Но это огромный лимитирующий фактор, когда речь идет об использовании Li-Ion в электромобилях в тех местах, где температуры сильно различаются. Li-Ion батареи плохо работают в экстремальных условиях тепла или холода, и это один из значительных факторов, предотвращающий переход к более широкому использованию электромобилей. Как отмечают авторы исследования, «из 51 мегаполиса в Соединенных Штатах 20 районов обычно испытывают экстремальные холодные дни ниже -18 °C (0 °F), а летние температуры в 11 областях обычно превышают 38 °C (100 °F)». Подобные изменения температуры, безусловно, существуют во всех крупных городских районах по всему миру, Однако в недавней публикации, опубликованной в Nature Energy , группа исследователей из Калифорнийского университета в Беркли сообщает о новом изобретении, которое обещает эффективно смягчить последствия термических экстремумов при использовании с Li-Ion.
Их решение - «не содержащий жидкости, пассивный терморегулятор, который стабилизирует температуру батареи в экстремальных условиях как в горячем, так и в холодном режиме. Без какого-либо источника питания или логики терморегулятор переключает свою теплопроводность в соответствии с локальной температурой батареи и обеспечивает желаемую тепловую функциональность.
В экспериментальных условиях в диапазоне от -20 °C (-4 °F, очень холодно) до +45 °C (очень высокая температура воздуха 114 ° F) тепловой регулятор работал хорошо, быстро нагреваясь от -20 °C (-4 ° F) до около +20 °C (68 °F) из-за тепла от батареи, удерживаемой воздушным зазором, и увеличения коэффициента полезного действия батареи в три раза. С другой стороны, терморегулятор также превосходно работал, переходя в состояние включения при температуре около +45 °C (113 °F), после чего повышение температуры в Li-Ion было ограничено +5 °C (9 °F). После тестирования этой настройки терморегулятора через 1000 циклов ВКЛ / ВЫКЛ исследователи обнаружили, что характеристики состояния ВЫКЛ просто немного ухудшены (уменьшение емкости батареи на 8,5% при -20 °C [-4 °F]), тогда как состояние ВКЛ производительность не изменилась.
Как отмечают авторы исследования, затраты на их терморегулятор минимальны при использовании со стандартным подходом «всегда включен», который уже включает тепловой радиатор.