Я для себя придумал такой индикатор, которым можно измерять динамику расхода энергии при езде. Этот индикатор - дорога до Выборга. Этот путь пролегает по трассе "Скандинавия" и имеет протяженность 77 километров.
Поскольку я периодически проезжаю этим путем, то время от времени могу замерить как меняется расход в зависимости от различных внешних факторов.
Недавно проехал этим путем еще раз и решил сравнить свои зимние показатели с летними. В качестве инструмента измерения использую встроенный компьютер машины, который выводит график по двум параметрам - расход в кВт⋅ч на 100 км и среднюю скорость.
Измерения провожу с отключенной системой климат-контроля, которая может влиять на расход в довольно широком диапазоне. Меня интересует сколько может проехать машина во чтобы то ни стало, пускай и с отключенным климатом.
Что влияет на дальность хода?
На практике на дальность хода зимой влияют два фактора - обогрев салона и поддержание температуры батареи. После включения промерзшей машины расход батареи на нагрев печки становится колоссальным. Поэтому есть смысл прогревать машину когда она подключена к зарядному устройству, чтобы снизить расход запасенной энергии.
В Китае к машине прилагается мобильное приложение, которое может контролировать работу климат-контроля удаленно и даже настроить график. Так что можно например включить прогрев машины сидя дома, пока она стоит на зарядке, а затем прийти и сесть в теплую машину и поехать без потери запаса хода, у меня привязать машину к приложению пока не получилось.
С печкой понятно, но что делать с батареей? На этот фактор мы особо повлиять не можем, так как машина старается обеспечить температуру батареи в оптимальных параметрах и нас об этом не спрашивает. Для этого она использует жидкостную систему охлаждения или обогрева батареи.
Как работает терморегуляция батареи?
Рассмотрим устройство системы терморегуляции.
На фотографии показано подкапотное пространство с пометками элементов системы охлаждения и нагрева.
- Синяя стрелка - бачок для наполнения контура системы охлаждения батареи;
- Желтая стрелка - контур охлаждения двигателя и системы климат-контроля салона;
- Красная стрелка - пластинчатый теплообменник контура батареи (теплоноситель батареи охлаждается через контакт с контуром кондиционера);
- Зеленая стрелка - сборка 3-в-1: контроллер двигателя, PDU, преобразователь питания;
- Оранжевая стрелка - двигатель и редуктор;
- Белая стрелка - перекладины для крепления переднего багажника.
На изображении выше крупным планом показаны детали каждой подсистемы в переднем силовом отсеке электромобиля Weltmeister EX5 400 со снятым передним багажным отделением.
- Красная стрелка - бачок для наполнения контура системы охлаждения батареи;
- Черная стрелка - бачок для наполнения системы охлаждения двигателя и печки салона;
- Зеленая стрелка - пластинчатый теплообменник контура батареи (теплоноситель батареи охлаждается через контакт с контуром кондиционера);
- Синяя стрелка - электронный водяной насос с постоянным расходом;
- Фиолетовая стрелка - модуль PTC системы кондиционирования воздуха в салоне.
Стратегия терморегуляции батареи
На схеме выше показан график производителя, согласно которому машина контролирует температуру батареи. Из этой схемы можно вынести три основных тезиса:
- Когда температура внутри батареи становится ниже +5 C включается электрический подогреватель батареи.
- Во время быстрой зарядки постоянным током внутренняя температура батареи удерживается на 25 градусах.
- Верхний порог температуры батареи не должен превышать 38 градусов.
Таким образом получается, что в зимних условиях машина будет стремиться удерживать температуру батареи в диапазоне 0 до +5 градусов, для этой цели она будет расходовать запас энергии на нагрев теплоносителя в контуре.
Так каков же расход энергии для удержания температуры батареи?
Возвращаемся к сравнению летнего и зимнего пробега, ниже показан график расхода в июле.
Как видно средний расход по статистике на 100 км составил 13 кВт⋅ч, при емкости батареи в 52 кВт⋅ч это дает паспортные 400 км пробега, но в реальных условиях пробег у меня не превышал 350 км от полного заряда.
А зимой картина немного другая, с учетом подогрева батареи расход по статистике составил 18 кВт⋅ч на 100 км.
Значит от полного заряда машина может проехать всего 280 км, но опять таки в реальных условиях это примерно 230 км.
Значит затраты на обогрев батареи дают дополнительный расход примерно на 5 кВт⋅ч на сотню и сокращают запас хода на 120 км.
