Чем крута салонная печка в электрокарах

Для начала вспомним, за счёт чего в машине нагревается салон. На автомобилях с ДВС система обогрева устроена невероятно просто – она работает за счёт системы охлаждения бензинового или дизельного двигателя. Горячая охлаждающая жидкость, проходящая через рубашку блока цилиндров мотора, движется по патрубкам в радиаторы — основной (системы охлаждения двигателя) и радиатор отопителя (который находится в салоне автомобиля). Через последний небольшим вентилятором прогоняется поступающий в салон автомобиля воздух. Подогретые горячим радиатором воздушные потоки распределяются по воздуховодам и создают внутри автомобиля комфортную температуру.

Почти никакого дополнительного расхода энергии такое устройство не требует. Всё, что нужно, - запитать электричеством вентиляторы обдува. В некоторых случаях – помочь машине прогреть салон за счёт электрических подогревателей, работающих в момент, когда мотор ещё слишком холоден. Перерасход бензина или дизеля получается ничтожным. Необходимая для продувки воздуха через радиатор электроэнергия получается автономно – от связки генератор/аккумулятор.

В случае с электрокарами всё обстоит куда сложнее. Никакого двигателя внутреннего сгорания в них попросту нет, а значит, получить источник почти халявного тепла не так-то просто. Электромотор при работе выделяет ничтожное количество тепла – взять с него почти нечего. Конечно, можно нашпиговать автомобиль электрическими спиралями. Вот только питаться они будут от всё той же тяговой батареи, сокращая величину и без того небольшого выбега на одной зарядке. К примеру, на популярном американском электрокаре Tesla Модель S на отопление салона при холодной трансмиссии путём нагрева резистивных нагревателей идёт до 6 кВт. Чудовищная цифра!

Впрочем, и у электрокаров есть свои фишки. На той же самой Tesla после нагрева трансмиссии отопление салона происходит посредством циркуляции охлаждающей жидкости. По аналогии с обычными автомобилями, забирается вторичное тепло, полученное от двигателя и преобразователя. Уже это даёт гигантскую разницу в потребляемой системой мощности – для поддержания температуры в салоне требуется 1-2 кВт электроэнергии.

Разумеется, и такая система вряд ли тянет на звание инновационной, совершенной и эффективной. Она в любом случае проигрывает системе отопления любого обычного автомобиля, работающего на бензине или дизеле, поскольку потребляет изрядный процент заряда батареи.

Вот почему в более совершенных электрокарах используется иная схема отопления, которую уже можно отнести к разряду инновационных. Работает она по принципу теплового насоса. Энергия для обогрева салона берётся не только от батареи или двигателя, но и извне. Вернее, из воздуха. Даже холодный забортный воздух, как известно, обладает некоторым запасом энергии, которую можно применить на благо.

Функционирует система следующим образом. Холодный газообразный теплоноситель сжимается компрессором до высокого давления – его температура растёт. Затем сжатый теплоноситель идёт в радиатор отопителя и отдаёт тепло в салон. После этого теплоноситель проходит через расширительный клапан, в результате чего его температура вновь резко падает. Охлаждённый теплоноситель разделяется сепаратором на жидкую и газообразную фракции. Газовая часть становится экстремально холодной, после чего попадает в теплообменник, обдуваемый забортным воздухом. Часть тепловой энергии наружного воздуха абсорбируется. После этого теплоноситель опять сжимается компрессором и передаёт тепло в салон. Цикл происходит замкнуто.

Иными словами, это то же самое, что и обычный кондиционер. Правда, работает он как бы наоборот. Электрической энергии для реализации данной схемы нужно относительно немного. Это увеличивает запас хода электрокара при включённой печке и снижает нецелевые потери электрической энергии. Тепловой насос есть, к примеру, на Tesla Model Y. А вот в Model S, Model X и Model 3 отыскать его, увы, не получится.

Существуют и другие, не менее интересные технологии прогрева салона электрокара. Немецкий бренд BMW, к примеру, уверен, что решить проблему может инфракрасное отопление. С его помощью согреваются, прежде всего, сами пассажиры, а не окружающие их предметы. Направленные лучи тепла действуют на людей: согреться можно всего за одну минуту. Тепловая энергия переносится только в том случае, если электромагнитная волна столкнется с предметом. По сравнению с воздушным отоплением инфракрасное отопление экономичнее на 30%. Как самостоятельная система инфракрасное отопление использоваться вряд ли может, однако как вспомогательная - вполне.