора, в этом случае при напряжении батарей в сотни вольт возможен удар током с последующим возгоранием. Низкую электропроводность содержащим МЭГ жидкостям обеспечивают специальные присадки.
Рынок охлаждающих жидкостей для электрокаров по темпам развития мало уступает рынку самих электромобилей. Десятки производителей по всему миру предлагают оптимизированные для электротранспорта варианты.
В числе заметных релизов и других событий, случившихся за последние три года, выделим следующие:
- BASF разработала для китайского рынка жидкость Glysantin, которая обеспечивает низкую электропроводность и поддерживает стабильный ток при воздействии источника напряжения.
- Castrol и компания Sprint Power, специализирующаяся на производстве силовых установок для электромобилей, объявили о совместной разработке аккумуляторных батарей с использованием жидкости Castrol ON EV.
- Американская компания Gulf Oil Lubricants запустила линейку eLEC, которая включает в себя жидкости для электроавтомобилей: тормозную, охлаждающую и трансмиссионную.
Российские производители также осваивают выпуск специализированных охлаждающих жидкостей для электромобилей. Некоторые продукты применимы и для ДВС, и для аккумуляторов. Обычно в их названии есть индекс EV (от англ. electric vehicle – электрический автотранспорт).
Как правило, производители рекомендуют менять охлаждающую жидкость в аккумуляторных автомобилях раз в десять лет при условии регулярной проверки ее состояния.
Рекомендации для поддержания аккумулятора в рабочем состоянии
При обращении с охлаждающими жидкостями для электромобилей нужно следовать инструкциям производителя и соблюдать элементарные правила – не смешивать различные жидкости и не использовать контрафакт. Самым надежным вариантом будет поручить проверку и замену всех жидкостей специализированному сервису.
Дополнительные рекомендации, снижающие риск перегрева аккумулятора в электромобилях:
- Заряжайте машину ранним утром, поздним вечером или ночью. Если нужно зарядить авто в течение дня, делайте это в затененном месте.
- Делайте перерывы в движении при поездках на дальние расстояния в жаркую погоду. Высокая температура и частое использование кондиционера значительно увеличивают нагрузку на охлаждающую жидкость.
- По возможности паркуйтесь в тени и двигайтесь медленнее, если на улице жаркая погода.