Преднагрев батареи и салона зимой: реальная экономия и ресурс

Зачем вообще преднагревать

Зимой электромобиль тратит энергию не только на движение, но и на тепло: обогрев салона, оттаивание стёкол и прогрев самой батареи. Холодная литиевая батарея имеет повышенное внутреннее сопротивление, хуже отдаёт и принимает ток, ограничивает рекуперацию и мощность, а при зарядке «на холоде» растут риски литиевого плакирования (Li-plating). Правильно организованный преднагрев:

• возвращает полную рекуперацию и нормальную отдачу мощности,
• снижает зимний перерасход на климат,
• улучшает скорость DC-зарядки (и тем самым экономит время и деньги),
• защищает ресурс АКБ, прогревая её в безопасный диапазон.

Ключевой принцип: греть от сети, а не от тяговой батареи, и делать это точно вовремя — непосредственно перед выездом или приездом к быстрой зарядке.

---

Как это работает: контуры и алгоритмы

Современные EV имеют общий тепловой модуль: компрессор (тепловой насос/кондиционер), электронные клапаны, пластинчатые теплообменники и/или жидкостные контуры. Система может:

• греть салон (через ТН или PTC);
• греть/охлаждать АКБ (через жидкостный контур);
• уводить лишнее тепло от инвертора/мотора в салон;
• выполнять дефрост (разморозку) фронтального теплообменника.

Тепловой насос (ТН) vs PTC

• PTC (резистивный обогрев): КПД ≈ 1, каждый 1 кВт·ч — 1 кВт·ч тепла.
• ТН: переносит тепло, COP 1,5–3,5 в зависимости от наружной температуры. В лёгкий минус экономичнее в 2–3 раза, в сильный мороз преимущество снижается, система чаще подмешивает PTC.

Преднагрев батареи

Цель — довести АКБ до «рабочего окна» (обычно 15–25 °C для повседневной езды и ≈25–35 °C перед DC-зарядкой; конкретные цифры зависят от модели). Прогрев снижает сопротивление, возвращает рекуперацию и обеспечивает быструю и бережную зарядку.

---

Экономика преднагрева: когда выгода реальна

Базовые формулы

Пусть:

• QsQ_s — требуемая тепловая мощность для салона (кВт),
• QbQ_b — мощность на подогрев АКБ (кВт; не работает постоянно, а в динамике),
• tt — длительность поездки / прогрева (ч),
• COPCOP — коэффициент ТН (если он есть), иначе 1 для PTC,
• TT — тариф за кВт·ч.

Тогда:

• Потребление на отопление при PTC: EPTC=(Qs+Qb)⋅tE_{PTC} = (Q_s + Q_b)\cdot t.
• При ТН: EHP=Qs+QbCOP⋅tE_{HP} = \frac{Q_s + Q_b}{COP}\cdot t.
• Экономия энергии: ΔE=EPTC−EHP\Delta E = E_{PTC} — E_{HP}.
• Экономия денег: ΔC=ΔE⋅T\Delta C = \Delta E \cdot T.

Где появляется «скрытая» выгода

1. Преднагрев от сети: энергия на тепловую подготовку взята из розетки (часто по ночному тарифу), значит SOC на старте выше, а расход в пути меньше.
2. Быстрая зарядка: тёплая батарея короче стоит у DC-колонки, вы платите меньше за кВт·ч/минуту и быстрее уезжаете.
3. Рекуперация: прогретая АКБ принимает больше тока, экономя до нескольких кВт·ч на маршруте со светофорами/спусками.

Расчёт 1: повседневная поездка (−7 °C, 40 мин)

• Комфорт по салону: Qs≈2,0Q_s \approx 2,0 кВт.
• Разовый прогрев АКБ в движении эквивалентен Qb≈0,5Q_b \approx 0,5 кВт (условно).
• Без ТН (PTC): EPTC=(2,0+0,5)⋅0,67≈1,7E_{PTC}= (2{,}0+0{,}5)\cdot 0{,}67 \approx 1{,}7 кВт·ч.
• С ТН, COP=2,0COP=2{,}0: EHP≈0,85E_{HP} \approx 0{,}85 кВт·ч.
• Экономия в пути ~0,85 кВт·ч. Если преднагрев 10–15 мин от сети расходует 0,5–1,0 кВт·ч, он окупается тем, что эта энергия не снимается с батареи, а салон тёплый «с запуска».

Расчёт 2: DC-зарядка по дороге (−10 °C)

• Без преднагрета АКБ принимает ток хуже, плато мощности ниже → лишние 10–15 мин на колонке.
• С преднагрёвом (навигатор знает, что вы едете к DC): батарея приходит тёплой → меньше времени = меньше денег и больше запас хода на следующий участок.

Итог: на коротких маршрутах экономия — это в первую очередь удобство и стабильно более высокий SOC. На длинных маршрутах добавляется значимый выигрыш на DC-зарядках.

---

Влияние на ресурс АКБ: польза > риск при разумных настройках

Плохо для ресурса: заряд на холоде (≤ 0 °C) высокими токами — риск Li-plating, ускоренная деградация; длительная эксплуатация при температуре ячеек > 35–40 °C; «качели» SOC 0–100% ежедневно.
Хорошо для ресурса: заряд/разряд в тёплом диапазоне (15–30 °C), умеренный SOC (30–80%), отсутствие быстрых зарядок «на полностью холодную».

Преднагрев батареи снижает риск плакирования и стресс при токах, если:

• греть до разумных температур (обычно 15–25 °C для езды, 25–35 °C перед DC),
• не держать батарею долго горячей «впустую»,
• не разгонять ТН в тёплом боксе «до 35+ °C» без надобности.

То есть преднагрев — не вредная привычка, а страховка ресурса, если включать его по делу и вовремя.

---

Когда включать преднагрев: практические пороги

• Салон: уже при 0…−5 °C есть смысл дать 10–15 мин от сети, чтобы не расходовать SOC на стартовый «разгон» климата и избавиться от запотевания/льда.
• Батарея (перед поездкой): при ≤ 0 °C полезно подогреть до ~15 °C, чтобы вернуть рекуперацию и снизить пиковый внутренний сопротивление.
• Батарея (перед DC): при ≤ 10 °C активируйте «преднастройку зарядки» в навигации — авто подъедет с 25–35 °C и будет заряжаться быстрее и мягче.

---

Настройка и сценарии

Домашние сценарии (AC-зарядка)

• Включите таймер отъезда: авто само начнёт греть салон и АКБ, пока кабель в машине.
• Используйте ночной тариф: перенесите прогрев в дешёвое окно.
• Снизьте «перетоп» салона: локальный подогрев сидений/руля + салон 19–21 °C вместо 23–24 °C — заметная экономия.

Поездки по городу

• За 10–15 мин до выезда: дефрост + лёгкий прогрев от сети.
• На маршруте: рециркуляция и осушение по ситуации, без постоянного «HI».
• Частые короткие поездки? Сохраните умеренный SOC (40–70%) и время от времени прогревайте АКБ «до нормы», чтобы вернуть рекуперацию.

Дальняя дорога с DC-зарядками

• Постройте маршрут через штатную навигацию — большинство EV автоматически греют АКБ к точке DC.
• Приезжайте на колонку с SOC 10–20% и тёплой батареей — это даёт максимальную мощность и короткую «стойку».

---

Сравнительная таблица сценариев

Сценарий	Темп. воздуха	Источник тепла	Что делаем	Энергия/выгода	Итог
Короткая поездка без преднагрева	−5…−10 °C	PTC/ТН от батареи	Едем «как есть»	+0,5…1,5 кВт·ч из батареи на первые 10–20 мин	SOC падает быстрее, стекла потеют, рекуперации мало
Короткая поездка с преднагревом от сети	−5…−10 °C	PTC/ТН от сети	10–15 мин таймером	0,5–1,0 кВт·ч из сети, экономия в пути до 0,5–1,0 кВт·ч	Тёплый старт, SOC выше, обзор чистый
Переезд к DC без прогрева АКБ	≤ 0 °C	—	Навигация «вручную»	Заряд идёт медленнее на 10–15 мин	Дольше, дороже (если поминутная тарификация)
Переезд к DC с преднагрёвом АКБ	≤ 0 °C	Контур АКБ	Ведёмся к станции по навигатору EV	+1–2 кВт·ч на прогрев, но −10–15 мин у стойки	Быстрее заряд, меньше счет, щадящий режим
Домашнее утро	−10 °C	ТН + PTC от сети	Таймер «к 8:00 тёплый салон»	Ночной тариф, тёплая АКБ	Максимум комфорта, минимум зимнего «penalty»

Числа ориентировочные, зависят от модели и климата.

---

Чек-лист «умного» преднагрева

1. Всегда от сети, если есть такая возможность.
2. Таймер отъезда или «прогреть к …»: точно к моменту выезда, а не за час до него.
3. Маршрут к DC через штатную навигацию — активируйте прогрев АКБ «по дороге».
4. Температуры: для езды греть до 15–25 °C, для DC — 25–35 °C (уточняйте для вашей модели).
5. Климат-настройки: сиденья/руль ON, салон 19–21 °C, режим «обдув стёкол» по необходимости.
6. Следите за фильтром салона и чистотой воздухозабора — это влияет на расход и запотевание.
7. Не храните авто с горячей АКБ: до «ночёвки» дайте ей остыть до комнатной.

---

Типичные ошибки и как их избежать

• Долгий прогрев «про запас» в тёплом боксе → АКБ уходит в 30–35 °C «без надобности» и там простаивает. Решение: грейте впритык к выезду.
• Преднагрев от батареи (без сети) на длительное время → минус SOC, меньше запас хода. Решение: сократите время, используйте локальный подогрев и рециркуляцию.
• Игнорирование преднагрева к DC → лишние 10–20 мин на быстрозарядке. Решение: навигируйте к колонке.
• Отключённая рециркуляция при оттепели → стекла «плывут», включается «HI», перерасход. Решение: кратковременная рециркуляция + осушение.

---

Мини-калькулятор окупаемости преднагрева от сети (идея)

• В день вы делаете N коротких выездов по 10–15 мин.
• Каждый старт без преднагрева «съедает» 0,3–0,7 кВт·ч из батареи.
• Преднагрев от сети на каждый выезд — 0,2–0,5 кВт·ч (ночной тариф).
• За зиму (120–150 дней) экономия десятки кВт·ч из батареи и часы на DC-зарядке.
  Суммарно это чаще про комфорт и время, но и чистая энергия тоже «складывается» заметно.

---

Мифы и реальность

• «Преднагрев — это бессмысленно, всё равно тратится энергия». Если греете от сети и вовремя, в пути вы платите меньше: SOC выше, рекуперация и заряд быстрее.
• «Это вредно для АКБ». Верно наоборот: греть до рабочего окна полезно. Вредно долго держать слишком горячей без причины.
• «Тепловой насос не работает в мороз». Работает, но COP падает; авто подмешивает PTC — это штатно.
• «Достаточно отапливаемого гаража, больше ничего не нужно». На улице всё равно остынет, а к DC-зарядке прогрев всё равно нужен.

---

FAQ (часто задаваемые вопросы)

Можно ли преднагревать без кабеля?
Да, но это расход заряда. Лучше 5–10 минут «без кабеля», чем ехать «в лёд», однако старайтесь греть от сети.

Сколько времени греть салон?
Обычно 10–15 мин достаточно при −5…−10 °C. В сильный мороз можно дольше, но настраивайте точно к выезду.

Нужно ли всегда греть батарею?
Нет. Если поездка короткая и нет DC-зарядок, достаточно вернуть минимальную рекуперацию (тёплый салон + несколько минут движения). Перед DC — обязательно.

Как понять, что АКБ тёплая?
По индикатору рекуперации/мощности (пропадают «точки/ограничения»), по телеметрии в приложении или по скорости старта DC-заряда.

Преднагрев через приложение съедает интернет/аккумулятор 12 В?
Расход минимален. Главное — чтобы высоковольтка не грела «в никуда» часами.

Лучше держать салон на «HI» и открыть окна на минуту?
Нет. Это перерасход и конденсат. Включайте обдув лобового, рециркуляцию по необходимости, держите 19–21 °C плюс локальный подогрев.

Где хранить SOC зимой?
В повседневке — 40–70%. Для ночёвки не оставляйте 100% и горячую батарею; для утренней поездки заряд «к выезду».

Если ночую на улице при −20 °C?
Заряжайтесь вечером, оставляйте кабель и утром включайте таймер преднагрева от сети. Перед долгой дорогой — навигация к DC для прогрева.

Шумит компрессор при преднагреве — это нормально?
Да, в мороз короткие пики оборотов — штатно. Если шум постоянный/грубый — повод для диагностики.

---

1. Преднагрев от сети — базовый зимний лайфхак: выше SOC на старте, меньше расход в пути, лучше обзор.
2. Преднагрев АКБ перед DC экономит десятки минут на колонке и бережёт ресурс.
3. Точные таймеры и «навигация к зарядке» — секрет эффективности: греть к моменту, а не «вообще».
4. С точки зрения ресурса, преднагрев — это плюс, если избегать избыточного перегрева и длительного стояния горячей батареи.