Какая система охлаждения используется в аккумуляторах электромобилей и как она работает?25.10.2026 01:45

Вы когда-нибудь подъезжали морозным утром к станции быстрой зарядки, не предупредив об этом электромобиль, и обнаруживали, что он заряжается медленнее? Оказывается, если указать ту же зарядную станцию в качестве пункта назначения в навигационной системе автомобиля, многие электромобили используют время в пути, чтобы подготовить аккумулятор. В руководстве Tesla владельцам рекомендуют делать это за 30–45 минут до прибытия, а Porsche даже предупреждает, что без этого мощность зарядки автомобиля может быть ниже.

Такая процедура прогрева — часть системы терморегулирования аккумулятора в большинстве современных автомобилей. Обычно она дополняется контуром охлаждения: жидкость циркулирует по трубкам или металлическим пластинам, прижатым к аккумулятору, отводя тепло и направляя его к радиатору или в систему кондиционирования автомобиля.

Компания по управлению автопарками Geotab отслеживала более 22 700 электромобилей в рамках исследования и выяснила, что в среднем аккумуляторы теряли 2,3% ресурса в год. В жарком климате автомобили теряли примерно на 0,4 процентного пункта в год больше, чем в умеренном, а у машин, часто использовавших быстрые зарядные устройства мощностью свыше 100 кВт, потери составляли 3% в год против 1,5% у тех, кто редко ими пользовался.

При таких средних темпах через десять лет аккумулятор сохранит около 77% ёмкости, что согласуется с исследованиями, согласно которым аккумуляторы электромобилей могут служить гораздо дольше, чем предполагали эксперты. При быстрой зарядке, когда через аккумуляторный блок может проходить ток силой 300 ампер и более, выделяется много избыточного тепла, которое необходимо отводить. В 2021 году в обзоре, опубликованном в журнале Energies, отмечалось, что разница температур в ячейке более чем на 5 градусов Цельсия может ускорить старение на 25%. Это означает, что эффективная система охлаждения должна поддерживать равномерную и контролируемую температуру во всём блоке.

В холодном аккумуляторе растёт внутреннее сопротивление, а быстрая зарядка может привести к осаждению лития — скоплению металлического лития на электродах ячейки, которое может усиливаться при понижении температуры. Компания Recurrent, изучившая более 30 000 электромобилей в США, выяснила, что при температуре около нуля аккумуляторы в среднем обеспечивали 78% от своего идеального запаса хода, а при −7 градусах Цельсия — около 70%. На обогрев салона приходится примерно две трети дополнительной энергии, которую электромобиль расходует в холодную погоду.

В оригинальном Nissan Leaf, появившемся ещё в 2010 году, для аккумулятора ёмкостью 24 кВт·ч использовалось пассивное воздушное охлаждение, тогда как Tesla, GM и Ford применяли жидкостные системы. Владельцы Leaf в Финиксе протестировали 12 автомобилей 2011 и 2012 модельных годов и обнаружили снижение запаса хода. Как отмечал в 2012 году журнал MIT Technology Review, Nissan заявила, что проблема затронула менее 0,3% моделей, проданных в США. Представленное Nissan в 2025 году третье поколение Leaf наконец получило аккумулятор ёмкостью 75 кВт·ч с жидкостным охлаждением. Согласно журналу Energies, жидкостное охлаждение потребляет в два-три раза меньше энергии, чем воздушное, чтобы поддерживать в аккумуляторном блоке ту же температуру, поэтому сейчас его используют в большинстве электромобилей.

Инженеры BMW i3 решили полностью отказаться от контура охлаждающей жидкости и направили хладагент из кондиционера прямо к аккумулятору. Британский автопроизводитель McLaren пошёл ещё дальше: в модели Speedtail все ячейки погружены в электроизолирующее масло. Компания назвала это решение первым в истории серийного дорожного автомобиля. Согласно моделированию, упомянутому в обзоре Energies, иммерсионное охлаждение такого типа может отводить тепло до трёх раз эффективнее, чем охлаждающие пластины.

Контур охлаждающей жидкости аккумулятора обычно соединён с радиатором, который используется при небольшой нагрузке, а через теплообменник — с системой кондиционирования автомобиля, когда требуются более интенсивные режимы, например быстрая зарядка. 

Рассмотрим для примера систему терморегулирования Nissan: она переключается между двумя режимами и направляет тепло от зарядного устройства в аккумулятор во время зарядки дома — эту функцию использует более новая модель Leaf, чтобы прогреть аккумулятор. В Tesla Model Y для перемещения охлаждающей жидкости между электродвигателями, аккумулятором и электроникой используется клапан, прозванный «Octovalve», как выяснил Jalopnik, разобрав инженерный образец автомобиля. Tesla также изучает возможность запатентовать намеренно неэффективную работу тягового электродвигателя, чтобы его избыточное тепло можно было использовать для прогрева аккумулятора.

General Motors заявляет, что тепловой насос Ultium собирает избыточное тепло от аккумулятора, силовой электроники и даже тел пассажиров, чтобы обогревать салон, увеличивая запас хода примерно на 10%. Недавно в Китае ввели новые правила, согласно которым производители новых электромобилей должны подтвердить, что аккумуляторы не загорятся и не взорвутся при тепловом разгоне ячейки. Однако выполнение этого требования зависит от того, насколько эффективно охлаждение и изоляция аккумуляторного блока препятствуют распространению тепла на другие ячейки.