Как не замерзнуть в электромобиле
Учёный Тольяттинского государственного университета (ТГУ) представил инновационное решение одной из проблем эксплуатации электромобилей в северных регионах – риск обморожения и гибели людей в случае поломки машины на удалённых трассах в условиях экстремально низких температур. Обогреватель салона, разработанный Алексеем Швецовым, способен работать автономно даже при полном отказе штатных систем электромобиля и температурах до –45°C.
Продвижение электромобилей (ЭМ) в районах с экстремально холодными зимами, таких как Якутия, Аляска, север Канады и Скандинавии, сдерживается рядом факторов, в числе которых сокращение запаса хода и риски для безопасности. При аварийной остановке вдали от населенных пунктов штатный отопитель ЭМ через непродолжительное перестает работать из-за разряда основной батареи. В условиях сильных морозов температура в салоне может упасть до критических значений менее чем за 20 минут, создавая прямую угрозу жизни и здоровью людей. Из-за больших расстояний между населёнными пунктами и слабого трафика помощь может задержаться, что создаёт прямую угрозу для жизни людей.
Решением может стать разработанный в ТГУ автономный резервный отопитель. Он состоит из энергомодуля на основе трёх литий-железо-фосфатных (LiFePO4) аккумуляторов и трёх тепловентиляторов. Такие аккумуляторы выбраны за их безопасность (не склонны к возгоранию), долговечность и морозостойкость. Устройство мобильно, не требует доработки автомобиля и может быть установлено в самых проблемных зонах салона – у ног водителя и пассажиров, а также в области лобового стекла для предотвращения его обмерзания.
Полевые испытания, проведенные в Якутске на электромобилях Nissan Leaf, подтвердили высокую эффективность системы. В зависимости от наружной температуры (от -20°C до -45°C) отопитель обеспечивает непрерывный обогрев от 5,5 до 6,2 часов, что значительно превышает среднее расчётное время прибытия помощи. Система успешно поддерживает положительную температуру, предотвращая замерзание салона. Помимо аварийного режима, устройство можно использовать для поддержки штатного отопителя в сильные морозы, а также для экономии заряда основной батареи и увеличения запаса хода электрокара.
– Для жителей северных регионов, где помощь в случае поломки может добираться часами, безопасность в пути – абсолютный приоритет. Наша разработка – это «тепловой спасательный круг» для электромобиля. Она даёт людям драгоценное время и защищает их в ситуации, когда штатные системы уже бесполезны, – говорит автор идеи Алексей Швецов, руководитель проекта Регионального проектного офиса инжиниринга Тольяттинского госуниверситета. – Но это не только аварийное решение. Это и практичный инструмент для повседневной эксплуатации, который компенсирует основные «северные» слабости электрокаров: резкое падение запаса хода и недостаток тепла от штатного отопления в сильные морозы. У технологии есть потенциал применения как для личного транспорта, так и для сервисов каршеринга или такси, работающих в арктических условиях.
Разработка Алексея Швецова может быть легко адаптирована для автомобилей любого класса – от седанов до грузовиков и минивэнов – за счёт масштабирования количества батарей и нагревательных элементов Одним из способов её внедрения может стать размещение отопителей в специальных «контейнерах безопасности» на опасных участках дорог. Водители могли бы брать устройство в начале сложного маршрута и возвращать в конце.
Подробное описание системы Алексея Швецова опубликовано в высокорейтинговом научном журнале PLOS One, который пишет о научных исследованиях в сфере естественных и медицинских наук. Работа выполнена в рамках федеральной программы государственной поддержки и развития университетов «Приоритет 2030» (нацпроект «Молодёжь и дети»), участником которой ТГУ стал в 2021 году.
