Специалисты Новосибирского государственного технического университета создали систему внутреннего нагрева литий-ионных батарей с использованием высокочастотного переменного тока (диапазон от 5 до 15 кГц и выше). Устройство предназначено для запуска электромобилей в условиях низких температур.
Эксплуатация литий-ионных аккумуляторов при температуре ниже -20°C ведет к ускоренной деградации элементов. В таких условиях снижается запас хода (почти в два раза), падают мощность и динамика, возрастают энергозатраты на обогрев, а время зарядки может увеличиваться до десяти раз. Разряженную батарею на морозе без предварительного подогрева зарядить невозможно.
Система преобразует электрическую энергию в тепловую за счет пропускания тока через внутреннее сопротивление элементов батареи. Это обеспечивает равномерный прогрев объема без температурного градиента. Ключевое решение — использование высокочастотного диапазона (от 5 кГц), при котором омическое сопротивление стабильно и не зависит от температуры. Это исключает риск образования литиевого покрытия на электродах, которое считается главной причиной деградации аккумуляторов при низкотемпературном нагреве.
Система может быть выполнена в трех вариантах: как модуль термостатирования для систем генерации и резервного питания, как внешний подключаемый блок нагрева или как встраиваемый компонент.
Среди характеристик разработки называются скорость нагрева до 10 градусов в минуту, увеличение скорости зарядки почти в 2,5 раза по сравнению с непрогретым аккумулятором при тех же низких температурах и КПД более 90%.
Экспериментальный образец уже готов, в ближайшее время планируется создать прототип для электромобиля и запатентовать разработку. Как отметил разработчик Владимир Гертель, несколько российских компаний уже проявили интерес к проекту, и в дальнейшем интерес к теме нагрева аккумуляторов будет только расти, особенно учитывая, что подобная технология в России пока не представлена и развивается, в частности, в Китае.
Читайте также: «Подводная батарея использует микроорганизмы для выработки электроэнергии».